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http://hdl.handle.net/1843/44144| Type: | Dissertação |
| Title: | Projeto e desenvolvimento de sistema de posicionamento automatizado para simulação de fonte de radiação infinita e calibração de detectores de radiação |
| Authors: | Diego de Carvalho Drummond Salvador |
| First Advisor: | Arno Heeren de Oliveira |
| First Referee: | Carlos Eduardo Velasquez |
| Second Referee: | Clarysson Alberto Mello da Silva |
| Third Referee: | Thiago César de Oliveira |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Aimoré Dutra Neto |
| Abstract: | A simulação computacional com o método Monte Carlo vem sendo usada por pesquisadores em diversos trabalhos relacionados à interação da radiação com a matéria. A fim de validar os resultados destas simulações, é necessário obter dados experimentais reais para que possam ser comparados com os resultados da simulação. Existe, porém, uma dificuldade em obter dados experimentais em laboratórios para casos em que a fonte de radiação tem dimensões maiores do que as fontes de laboratório, que são normalmente bem pequenas. O objetivo deste trabalho foi projetar, construir, programar e testar um protótipo de um equipamento que faz deslocamentos automatizados muito precisos para mudar a distância linear e o ângulo entre um conjunto de fonte e detector, com intuito de poder simular experimentalmente uma fonte de grandes dimensões a partir de uma fonte puntual de laboratório. Com diferentes medições da taxa de dose em diferentes posições, é possível interpretar a somatória dessas medições como o valor que seria lido pelo detector, caso a fonte de radiação tivesse dimensões maiores. O protótipo foi projetado em CAD, tendo diversos componentes impressos com utilização de impressora 3D. Para a operação do protótipo, utilizou-se motores de passo controlados por placas Arduino. O microcontrolador do Arduino foi programado utilizando-se linguagem de programação baseada em C/C++. Devido à precisão do deslocamento, o protótipo também pode ser usado para calibração de detectores de radiação. Para tal, é apenas necessário utilizar a função de deslocamento linear para posicionar precisamente o conjunto fonte e detector. Com uma fonte de laboratório conhecida, é possível ajustar o fator de calibração do detector para que a leitura esteja de acordo com o esperado para aquela fonte na distância determinada. O protótipo foi testado para garantir uma alta precisão no posicionamento. Para o deslocamento linear obteve-se precisão de 1 milímetro nos deslocamentos, enquanto no deslocamento angular obteve-se precisão de 0,4°. O protótipo foi usado para obtenção de dados experimentais com um conjunto de fonte e detector, os quais poderão já ser usados em outros trabalhos para validar resultados de simulações computacionais utilizando o método Monte Carlo. |
| Abstract: | Computational simulation with the Monte Carlo method has been used by researchers in several studies related to the interaction of radiation with matter. In order to validate the results of these simulations, it is necessary to obtain real experimental data so that they can be compared with the simulation results. There is, however, a difficulty in obtaining experimental data in laboratories for cases where the radiation source has larger dimensions than laboratory sources, which are usually quite small. The objective of this work was to design, build, program and test a prototype of an equipment that makes very precise automated displacements to change the linear distance and angle between a set of source and detector, in order to be able to experimentally simulate a large source by using a very small laboratory source. With different dose rate measurements at different positions, it is possible to interpret the sum of these measurements as the value that would be read by the detector if the radiation source had larger dimensions. The prototype was designed using a CAD, having several components printed using a 3D printer. For the operation of the prototype, stepper motors controlled by Arduino boards were used. The Arduino microcontroller was programmed using a programming language based on C/C++. Due to the accuracy of the displacement, the prototype can also be used for calibration of radiation detectors. To do this, it is only necessary to use the linear displacement function to precisely position the set of source and detector. With a known laboratory source, it is possible to adjust the detector calibration factor so that the reading is as expected for that source at the given distance. The prototype has been tested to ensure high positioning accuracy. For the linear displacement, precision of 1 mm was obtained in the displacements, while in the angular displacement, precision of 0.4° was obtained. The prototype was used to obtain experimental data with a set of source and detector, which can already be used in other studies to validate results of computational simulations using the Monte Carlo method. |
| Subject: | Engenharia nuclear Detectores de radiação nuclear Monte Carlo, Método de Prototipagem rápida |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências e Técnicas Nucleares |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/44144 |
| Issue Date: | 24-Nov-2021 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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