Implementação de um sistema detector piroelétrico para medição de intensidade de radiação X na faixa de ortovoltagem

Abstract

Neste trabalho descreve-se um sistema detector piroelétrico de intensidade (taxa de fluência de energia) de raios X, para a faixa de ortovoltagem (80 a 300 kVp), constituído essencialmente por uma câmara piroelétrica, um circuito microcontrolado e um display de cristal líquido. A radiação foi produzida por um equipamento de ortovoltagem Siemens Stabilipan II. A câmara possui no seu interior um sensor piroelétrico e um conversor correntetensão de alta sensibilidade, que tem como principal componente um amplificador operacional OPA111 (Burr-Brown). Utilizou-se um osciloscópio digital e um circuito microcontrolado associado ao display para a medição da amplitude dos pulsos de sinal elétrico decorrentes dos pulsos de raios X incidentes no sensor. A resposta do sistema detector piroelétrico foi linear com a intensidade da radiação, em uma faixa de sua resposta, com alguns dos materiais utilizados. O sensor PZT Fe (zirconato titanato de chumbo com ferro) apresentou a melhor sensibilidade para uma grande faixa de tensão sendo assim o mais adequado para utilização em medições de intensidade de radiação X. Dos resultados obtidos, a precisão, resolução e sensibilidade do sistema detector, com os diferentes sensores piroelétricos, associados ao seu baixo custo, construção relativamente simples e facilidade de realização das medições, podem torná-lo muito útil no monitoramento de radiação produzida por equipamentos de ortovoltagem.

In this work a pyroeletric detector system is described for measuring the energy fluence rate (intensity) of x-ray pulses in the ortovoltage range (from 80 to 300 kVp), consisting of a pyroeletric chamber, a microcontrolled circuit, and a liquid crystal display (LCD). The radiation was produced by an ortovoltage equipment Siemens Stabilipan II. The pyroeletric chamber consists essentially of a pyroeletric detector and a current-to-voltage converter that has an operational amplifier OPA 111 (Burr-Brown) as the main component. The electrical pulses produced by the radiation was measured with an oscilloscope and a microcontrolled circuit associated to a LCD. The pyroelectric detector response to a radiation pulse showed linear relationship between the peak electric signal produced by the detector and the intensity of the x-ray pulses in some materials used. The PZT fe showed the most sensibility for a bigger voltage range being thus the most adjusted for measuring the intensity of radiation X. The precision, resolution, and sensibilities of the pyroelectric detector system, with the different pyroeletric sensors, associated with his low cost, relatively simple construction, and easiness for using the device, can turn it very useful for measuring the intensity of radiation produced by ortovoltage equipments.