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Dosimetria Computacional

1. Actividades

A Dosimetria Computacional é um domínio em expansão no âmbito da aplicação das radiações ionizantes na indústria, medicina e investigação. A modelação e simulação de:

  • Equipamentos e infraestruturas envolvendo a operação e manipulação de feixes de partículas, de fontes de radiação e de materiais radioactivos,
  • Sistemas de detecção de radiações ionizantes,

associada ao número crescente de aplicações tecnológicas inovadoras e emergentes e ao advento dos modernos processadores e arquitecturas de computação, ditam, desde há cerca de duas décadas, a necessidade de desenvolver e disponibilizar um conjunto de competências computacionais para simular o comportamento de tais equipamentos, infraestrutras e sistemas.

A experiência na utilização de programas de simulação da interacção da radiação com a matéria por métodos de Monte Carlo (MCNP/MCNPX, FLUKA, PENELOPE, GEANT4), aliada a uma formação sólida em Protecção e Segurança Radiológica, estão na base do envolvimento do Grupo de Dosimetria Computacional em projectos multidisciplinares e em colaborações com grupos nacionais e internacionais, com aplicações em áreas diversas.

As principais actividades do grupo consistem em:

1.1 Estudos de Protecção Radiológica e de Dosimetria para instalações de produção de feixes de iões radioactivos, em cooperação com o CERN e outras instituições e laboratórios em diversos países europeus, da América do Norte, do Japão (CERN-ISOLDE, HIE-ISOLDE, EURISOL)

  • Cálculos da distribuição espacial de doses, fluxos de partículas e taxas de cisão;

Cálculos da distribuição espacial de doses (39 kb).

  • Dimensionamento de barreiras de protecção que permitam confinar os elevados níveis de radiação provocados pela incidência de feixes de protões de alta potência em alvos pesados;

Dimensionamento de barreiras de protecção (44kb).

  • Cálculos de activação de alvos e de materiais estruturais e da dose residual de radiação após a paragem das instalações para manutenção ou desmantelamento, decorrentes da activação dos materiais expostos a fluxos intensos de protões e neutrões;

Cálculos de activação de alvos e de materiais estruturais (21 kb).

  • Optimização das configurações dos sistemas de alvos para maximizar a “performance” das instalações.

1.2. Determinação das secções eficazes de captura neutrónica e de fissão induzida por neutrões, no espectrómetro TOF (“Time-Of-Flight”), no CERN. No âmbito da Colaboração n-TOF, que congrega cerca de 40 instituições em países europeus, Japão, Estados Unidos da América, as actividades consistem na:

  • Determinação das secções eficazes de captura de U-233, de fissão induzida em U-236;
  • Participação nas campanhas experimentais para a determinação das secções eficazes de captura neutrónica de isótopos de Urânio, Plutónio, Amerício;
  • Participação no desenvolvimento de detectores Micromegas para a caracterização dos feixes de neutrões;
  • Análise de dados e da resposta de diversos detectores do espectrómetro TOF.

1.3. Estudos de protecção radiológica no âmbito da caracterização neutrónica e análise da criticidade em instalações de armazenamento de combustível nuclear em sistemas ADS (Accelerator Driven System).

Gemometria: Estudos de protecção radiGeometrias: caracterização neutrónica e análise da criticidade (38 kb).

1.4. Simulação da resposta de sistemas de detecção de radiação, nomeadamente da eficiência de sistemas de detecção utilizando detectores de Germânio Hiper-Puro (HPGe, BEGe);

Gráfico: eficiência de um detector de germânio (25 kb).

1.5. Modelação de equipamentos e estudos de dosimetria nas aplicações médicas das radiações ionizantes em Tomografia Computorizada, Radiologia Convencional (mamografia), em Fluoro-CT, em radioterapia, entre outros.
 

Modelação de equipamentos médicos (75 kb).

1.6. Estudos de microdosimetria no desenvolvimento de modelos biofísicos para cálculos de dose e determinação dos efeitos biológicos da radiação ao nível celular. Aplicação dos métodos de Monte Carlo para a calibração de um irradiador celular de partículas alfa para estudos in vitro.

2. Projectos






2.6. ENETRAP-II, Educação e Treino em Protecção Radiológica (7º PQ EURATOM)
(Pedro Vaz)

2.7. TRASNUSAFE, Cultura de Segurança em instalações nucleares e radiológicas (7º PQ EURATOM)
(Pedro Vaz)

3. Colaborações

3.1. Colaborações Nacionais

  • Hospitais e serviços de Radiologia.

3.2. Colaborações Internacionais

  • CERN;
  • CEA (França);
  • SCK-CEN (Bélgica);
  • IRSN (França);
  • Universidade Politécncia de Madrid (UPM, Espanha);
  • WG6 (“Computational Dosimetry”) da EURADOS;
  • WG9 (“Radiation Protection and Dosimetry in Medicine”, da EURADOS;
  • Computational Medical Physics Working Group (CMPWG, American Nuclear Society).

Colaborações diversas: logotipos (18 kb).


- - - - - - - - - - Membros da Equipa - - - - - - - - - -