Os autores não têm confirmações.

1. Setup Experimental (Figura 2) (Realizada 1 hora antes das primeiras medições para estabilizar a temperatura do detector e a fonte de alta tensão.) <ol><li> Coloque o tanque de água sob a cabeça do tratamento, tendo em mente que o SSD vai ter que ser aumentada até 200 cm. Assim, o tanque deve ser posicionado tão baixo quanto possível, dependendo da altura do tecto. </li><li> Alinhe o tanque de água com o acelerador linear (seus lados verticais devem ser paralelos às laterais verticais da cabeça). O laser pode ser utilizado para garantir a orientação está correcta; este procedimento é detalhado no guia de Física 14 do sistema. </li><li> Verifique a orientação vertical do acelerador linear, realizando x e y perfil medições em duas profundidades diferentes, o cálculo da declinação do feixe e corrigir usando os eixos de rotação da cabeça (ver guia de Física). </li><li> Substitua o colimador com o acessório telêmetro, e usá-lo para accurdiatamente posicionar a cabeça em 78,5 centímetros SSD. A ponta do acessório mal deve tocar a superfície da água. </li><li> Retire o telêmetro e coloque o colimador 60 milímetros na cabeça tratamento. </li><li> Posicionar o ponto de referência LIC em 1,5 cm de profundidade numa posição vertical, isto é, com o eixo da cavidade cilíndrica paralela à direcção do feixe. Isto resulta numa distância de 80 cm entre a fonte e o detector. Usar o laser para posicionar o LIC no centro do feixe na direcção lateral. </li><li> Coloque uma 0,125 centímetros 3 ionização câmara cheia de ar (AIC) ao lado do LIC para ser capaz de corrigir os efeitos de atenuação, distância e dispersão. </li><li> Conecte o LIC eo fornecimento de alta tensão para o eletrômetro e definir a tensão de 800 V. Conecte o AIC para outro eletrômetro e definir a tensão de 400 V. Em seguida, esperar 1 hora para fins de estabilização. </li><li> Para garantir a precisão do posicionamento detector lateral, realizar medições de perfil emambas as direções transversais e corrigir o zero do LIC, se necessário. </li><li> Certifique-se que a taxa de repetição do acelerador linear é fixo (valor nominal = 150 Hz). </li></ol> 2. Medições <ol><li> Primeiro administrar uma dose pré-irradiação de 3.000 unidades de monitor (MU), a fim de estabilizar a resposta LIC. Em seguida, realizar um zero dos eletrômetros. </li><li> Para avaliar a corrente de fuga e estabilidade, realizar uma série de aquisições de carga com o feixe de fora por um período igual ao das medidas (7,5 seg para 100 MU). Comparar o valor médio obtido para os valores medidos com o feixe de. A taxa de vazamento típico de menos de 0,03% do valor medido com o menor no feixe pode ser considerado insignificante. </li><li> Coloque a cabeça do tratamento em 58,5 centímetros SSD: use o controle remoto no modo cartesiano e simplesmente executar um 20 centímetros de movimento na direção z. </li><li> Deixar a sala de tratamento, feche a porta e programar uma irradiação de 100 MU noconsole do operador. Então comece a ambos os eletrômetros, administrar a dose e observe as taxas medidas pelo LIC eo AIC <img alt="Equação 5" fo:content-width="0.7in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq5.jpg" /> . </li><li> Repita o processo 10 vezes para poder avaliar incertezas estatísticos. </li><li> Depois de dez medidas, entrar na sala e mover a cabeça de tratamento para a posição seguinte (68,5 centímetros SSD). Em seguida, repita os passos 2.4 e 2.5. </li><li> Quando a cabeça é movida mais longe a partir do tanque a distância entre pontos de medição, pode ser aumentada a carga varia como se segue a lei inversa distância ao quadrado. Tabela 1 fornece um exemplo de uma lista de pontos de medição, juntamente com a correspondente dose por impulso. </li></ol><img alt="Tabela 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51296/51296table1.jpg" style="width: 600px;" /> Tabela 1. Lista de pontos de medição para as duas dosesmétodo da taxa (A e B) com as doses correspondentes por pulso. 3. Análise Dois métodos podem ser utilizados para analisar os dados. Método A <ol><li> Para cada distância d, tomar a relação de cada valor LIC medido com o valor correspondente obtido a AIC à mesma distância, <img alt="Equação 5" fo:content-width="0.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq12.jpg" /> . </li><li> Traçar as relações <img alt="Equação 5" fo:content-width="0.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq12.jpg" /> contra a dose por impulso e usar um ajuste linear para obter a razão de dose extrapolada a zero por impulsos, R 0. </li><li> Com o pressuposto de que a eficiência é igual a 1 a 0 mGy / pulso, normalizar todas as relações calculadas no passo 3.A.1 para o valor extrapolado a partir da etapa anterior, a fim de obter valores de f (ou seja, a cada escala por razão um factortal que k R 0 = 1). </li><li> Represente graficamente os valores de f em função dos valores da dose por pulso para representar a evolução da eficiência da recolha. As barras de erro pode ser calculado através da propagação das incertezas sobre os encargos de LIC e AIC avaliadas a partir das medições repetidas a cada distância. </li></ol> Método B <ol><li> Tome as relações <img alt="Equação 6" fo:content-width="0.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq6.jpg" /> das leituras LIC a 200 cm (198,5 centímetros SSD) e 60 cm (58,5 centímetros SSD), e das leituras da AIC, <img alt="Equação 6" fo:content-width="0.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq6.jpg" /> . </li><li> Numericamente resolver a equação abaixo para u 200. <img alt="Equação 7" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq7.jpg" /></li><li> Injectar o valor de u 200 na seguinte relação para obter o rendimento de recolha, fem 200 cm de distância. <img alt="Equação 8" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq8.jpg" /></li><li> A eficiência pode ser calculada utilizando as relações com outras distâncias de 60 cm, enquanto a razão de carga é maior do que 3. Este procedimento permite testar a incerteza sobre os valores calculados e u f. </li><li> Calcular o parâmetro u para todos os pontos de medição, com a seguinte relação (a escolha das distâncias de modo a que <img alt="Equação 10" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq10.jpg" /> ) <img alt="Equação 9" fo:content-width="1.5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq9.jpg" /></li><li> Calcular todas as eficiências de coleta, f d, a partir da relação <img alt="Equação 11" fo:content-width="1.2in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq11.jpg" /></li><li> Represente graficamente os valores de f em função dos valores da dose por pulso para represent a evolução do rendimento de recolha. As barras de erro pode ser calculado através da propagação das incertezas sobre os encargos de LIC e AIC avaliadas a partir das medições repetidas a cada distância. </li></ol>

<ol>
	<li>Das, I. J., Din, G. X., Ahnesj&#246;, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+fields:+non-equlibrium+radiation+dosimetry.">Small fields: non-equlibrium radiation dosimetry.</a> Med. Phys. 35 (1), 206-215 (2008).</li><li>Wickmann, G., Nystrom, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+liquids+in+ionization+chambers+for+high+precision+radiotherapy+dosimetry.">The use of liquids in ionization chambers for high precision radiotherapy dosimetry.</a> Phys. Med. Biol. 37 (9), 1789-1812 (1992).</li><li>Chung, E., Soisson, E., Seuntjens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose+homogeneity+specification+for+reference+dosimetry+of+nonstandard+fields.">Dose homogeneity specification for reference dosimetry of nonstandard fields.</a> Med. Phys. 39 (1), 407-414 (2011).</li><li>Francescon, P., Kilby, W., Satariano, N., Cora, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monte+Carlo+simulated+correction+factors+for+machine+specific+reference+field+dose+calibration+and+output+factor+measurement+using+fixed+and+iris+collimators+on+the+Cyberknife+system.">Monte Carlo simulated correction factors for machine specific reference field dose calibration and output factor measurement using fixed and iris collimators on the Cyberknife system.</a> Phys. Med. 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Biol. 42 (10), 1929-1938 (1997).</li><li>Andersson, J., T&#246;lli, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+two-dose-rate+method+for+general+recombination+correction+for+liquid+ionization+chambers+in+continuous+beams.">Application of the two-dose-rate method for general recombination correction for liquid ionization chambers in continuous beams.</a> Phys. Med. Biol. 56 (2), 299-314 (2010).</li><li>Sjgren, R., Wendelsten, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+two-dose-rate+method+for+general+recombination+correction+for+liquid+ionization+chambers+in+pulsed+beams.">A two-dose-rate method for general recombination correction for liquid ionization chambers in pulsed beams.</a> Phys. Med. Biol. 55 (15), 4247-4260 (2010).</li><li>Boag, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+measurements+at+very+high+intensities:+part+I.+Pulsed+radiation+beams.">Ionization measurements at very high intensities: part I. Pulsed radiation beams.</a> Br. J. Radiol. 23 (274), 601-611 (1950).</li><li>Boag, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+saturation+curve+for+ionization+measurements+in+pulsed+radiation+beams.">The saturation curve for ionization measurements in pulsed radiation beams.</a> Br. J. Radiol. 25 (300), 649-650 (1952).</li><li>Stewart, K. J., Elliott, A., Seuntjens, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+guarded+liquid+ionization+chamber+for+clinical+dosimetry.">Development of a guarded liquid ionization chamber for clinical dosimetry.</a> Phys. Med. Biol. 52 (11), 3089-3104 (2007).</li><li>Yin, Z., Hugtenburg, R. P., Beddoe, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+corrections+for+solid-state+detectors+in+megavoltage+photon+dosimetry.">Response corrections for solid-state detectors in megavoltage photon dosimetry.</a> Phys. Med. Biol. 49 (11), 3691-3702 (2004).</li><li>Griessbach, I., Lapp, M., Bohsung, J., Gademann, G., Harder, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dosimetric+characteristics+of+a+new+unshielded+silicon+diode+and+its+application+in+clinical+photon+and+electron+beams.">Dosimetric characteristics of a new unshielded silicon diode and its application in clinical photon and electron beams.</a> Med. Phys. 32, 3750-3754 (2005).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Accuray Inc., Physics Essentials Guide P/N 032515A-ENG. Accuray Inc. , (2010).</li></ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Os métodos apresentados acima permitem avaliar os efeitos de recombinação em um LIC sobre uma grande variedade de doses (0,14-1,58 mGy / pulso). Método A é simples, mas é associado com mais incertezas do que o método B, que fornece valores bastante precisos (e absoluta) de eficiência de coleta, f. A recombinação é responsável pela perda de aproximadamente 2% no sinal em toda a faixa investigada, mas este intervalo é maior do que o que geralmente é medido durante as medições de rotina. O maior erro em um factor de saída é de 0,35%, e atinge 1% para uma medição de dose em profundidade percentagem como foi mostrado na secção de resultados. O elemento crítico para a realização do protocolo é a configuração inicial da experiência, como todas as medições são realizadas em relação à posição inicial da cabeça de tratamento. Assim, deve-se ter cuidado com a medida exata do SSD inicial para ser capaz de relacionar as leituras do detector para cadadosar por pulso. Isto também é verdadeiro para o posicionamento do detector em água; deve ser tomado cuidado de que o ponto efectivo de medição (situado a 1 mm atrás da janela de entrada, no caso de o detector microLion) está posicionado a 1,5 cm abaixo da superfície. O atraso de 1 hora e a dose pré-irradiação são também essenciais para estabilizar o fornecimento de 800 V e à temperatura. A taxa de repetição do acelerador linear impacta diretamente a dose por pulso. A 800 MU / min e com uma frequência de 150 Hz, a dose por pulso é 0,89 mGy / pulso. Esta freqüência deve ser fixada para todas as medidas para garantir que a distância é o único fator variável ter uma influência sobre a dose por pulso. O método pode ser utilizado no caso de uma viga contínua com algumas adaptações 7. Em outros dispositivos onde a SSD não pode ser variada movendo directamente a cabeça de tratamento, a taxa de repetição pode ser modificada para introduzir a dose por variação de impulsos. Se este parâmetro éfixo, bem como, o SSD pode ainda ser modificada movendo o PBR e a superfície da água no tanque, mas a exactidão dessa aproximação seria provavelmente mais baixa do que o movimento da cabeça de tratamento utilizado no presente estudo. O próximo passo na caracterização do LIC para o seu uso em pequenas dosimetria campo é para investigar os outros factores que induzem a perturbação da resposta, tal como os materiais do detector e o efeito do volume (isto é, o facto de que o volume não é sensível pequena em comparação com as dimensões do feixe). Isto é possível através da utilização de simulações de Monte Carlo 5. Com estes aspectos levados em conta factores de correcção global podem ser aplicados para as leituras LIC obtidos nas medições de rotina clínica (factores de saída, doses percentuais de profundidade, perfis de dose), a fim de eliminar completamente as perturbações. Após a completa caracterização e correção destes efeitos perturbating, tLIC ele pode ser usado como um detector adicional para dosimetria pequeno feixe, permitindo que uma verificação independente dos perfis, as doses percentuais de profundidade e os factores de saída medidos por outros detectores. É muito alta resolução espacial na direção longitudinal também seria adequado para a dosimetria de campos retangulares, com apenas uma pequena dimensão (por exemplo, TomoTherapy.)

Dosimetria em radioterapia foi realizada utilizando câmaras de ionização gasosos por muitos anos. Estes detectores de bom desempenho, tanto quanto a terapia de radiação &quot;convencional&quot; está em causa, isto é, grandes campos homogéneos (ou lentamente variável) são usadas. No entanto, muitos dispositivos recentes, tais como a Cyberknife (Figura 1) do sistema estudados neste trabalho, oferecem a possibilidade de utilização de campos muito pequenos (abaixo de 5 mm). Outros dispositivos produzir perfis feixe altamente modulados, como em Intensidade Modulada Radioterapia (IMRT). Detectores cheios de ar convencionais não estão bem adequados para estas técnicas 1; , a fim de alcançar uma resolução espacial aceitável o volume da cavidade teria de ser reduzido a um tamanho em que a resposta câmara iria tornar-se demasiado baixo. Diodos oferecem a vantagem de volumes menores e sensíveis que são amplamente utilizados em pequena dosimetria do feixe. No entanto, eles apresentam outras limitações, tais como efeitos de espalhamentodecorrente da sua blindagem metálica 12,13. Em uma câmara de ionização líquida 2 (LIC), a densidade de ionização é muito mais elevado e assim é possível a redução do volume sensível, sem comprometer a resposta do detector. Além disso, o meio sensível tem uma densidade próxima da da água, reduzindo as perturbações de fluência associados com uma cavidade de ar. Estes aspectos tornam o LIC um candidato interessante para pequenas feixe dosimetria 3-5. Há, no entanto, algumas questões a resolver antes de ser capaz de realizar medições de dosimetria de rotina com PBR. Em primeiro lugar, devido a uma densidade de ionização mais elevado dos efeitos de recombinação são mais importantes do que nas câmaras cheias de ar 6-8. A recombinação pode ser inicial (um elétron recombina com seu íon mãe) ou geral (dois íons provenientes de diferentes eventos de ionização recombinar). O último é dependente da taxa de dose incidente no detector; tseus meios que medições de dose relativa (por exemplo, perfis de dose, doses de profundidade percentual, fatores de saída) pode potencialmente sofrer desvios devido à mudança na taxa de dose. Recombinação é caracterizada pela eficiência de recolha geral, definida como a razão entre a carga medida para a carga produzida pela radiação incidente e escapando recombinação inicial: f = Q C / Q 0. Em detectores gasosos efeitos de recombinação são avaliadas utilizando o método de duas tensão a partir da teoria das Boag 9,10, o que não pode ser aplicado em PBR 11. Uma alternativa pode ser encontrado na utilização do método da taxa de duas doses de 8, que consiste em variar a taxa de dose para isolar a influência de recombinação geral e medir a eficiência de recolha através da relação geral <img alt="Equação 1" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq1.jpg" /> onde u é defined como <img alt="Equação 2" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq2.jpg" /> com α sendo o coeficiente de recombinação, Q 0 a quantidade de carga que escapa recombinação inicial, h a separação do eletrodo, E a carga elementar, V o volume sensível da câmara, k 1 e k 2 as mobilidades das cargas positivas e negativas, e L a tensão aplicada. Ao medir a diferentes doses por impulsos, é possível obter o parâmetro de retorno e, portanto, a eficiência de recolha, f. A dose por impulsos é dado pela relação <img alt="Equação 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq3.jpg" /> Todas as medições são realizadas nas condições de referência do Cyberknife (fonte-superfície Distância SSD = 78,5 centímetros, 1,5 cm de profundidade, 60 mm colimador). A utilização de um grande alo colimadorws evitando os efeitos de volume associados com pequenos raios. Dada a taxa de dose é de 800 MU / min e a frequência de repetição é de 150 Hz, o que resulta em uma dose de 0,89 mGy / pulso (nas condições de referência, de 1 MU corresponde a uma dose de 1 cGy). Quando a frequência de repetição de pulso é mantida constante, a dose por impulso só depende da taxa de dose de Gy / min, o que está relacionado com o SSD através da lei distância inversa-quadrado: <img alt="Equação 4" fo:content-width="1in" src="/files/ftp_upload/51296/51296eq4.jpg" /> para dois SSDs d 1 e d 2.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="788">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MicroLion chamber</td>
			<td>PTW</td>
			<td>31018</td>
			<td>http://www.ptw.de/2263.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Unidos Webline dosimeter</td>
			<td>PTW</td>
			<td></td>
			<td>http://www.ptw.de/unidos_webline_dosemeter_rt0.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HV supply</td>
			<td>PTW</td>
			<td></td>
			<td>http://www.ptw.de/2265.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MP3 water scanning system</td>
			<td>PTW</td>
			<td></td>
			<td>http://www.ptw.de/2032.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.125 cm3 SemiFlex chamber</td>
			<td>PTW</td>
			<td>31010</td>
			<td>http://www.ptw.de/semiflex_chambers0.html?&#38;cId=6069</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyberknife</td>
			<td>Accuray</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterization of recombination effects in a liquid ionization chamber used for the dosimetry of a radiosurgical accelerator

A maioria dos modernos dispositivos de terapia de radiação permite a utilização de muito pequenas áreas, ou através de terapia de radiação beamlets Intensidade Modulada (IMRT) ou através de radioterapia estereotáxica, onde a precisão de posicionamento permite a entrega de doses muito elevadas por fracção num pequeno volume do paciente. Medições dosimétricas em aceleradores médicos são convencionalmente realizado utilizando câmaras de ionização com ar. No entanto, em pequenos feixes estes estão sujeitos aos efeitos de perturbação nonnegligible. Este estudo centra-se em câmaras de ionização líquidos, que oferecem vantagens em termos de resolução espacial e baixa perturbação influência. Efeitos de recombinação de íons são investigados pelo detector microLion (PTW) usado com o sistema Cyberknife (Accuray). O método consiste na realização de uma série de medições do tanque de água a diferentes distâncias fonte de superfície, e a aplicação de correcções para as leituras de detectores líquidas à base de medições simultâneas detectores gasosos. Esta abordagem facilitadortes isolando os efeitos de recombinação decorrentes da alta densidade do meio sensível líquido e obtenção de fatores de correção para aplicar às leituras do detector. A principal dificuldade reside na obtenção de um nível suficiente de precisão na configuração de ser capaz de detectar pequenas mudanças na resposta de câmara.

Na Figura 3, o rendimento de recolha f obtida a partir de um método é representada graficamente contra a dose por impulso, que varia 0-1,6 mGy / pulso onde uma perda de 2% no sinal pode ser visto. Os pontos seguem um comportamento linear. As barras de erro mostram incertezas importantes que parecem inerente ao método e podem ser grandemente reduzidos com a utilização do método B. É também importante notar que neste método a resposta a AIC é assumido para sofrer quaisquer efeitos de recombinação, o qual não é necessariamente verdadeiro totalmente . Para verificar isso pode-se simplesmente realizar medições similares usando o AIC sozinho em um tampão de build-up (sem tanque de água) e correta para a distância do inverso do quadrado; pequenos desvios podem ser observados e incluídos nos valores incertezas. A Figura 4 mostra a eficiência de recolha calculado a partir do segundo método (B). É a prova mais preciso e tem a vantagem de fornecer valores absolutos de f. O devições do comportamento linear são pequenas e a perda de sinal é ligeiramente menor do que com o método A. Como uma aplicação directa do método B, factores podem ser calculados para corrigir para a recombinação geral a uma dada dose, por impulso, simplesmente tomando o inverso da eficiência da recolha, f. Em seguida, estes factores podem ser aplicados para medições de dose profundidade relativa. Figura 5 mostra a dose relativa profundidade medido com um díodo (não sujeitas a efeitos de recombinação) e com o LIC antes e após a correcção de recombinação. Quando as curvas são normalizados a uma profundidade de 240 mm (em que os efeitos de recombinação desaparecer), que coincidem, o que significa que as correcções para compensar os efeitos de recombinação na zona de acumulação (em que a dose por impulso e, portanto, os factores de correcção são as mais elevadas). Isto sugere que os fatores de correção calculados são precisos e pode servir como uma validação do método da taxa de duas doses. Sytem Cyberknife Figura 1.. Uma visão do sistema Cyberknife usado para as medições, com a cabeça apontando para baixo acelerador. O tanque de água pode ser colocada no chão ou no sofá robótico visível na parte de trás da sala, de acordo com o espaço disponível acima da cabeça. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/51296/51296fig2highres.jpg" /> Figura 2. Instalação experimental. A configuração está representada aqui com a AIC e LIC colocado ao lado do outro no interior do reservatório de água (1,5 cm de profundidade), no centro do feixe, o qual é dirigido para baixo. As setas indicam o movimento da cabeça acelerador entre cada série de medidas, a partir de 60 cm de distância (58,5 centímetros SSD) e terminando em 200 cm (198,5 centímetros SSD). Figura 3. Eficiência geral recolha, método A. Gráfico da evolução da eficiência de recolha geral, f, com respeito à dosagem por impulso (em mGy / pulso) obtido a partir de A. Método <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/51296/51296fig4highres.jpg" /> Figura 4. Eficiência Geral coleta, método B. Geral eficiência de coleta em função do dose por pulso, seguindo os resultados de método B. <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51296/51296fig5highres.jpg" width="500" /> Figura 5. Aplicação para medições de dose profundidade relativa. A dose profundidade relativa obtidos a partir das medições de diodo é mostrado em azul.Os resultados das medições LIC são representados pelo amarelas curvas (corrigida) vermelho (sem correção) e. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51296/51296fig5highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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Characterization of Recombination Effects in a Liquid Ionization Chamber Used for the Dosimetry of a Radiosurgical Accelerator

Um número cada vez maior de dispositivos de terapia de radiação oferecem a vantagem de proporcionar a dose muito pequenas através de vigas para o tumor, permitindo uma maior conformidade e doses mais altas por fracção. Muitos detectores diferentes pode ser usado para a dosimetria desses pequenos campos. No presente estudo, o efeito da recombinação de iões é investigada para uma câmara de ionização líquida, usando um sistema de radioterapia estereotáxica.

Caracterização dos Efeitos de recombinação em uma Câmara de ionização líquido usado para a dosimetria de um Acelerador Radiosurgical

Most modern radiation therapy devices allow the use of very small fields, either through beamlets in Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) or via ...

characterization-recombination-effects-liquid-ionization-chamber-used

Research

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Engineering

11.7K visualizações.  Centre Oscar Lambret.  Um número cada vez maior de dispositivos de terapia de radiação oferecem a vantagem de proporcionar a dose muito pequenas através de vigas para o tumor, permitindo uma maior conformidade e doses mais altas por fracção. Muitos detectores diferentes pode ser usado para a dosimetria desses pequenos campos. No presente estudo, o efeito da recombinação de iões é investigada para uma câmara de ionização líquida, usando um sistema de radioterapia estereotáxica. 

Vídeo: Characterization of Recombination Effects in a Liquid Ionization Chamber Used for the Dosimetry of a Radiosurgical Accelerator

Ultrasound Velocity Measurement in a Liquid Metal Electrode

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently more difficult than measuring the flow of a transparent fluid, since optical methods are not applicable. Ultrasound can be used to measure the velocity of an opaque fluid, not only at isolated points, but at hundreds or thousands of points arrayed along lines, with good temporal resolution. When applied to a liquid metal electrode, ultrasound velocimetry involves additional challenges: high temperature, chemical activity, and electrical conductivity. Here we describe the experimental apparatus and methods that overcome these challenges and allow the measurement of flow in a liquid metal electrode, as it conducts current, at operating temperature. Temperature is regulated within &#177;2 &#176;C using a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller that powers a custom-built furnace. Chemical activity is managed by choosing vessel materials carefully and enclosing the experimental setup in an argon-filled glovebox. Finally, unintended electrical paths are carefully prevented. An automated system logs control settings and experimental measurements, using hardware trigger signals to synchronize devices. This apparatus and these methods can produce measurements that are impossible with other techniques, and allow optimization and control of electrochemical technologies like liquid metal batteries.

Ultrasound velocimetry is used to study mixing by fluid flow in liquid metal electrodes. The focus of this manuscript is to illustrate the methods used for making precise, spatially-resolved ultrasound measurements while limiting oxidation and controlling and monitoring temperature, applied current, and the heater power being supplied.

O ultra-som de velocidade de medição em um eletrodo de metal líquido

A growing number of electrochemical technologies depend on fluid flow, and often that fluid is opaque. Measuring the flow of an opaque fluid is inherently ...

Engenharia

Electron Channeling Contrast Imaging for Rapid III-V Heteroepitaxial Characterization

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging (ECCI) in a scanning electron microscope (SEM). ECCI allows for imaging of defects and crystallographic features under specific diffraction conditions, similar to that possible via plan-view transmission electron microscopy (PV-TEM). A particular advantage of the ECCI technique is that it requires little to no sample preparation, and indeed can use large area, as-produced samples, making it a considerably higher throughput characterization method than TEM. Similar to TEM, different diffraction conditions can be obtained with ECCI by tilting and rotating the sample in the SEM. This capability enables the selective imaging of specific defects, such as misfit dislocations at the GaP/Si interface, with high contrast levels, which are determined by the standard invisibility criteria. An example application of this technique is described wherein ECCI imaging is used to determine the critical thickness for dislocation nucleation for GaP-on-Si by imaging a range of samples with various GaP epilayer thicknesses. Examples of ECCI micrographs of additional defect types, including threading dislocations and a stacking fault, are provided as demonstration of its broad, TEM-like applicability. Ultimately, the combination of TEM-like capabilities &#8211; high spatial resolution and richness of microstructural data &#8211; with the convenience and speed of SEM, position ECCI as a powerful tool for the rapid characterization of crystalline materials.

The use of electron channeling contrast imaging in a scanning electron microscope to characterize defects in III-V/Si heteroexpitaxial thin films is described. This method yields similar results to plan-view transmission electron microscopy, but in significantly less time due to lack of required sample preparation.

Electron Canalização Contraste de imagem para Rápido III-V heteroepitaxiais Caracterização

Misfit dislocations in heteroepitaxial layers of GaP grown on Si(001) substrates are characterized through use of electron channeling contrast imaging ...

Phase Diagram Characterization Using Magnetic Beads as Liquid Carriers

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for the purpose of investigating phase change of those liquid segments. The magnetic beads were externally controlled using a magnet, allowing for the beads to bridge the air valve between the adjacent liquid segments. A hydrophobic coating was applied to the inner surface of the tube to enhance the separation between two liquid segments. The applied magnetic field formed an aggregate cluster of magnetic beads, capturing a certain liquid amount within the cluster that is referred to as carry-over volume. A fluorescent dye was added to one liquid segment, followed by a series of liquid transfers, which then changed the fluorescence intensity in the neighboring liquid segment. Based on the numerical analysis of the measured fluorescence intensity change, the carry-over volume per mass of magnetic beads has been found to be ~2 to 3 &#181;l/mg. This small amount of liquid allowed for the use of comparatively small liquid segments of a couple hundred microliters, enhancing the feasibility of the device for a lab-in-tube approach. This technique of applying small compositional variation in a liquid volume was applied to analyzing the binary phase diagram between water and the surfactant C12E5 (pentaethylene glycol monododecyl ether), leading to quicker analysis with smaller sample volumes than conventional methods.

Here, we present a protocol to investigate multi-component phase diagrams using externally controlled magnetic beads as liquid carriers in a lab-in-tube approach. This approach can aid in applications that seek to gather further information on phase change in complex liquid systems.

Fase Diagrama Caracterização utilizando esferas magnéticas como veículos líquidos

Magnetic beads with ~1.9 &#181;m average diameter were used to transport microliter volumes of liquids between contiguous liquid segments with a tube for ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

Detecção e recuperação de paládio, do ouro e cobalto Metais da Mina Urbana Usando novos sensores / adsorventes Designados com poros em nanoescala em forma de roda de carroça

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and non-destructively reveals the hydrogen density distribution at surfaces, at interfaces, and in the volume of solid materials with high depth resolution. The technique applies a 15N ion beam of 6.385 MeV provided by an electrostatic accelerator and specifically detects the 1H isotope in depths up to about 2 &#956;m from the target surface. Surface H coverages are measured with a sensitivity in the order of ~1013 cm-2 (~1% of a typical atomic monolayer density) and H volume concentrations with a detection limit of ~1018 cm-3 (~100 at. ppm). The near-surface depth resolution is 2-5 nm for surface-normal 15N ion incidence onto the target and can be enhanced to values below 1 nm for very flat targets by adopting a surface-grazing incidence geometry. The method is versatile and readily applied to any high vacuum compatible homogeneous material with a smooth surface (no pores). Electrically conductive targets usually tolerate the ion beam irradiation with negligible degradation. Hydrogen quantitation and correct depth analysis require knowledge of the elementary composition (besides hydrogen) and mass density of the target material. Especially in combination with ultra-high vacuum methods for in-situ target preparation and characterization, 1H(15N,&#945;&#947;)12C NRA is ideally suited for hydrogen analysis at atomically controlled surfaces and nanostructured interfaces. We exemplarily demonstrate here the application of 15N NRA at the MALT Tandem accelerator facility of the University of Tokyo to (1) quantitatively measure the surface coverage and the bulk concentration of hydrogen in the near-surface region of a H2 exposed Pd(110) single crystal, and (2) to determine the depth location and layer density of hydrogen near the interfaces of thin SiO2 films on Si(100).

We illustrate the application of 1H(15N,&#945;&#947;)12C resonant nuclear reaction analysis (NRA) to quantitatively evaluate the density of hydrogen atoms on the surface, in the volume, and at an interfacial layer of solid materials. The near-surface hydrogen depth profiling of a Pd(110) single crystal and of SiO2/Si(100) stacks is described.

Quantificação de concentrações de hidrogénio nas camadas superficiais e interface e materiais a granel através de perfis de profundidade com Análise reação nuclear

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Electrochemical Etching and Characterization of Sharp Field Emission Points for Electron Impact Ionization

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. The results of studies in which the etching current and the molarity of the NaOH solution used in the etching process were varied are presented. The investigation of the geometry of the tips, by imaging them with a scanning electron microscope, and by operating them in field emission mode is also described. The field emission tips produced are intended to be used as an electron beam source for ion production via electron impact ionization of background gas or vapor in Penning trap mass spectrometry applications.

A method for electrochemically etching field emission tips is presented. Etching parameters are characterized and the operation of the tips in field emission mode is investigated.

Electrochemical Gravura e Caracterização de pontas afiadas Field Emission for Electron Impact Ionização

A new variation of the drop-off method for fabricating field emission points by electrochemically etching tungsten rods in a NaOH solution is described. ...

Testing of Nanoparticle Release from a Composite Containing Nanomaterial Using a Chamber System

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products containing nanomaterials is also increasing. Evaluating the nanomaterial release from products containing nanomaterials is a crucial step in assessing the safety of these products, and has resulted in several international efforts to develop consistent and reliable technologies for standardizing the evaluation of nanomaterial release. In this study, the release of nanomaterials from products containing nanomaterials is evaluated using a chamber system that includes a condensation particle counter, optical particle counter, and sampling ports to collect filter samples for electron microscopy analysis. The proposed chamber system is tested using an abrasor and disc-type nanocomposite material specimens to determine whether the nanomaterial release is repeatable and consistent within an acceptable range. The test results indicate that the total number of particles in each test is within 20% from the average after several trials. The release trends are similar and they show very good repeatability. Therefore, the proposed chamber system can be effectively used for nanomaterial release testing of products containing nanomaterials.

Nanoparticle release is tested using a chamber system that includes a condensation particle counter, an optical particle counter and sampling ports to collect filter samples for microscopy analysis. The proposed chamber system can be effectively used for nanomaterial release testing with a repeatable and consistent data range.

Ensaios de nanopartículas de lançamento a partir de um composto que contém Nanomaterial Usando um sistema de câmara

With the rapid development of nanotechnology as one of the most important technologies in the 21st century, interest in the safety of consumer products ...

Measurement of Outgassing Rates of Steels

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of steels meet the criterion of low outgassing required for high or ultrahigh vacuum applications. However, a given material can present different outgassing rates depending on its manufacturing process or the various pretreatment processes involved during the fabrication. Thus, the measurement of outgassing rates is highly desirable for a specific vacuum application. For this reason, the rate-of-pressure rise (RoR) method is often used to measure the outgassing of hydrogen after bakeout. In this article, a detailed description of the design and execution of the experimental protocol involved in the RoR method is provided. The RoR method uses a spinning rotor gauge to minimize errors that stem from outgassing or the pumping action of a vacuum gauge. The outgassing rates of two ordinary steels (stainless steel and mild steel) were measured. The measurements were made before and after the heat pretreatment of the steels. The heat pretreatment of steels was performed to reduce the outgassing. Extremely low rates of outgassing (on the order of 10&#8722;11 Pa m3 sec&#8722;1 m&#8722;2) can be routinely measured using relatively small samples.

A protocol for the measurement of outgassing rates of hydrogen from ordinary steel vacuum chambers using the rate-of-pressure rise method is presented.

Medição da Outgassing Preços de aços

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of ...

Spark Plasma Sintering Apparatus Used for the Formation of Strontium Titanate Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with one twist grain boundary. This apparatus utilizes high uniaxial pressure and a pulsed direct current for rapid consolidation of material. Diffusion bonding of strontium titanate bicrystals without fracture, in a spark plasma sintering apparatus, is possible at high pressures due to the unusual temperature dependent plasticity behavior of strontium titanate. We demonstrate a method for the successful formation of bicrystals at accelerated time scales and lower temperatures in a spark plasma sintering apparatus compared to bicrystals formed by conventional diffusion bonding parameters. Bond quality was verified by scanning electron microscopy. A clean and atomically abrupt interface containing no secondary phases was observed using transmission electron microscopy techniques. Local changes in bonding across the boundary was characterized by simultaneous scanning transmission electron microscopy and spatially resolved electron energy-loss spectroscopy.

A viable technique for the formation of strontium titanate bicrystals at high pressure and fast heating rate via the spark plasma sintering apparatus is developed.

Faísca Plasma Sintering aparelho utilizado para a Formação de titanato de estrôncio Bicrystals

A spark plasma sintering apparatus was used as a novel method for diffusion bonding of two single crystals of strontium titanate to form bicrystals with ...

Recombination Dynamics in Thin-film Photovoltaic Materials via Time-resolved Microwave Conductivity

A method for investigating recombination dynamics of photo-induced charge carriers in thin film semiconductors, specifically in photovoltaic materials such as organo-lead halide perovskites is presented. The perovskite film thickness and absorption coefficient are initially characterized by profilometry and UV-VIS absorption spectroscopy. Calibration of both laser power and cavity sensitivity is described in detail. A protocol for performing Flash-photolysis Time Resolved Microwave Conductivity (TRMC) experiments, a non-contact method of determining the conductivity of a material, is presented. A process for identifying the real and imaginary components of the complex conductivity by performing TRMC as a function of microwave frequency is given. Charge carrier dynamics are determined under different excitation regimes (including both power and wavelength). Techniques for distinguishing between direct and trap-mediated decay processes are presented and discussed. Results are modelled and interpreted with reference to a general kinetic model of photoinduced charge carriers in a semiconductor. The techniques described are applicable to a wide range of optoelectronic materials, including organic and inorganic photovoltaic materials, nanoparticles, and conducting/semiconducting thin films.

A Time Resolved Microwave Conductivity technique for investigating direct and trap-mediated recombination dynamics and determining carrier mobilities of thin film semiconductors is presented here.

Recombinação Dynamics em Thin-film materiais fotovoltaicos via Condutividade Microondas resolvida no tempo

A method for investigating recombination dynamics of photo-induced charge carriers in thin film semiconductors, specifically in photovoltaic materials ...