Resumo em Português:

Resumo Noventa e oito por cento da dose individual média global fornecida por fontes artificiais de radiação ionizante resulta da sua utilização em aplicações médicas, especialmente para fins de diagnóstico e intervencionismo. Embora os benefícios do uso da radiação em medicina sejam amplamente reconhecidos, a exposição a este agente pode causar efeitos danosos à saúde dos indivíduos expostos. As aplicações de radiação para fins diagnósticos são geralmente associadas a doses baixas, mas procedimentos intervencionistas podem envolver doses muito mais elevadas. Nas décadas de 2000 e 2010 diversas publicações descreveram a ocorrência de reações teciduais em pacientes e profissionais expostos durante procedimentos radiológicos intervencionistas. Este trabalho teve como objetivo realizar uma revisão da literatura sobre os relatos mais recentes (última década) sobre a ocorrência de reações teciduais após procedimentos radiológicos diagnósticos ou intervencionistas. Para buscar e selecionar publicações sobre o tema foi utilizada a ferramenta de busca PubMed – com auxílio de descritores e filtros específicos. Embora inicialmente tenham sido selecionados 826 artigos, apenas 5 apresentavam conteúdo relevante para o propósito desta revisão. O baixo número de artigos na seleção final pode ser resultado da metodologia utilizada ou da própria redução do número de indivíduos que apresentam esses efeitos nos últimos anos, devido à crescente preocupação com a proteção radiológica nessas práticas. Entre os artigos analisados, há relatos de lesões cutâneas, bem como afinamento ou queda de cabelo em pacientes expostos a doses (kerma no ar acumulado no ponto de referência) acima de 3,5 Gy. Contudo, estas reações são raras e não aparecem na maioria dos pacientes, mesmo naqueles que receberam doses mais elevadas. Foi relatada também uma frequência aumentada de opacidade do cristalino (catarata) em profissionais ocupacionalmente expostos. Uma avaliação adequada da ocorrência destes efeitos é essencial para tentar compreender suas causas e minimizar a frequência ou consequências da sua ocorrência. A realização de pesquisas como esta pode ajudar nessa tarefa.

Resumo em Inglês:

Abstract Ninety-eight percent of the global average individual dose delivered by artificial sources of ionizing radiation results from their use in medical applications, especially for diagnostic and interventional purposes. Although the benefits of radiation in medicine are widely recognized, exposure to this agent can cause harmful effects on the health of exposed individuals. Radiation applications for diagnostic purposes are generally associated with low doses, but interventional procedures may involve much higher doses. In the 2000s and 2010s, several publications described tissue reactions in patients and professionals exposed during interventional radiological procedures. This work aimed to review the literature on the most recent reports (last decade) on the occurrence of tissue reactions after diagnostic or interventional radiological procedures. The PubMed search tool was used to search and select publications on the topic. Although 826 articles were initially selected, only 5 presented relevant content for this review. The low number of articles in the final selection may be a result of the methodology we used or an actual reduction in the number of individuals presenting these effects in more recent years, due to the growing concerns about radiological protection in these practices. Among the articles analyzed, there were reports of skin lesions, as well as thinning or hair loss in patients exposed to doses (cumulative air kerma at the reference point) above 3.5 Gy. However, these reactions are rare and do not appear in most patients, even among those who received higher doses. An increased frequency of lens opacities (cataracts) has also been reported in occupationally exposed professionals. An adequate assessment of the occurrence of these effects is essential to try to understand their causes and minimize the frequency or consequences of their occurrence. Carrying out research like this can help with this task.

Resumo em Português:

Resumo O óleo de cumaru ( Dipteryx odorata ) possui propriedades químicas que o torna insumo desejado nas indústrias de cosméticos, perfumaria, medicina alternativa e alimentos. A valorização desses óleos essenciais, assim como de outras plantas nativas, não apenas reforça a posição do Brasil como líder na produção e exportação de produtos naturais, mas também fortalece sua identidade no cenário internacional, promovendo sustentabilidade e preservação ambiental. Para as análises de carbono-13 (δ 13 C), oxigênio-18 (δ 18 O) e deutério (δD) do óleo essencial extraído de sementes de cumaru ( Dipteryx odorata ), foi utilizado espectrometria de massa de razão isotópica (IRMS) com o objetivo de determinar autenticidade e qualidade de óleo de Cumaru. Os resultados obtidos permitiram validar a metodologia empregada tanto na análise como na extração do óleo essencial, que utilizou solventes como etanol e acetato de etila, e demonstraram sua capacidade em distinguir produtos genuínos de fraudes.

Resumo em Inglês:

Abstract Cumaru oil (Dipteryx odorata) has chemical properties that make it a sought-after input in the cosmetics, perfumery, alternative medicine and food industries. The appreciation of these essential oils, as well as other native plants, not only reinforces Brazil's position as a leader in the production and export of natural products, but also strengthens its identity on the international scene, promoting sustainability and environmental preservation. For the analysis of carbon-13 (δ 13 C), oxygen-18 (δ 18 O) and deuterium (δD) of the essential oil extracted from Cumaru seeds, isotope ratio mass spectrometry (IRMS) was used to determine the authenticity and quality of Cumaru oil. The results obtained allowed validating the methodology used both in the analysis and in the extraction of the essential oil, which used solvents such as ethanol and ethyl acetate, and demonstrated its ability to distinguish genuine products from fraud.

Resumo em Português:

Resumo A Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC) é uma ferramenta poderosa e versátil que revolucionou a maneira como os dentistas planejam e realizam tratamentos. Várias vantagens são atribuídas a essa modalidade, entre elas: o equipamento é compacto, a aquisição de imagens é rápida, tem alta resolução espacial e produz imagens detalhadas. No entanto, quando comparado a outros métodos de diagnóstico por imagem usados na odontologia, a CBCT frequentemente administra doses mais altas, enfatizando a necessidade de uso cuidadoso e a aplicação de princípios de radioproteção. Como exemplo, a dose efetiva de uma radiografia intraoral é menor que 1,5 µSv. A dose efetiva de uma radiografia panorâmica varia entre 2,7 e 24,3 µSv, enquanto a dose efetiva de um exame de CBCT varia de 64 a 674 µSv. Este estudo avaliou um aparelho de TCFC que passou pelos testes recomendados pela regulamentação brasileira vigente, avaliou as doses geradas pelo aparelho e implementou um programa de garantia da qualidade em um serviço de radiologia odontológica que utiliza essa tecnologia, para promover a máxima eficiência, segurança e precisão, otimizando as doses de radiação administradas e garantindo a qualidade das imagens adquiridas. Este é o primeiro passo no desenvolvimento de um protocolo de controle da qualidade (CQ) para o serviço em avaliação. Faz parte da implementação de um programa de certificação a ser aplicado inicialmente no serviço do Hospital da Força Aérea do Galeão (HFAG), que servirá de modelo para outros serviços de radiologia da Força Aérea Brasileira.

Resumo em Inglês:

Abstract Cone Beam Computed Tomography (CBCT) is a powerful and a versatile tool that has revolutionized the way dentists plan and perform treatments. Several advantages are attributed to this modality, including: the equipment is compact, image acquisition is fast, it has high spatial resolution and produces detailed images. However, when compared to other imaging diagnostic methods used in dentistry, CBCT often administers higher doses, emphasizing the need for careful use and the application of radiation protection principles. For example, the effective dose of an intraoral radiograph is less than 1.5 µSv. The effective dose of a panoramic radiograph ranges between 2.7 and 24.3 µSv, while the effective dose of a CBCT scan ranges from 64 to 674 µSv. This study evaluated a CBCT device that underwent the tests recommended by current Brazilian regulations, assessed the doses generated by the device, and implemented a quality assurance program in a dental radiology service that uses this technology, to promote maximum efficiency, safety, and accuracy, optimizing the radiation doses administered and ensuring the quality of the images acquired. This is the first step in the development of a quality control (QC) protocol for the service under evaluation. It is part of the implementation of a certification program to be applied initially in the Galeão Air Force Hospital (HFAG) service, which will serve as a model for other radiology services of the Brazilian Air Force.

Resumo em Português:

Resumo Incidentes nucleares ou radiológicos de massa representam uma ameaça que necessita da implementação de estratégias de enfrentamento sofisticadas. Este estudo visa contribuir apresentando metodologia de modelagem computacional dupla que justapõe modelos numéricos e analíticos para abordar um cenário específico de liberação radioativa. Tal metodologia busca se estender além da teoria subjacente aos processos de modelagem, favorecendo a tomada de decisão sobretudo no estágio inicial de tal enfrentamento. Nesta investigação, foi aplicada uma estrutura de modelo duplo baseada em métodos numéricos e em técnicas analíticas para simular um cenário radiológico promovido pela ativação de um dispositivo de dispersão radiológica (RDD, do inglês). É importante ressaltar que esta metodologia não se limita a cenários RDD, sendo proposta para aplicação a qualquer liberação externa de materiais radioativos. Ao avaliar e comparar os resultados das simulações, particularmente em áreas próximas ao ponto de liberação e em intervalos de tempo mais curtos, é possível verificar o modelo mais adequado bem como a identificação de cenários nos quais os dois modelos produzem resultados convergentes. Os achados ressaltam a importância de estimar as doses de radiação, sugerindo que tais estimativas podem influenciar a compreensão dos riscos radiológicos e sua dependência com relação às condições atmosféricas locais. A interpretação e aplicação cuidadosas de tais resultados têm o potencial de mitigar riscos epidemiológicos, aprimorar as capacidades de coordenação e estimular o desenvolvimento de respostas estratégicas.

Resumo em Inglês:

Abstract Nuclear or radiological mass incidents represent a threat that requires sophisticated coping strategies. This study aims to contribute by presenting a dual computational modeling methodology that juxtaposes numerical and analytical models to address a specific radioactive release scenario. This methodology seeks to extend beyond the theory underlying the modeling processes, favoring decision-making, especially in the early stages of such confrontation. This investigation applied a dual-model structure based on numerical methods and analytical techniques to simulate a radiological scenario promoted by activating a radiological dispersal device (RDD). It is important to emphasize that this methodology is not limited to RDD scenarios and is being proposed for application to any external release of radioactive materials. By evaluating and comparing the results of the simulations, particularly in areas close to the release point and in shorter time intervals, it is possible to verify the most appropriate model and identify scenarios in which the two models produce convergent results. The findings highlight the importance of estimating radiation doses, suggesting that such estimates can influence the understanding of radiological risks and their dependence on local atmospheric conditions. Careful interpretation and application of such results can mitigate epidemiological risks, enhance coordination capabilities, and stimulate the development of strategic responses.

Resumo em Português:

Resumo O aumento crescente da complexidade das técnicas utilizadas na radioterapia exige um eficiente programa de garantia de qualidade que acompanhe essa tendência, de forma a garantir um controle da qualidade do aparelho e dispositivos associados. Muitos testes periódicos são baseados na análise de imagens adquiridas, e geralmente existem padrões aos quais essas imagens são comparadas para verificar sua constância, verificações essas passíveis de automatização. As análises automatizadas possibilitam uma maior padronização, redução da subjetividade, precisão e redução no tempo requerido para o controle da qualidade. Para a implementação de tais ferramentas é necessário avaliar fatores como precisão, sensibilidade na identificação de erros, adaptação às necessidades da instituição, e facilidade de acesso e de uso para aqueles que participam dos processos de controle da qualidade.Neste trabalho foram avaliadas duas interfaces de ferramentas de automatização, a comercial SunCHECK Machine® da Sun Nuclear, e um web aplicativo implementado contendo os módulos da biblioteca aberta Pylinac. Ambas as interfaces de avaliação se mostraram aplicáveis no programa de garantia da qualidade, calculando com metodologias coerentes as grandezas de interesse apresentadas nos documentos referência. Cada uma apresenta suas peculiaridades e áreas de atenção, que são destacadas ao decorrer do trabalho, a partir da avaliação dos testes de Picket Fence, Star Shot, Winston-Lutz, análise de campo radioativo, e qualidade da imagem do Cone Beam Computed Tomography. Com isso nota-se a importância da condução de estudos na fase de implementação de tais ferramentas, com intuito de promover o entendimento dos algoritmos utilizados, e estabelecer a forma de utilização e os controles necessários na rotina. Ambas as interfaces se mostraram capazes de quantificar as grandezas relevantes com base nos documentos de referência, propiciando um controle da qualidade mais eficiente e eficaz.

Resumo em Inglês:

Abstract The increasing complexity of techniques used in radiotherapy demands a quality assurance program that evolves to ensure efficient quality control of equipment and associated devices. Many periodic tests rely on analyzing acquired images, typically compared to predefined standards to verify consistancy—checks that can often be automated. Automated analyses enable greater standardization, reduced subjectivity, improved accuracy, and shorter quality control times. To implement such tools, it is essential to assess factors such as accuracy, error detection sensitivity, adaptability to institution needs, and ease of access and use for those involved in quality control processes.This study evaluated two automation tool interfaces: the commercial SunCHECK Machine by Sun Nuclear® and a web application implementing modules from the open-source Pylinac library. Both interfaces were suitable to the quality assurance program, using coherent methodologies to calculate key metrics outlined in reference documents. Each tool has unique features and specific considerations, highlighted throughout the study based on evaluating Picket Fence, Star Shot, Winston-Lutz tests, field analysis, and Cone Beam Computed Tomography image quality. The findings highlight the importance of conducting studies during the implementation phase of such tools to understand the algorithms used and establish appropriate usage and control measures for routine practice. Both interfaces proved capable of quantifying the relevant quantities based on the reference documents, providing more efficient and effective quality control.

Resumo em Português:

Resumo O envolvimento social eficaz na ciência nuclear e na proteção radiológica permanece um desafio, especialmente no que diz respeito à gestão da exposição à radiação natural, como o gás radônio – o principal responsável pela exposição humana proveniente de fontes naturais. Este artigo examina a primeira tentativa brasileira de envolver ativamente o público em uma campanha de monitoramento de radônio em ambientes internos, com duração de seis meses, realizada em Poços de Caldas, uma região de alta radioatividade natural. O estudo teve como objetivo sensibilizar a população e fomentar a participação voluntária por meio de uma campanha de comunicação, que combinou conteúdo educativo, mensagens estratégicas e formas de engajamento tanto virtuais quanto presenciais. Embora a taxa de participação voluntária tenha sido modesta, com 17%, o estudo revelou um forte comprometimento por parte dos participantes, demonstrando a eficácia das parcerias locais, ferramentas digitais e iniciativas comunitárias. Os resultados destacam a relevância de estratégias de comunicação sob medida e de um engajamento colaborativo para superar barreiras em iniciativas de saúde pública, sugerindo a necessidade de abordagens culturalmente apropriadas para a gestão do risco de radônio no Brasil. Trabalhos futuros devem priorizar o aprimoramento das estratégias de engajamento e a avaliação dos impactos a longo prazo, a fim de garantir a participação pública sustentável no controle da exposição ao radônio.

Resumo em Inglês:

Abstract Effective social involvement in nuclear science and radiation protection remains a challenge, particularly in managing natural radiation exposure, such as radon gas – the largest contributor to human exposure from natural sources. This paper addresses the first Brazilian attempt to actively engage the public in a 6-month indoor radon monitoring campaign in Poços de Caldas, a region with high natural radioactivity. The study aimed to raise awareness and foster voluntary participation through a communication campaign, incorporating educational content, strategic messaging, and both virtual and in-person engagement. Despite a modest voluntary participation rate of 17%, the study found strong commitment among participants and demonstrated the effectiveness of local partnerships, digital tools, and community-driven efforts. The findings underscore the importance of tailored communication strategies and collaborative engagement to overcome barriers in public health initiatives, suggesting a need for culturally appropriate approaches to radon risk management in Brazil. Future work should focus on refining engagement strategies and assessing long-term impacts to ensure sustainable public participation in radon exposure control.

Resumo em Português:

Resumo Tratar múltiplas metástases cerebrais com isocentro único melhora a eficiência, mas exige maior acurácia para compensar os deslocamentos induzidos pela rotação, que aumentam com a distância entre o alvo e o isocentro. Foram avaliados vinte pacientes previamente tratados na instituição com radiocirurgia de isocentro único para duas lesões. A fim de estudar se as margens de setup foram suficientes para garantir a cobertura mínima desejada no GTV (V100% ≥ 95%), foram gerados planos com desvios teóricos de um milímetro e um grau. De tais planos de incerteza, foram avaliados os valores de cobertura da isodose de prescrição. Por fim, para correlacionar as variações de cobertura observadas com o volume das lesões e suas respectivas distâncias ao isocentro, um modelo computacional de aprendizado de máquina foi utilizado. Os erros de rotação foram muito mais significativos se comparados aos de translação, sendo responsáveis por decréscimo máximo de cobertura de 60%, aproximadamente. Qualquer desvio, translacional ou rotacional, impactou com significância estatística a cobertura do PTV. No entanto, somente os desvios nos eixospitch (LR) e roll (PA) acarretaram em variação significativa da cobertura do GTV. Foi possível inferir, ainda, que existe uma correlação inversa entre os parâmetros avaliados e a diferença de cobertura; sendo que o volume dos alvos apresenta maior impacto dosimétrico se comparado com a distância ao isocentro. Conclui-se que, para a amostra avaliada, os limites aceitáveis para desvio de posicionamento do paciente foram suficientes para assegurar a cobertura do GTV para desvios translacionais de até um milímetro. Contudo, ao avaliar desvios rotacionais, 50% dos pacientes apresentaram cobertura do GTV insuficiente. Os dados indicam, ainda, que alvos menores e mais distantes podem ser mais impactados por desvios do posicionamento do paciente.

Resumo em Inglês:

Abstract Treating multiple brain metastases with a single isocenter enhances efficiency, but requires higher accuracy to account for rotation-induced shifts, which increase with the distance from the target to the isocenter. Twenty patients, previously treated at the institution, with single-isocenter radiosurgery for two targets were evaluated. This retrospective analysis’s objective was to assess if the setup margins sufficed to guarantee the minimum GTV coverage (V100% ≥ 95%), correlating target volumes and their respective distances to the isocenter with observed dosimetric impact. Plans with theoretical deviations were generated for translational and rotational errors of one millimeter and one degree, respectively. Coverage with prescription dose was evaluated for each of the plans, and such data was used to generate computational models. Rotational errors caused significantly larger coverage decreases, up to 60%, approximately. Any patient positioning deviation, translational or rotational, impaired coverage with statistical significance. However, only errors for pitch (LR) and roll (PA) caused significant GTV coverage decrease. It was possible to identify a negative correlation between the analyzed parameters, with target volume leading to greater dosimetric impact compared to distance to plan isocenter. In conclusion, for the evaluated sample, acceptable limits for patient setup deviations were adequate to ensure minimum GTV coverage for translational deviations up to one millimeter. Nevertheless, for one-degree rotational deviations, half of the patients presented insufficient GTV coverage. Data also indicates that smaller and farther targets might be at greater risk of compromised coverage considering patient positioning errors.

Resumo em Português:

Resumo A produção brasileira de dióxido de titânio pela rota do sulfato gera anualmente 30.000 toneladas de resíduos, que são descartados em aterros industriais. Esse armazenamento gera, a longo prazo, altos custos de manutenção e segurança, além de causar impacto ambiental. Este resíduo é enriquecido nos radionuclídeos naturais da série do urânio e do tório e é classificado como resíduo NORM (Naturally Occurring Radioactive Material). Para minimizar o impacto ambiental desse descarte de resíduo, é necessário oferecer alternativas para sua reutilização segura, em consonância com os princípios da sustentabilidade. Este estudo tem como objetivo avaliar a exposição radiológica decorrente do uso do resíduo como componente de blocos intertravados e blocos de cimento. Para isso, foi construída uma casa experimental totalmente revestida com blocos de cimento nas paredes e blocos intertravados no piso. No interior da casa, foram medidas a exposição interna à radiação gama e a concentração de radônio. Os resultados indicam que o uso de até 23% do resíduo não leva a concentrações internas de radônio acima do limite internacionalmente adotado (200 Bq.m -3 ) e que a exposição externa à radiação gama permanece abaixo de 1 mSv.

Resumo em Inglês:

Abstract The sulphate route for titanium dioxide production in Brazil yields 30,000 tons of annual residue, currently disposed of in industrial landfills. This long-term storage incurs significant maintenance and safety costs, alongside environmental impacts. This residue is enriched in the natural radionuclides of the uranium and thorium series and is classified as a NORM (Naturally Occurring Radioactive Material) residue. To minimize the environmental impact of such waste disposal, it is necessary to offer alternatives for its safe reuse, in line with the principles of sustainability. This paper evaluates the radiological exposure associated with incorporating this residue into interlocking and cement blocks. An experimental house was constructed with cement block walls and interlocking block flooring, and internal gamma exposure and radon concentration were measured. Results indicate that incorporating up to 23% of the residue does not elevate indoor radon concentration above the international limit of 200 Bq.m -3 and keeps external gamma exposure below 1 mSv.

Resumo em Português:

Radônio é um elemento radioativo natural responsável por cerca de 40% da dose anual devido a fontes naturais de radiação. É considerado a segunda maior causa de câncer de pulmão pelo UNSCEAR. Por estes motivos, é importante determinar a concentração de radônio em ambientes construídos. Este trabalho teve como objetivo quantificar a concentração de radônio nas dependências do Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD/CNEN). A medição da concentração de radônio foi realizada com detectores de traços nucleares de estado sólido CR-39, expostos por 90 dias em 20 prédios do Instituto, incluindo salas, escritórios, banheiros e laboratórios. Os trabalhos laboratoriais foram conduzidos no Laboratório de Radônio da Divisão de Radioproteção Ambiental e Ocupacional (DIRAD) do IRD/CNEN. As incertezas estatísticas foram fornecidas pelo software do fabricante do equipamento e os cálculos da dose efetiva seguiram rigorosamente as referências bibliográficas adequadas. A concentração média de radônio encontrada foi de 86,4 Bq/m3, variando entre 6,5 Bq/m3 e 285,4 Bq/m3, demonstrando a conformidade com a regulamentação nacional. No que se refere à dose efetiva anual máxima, para uma jornada de trabalho de 5 horas, os valores variaram entre 0,13 mSv/ano e 1,33 mSv/ano. Para uma jornada de 8 horas, os valores ficaram entre 0,21 mSv/ano e 2,14 mSv/ano. A partir das concentrações obtidas, foi possível verificar se as instalações do Instituto atendem às exigências da norma CNEN NN 3.01, assim como calcular a dose efetiva anual máxima para dois cenários: 5 horas e 8 horas de trabalho por dia.

Resumo em Inglês:

Radon is a natural radioactive element responsible for around 40% of the annual dose from natural sources of radiation. It is considered the second leading cause of lung cancer by UNSCEAR. For these reasons, it is important to determine the concentration of radon in built environments. The aim of this study was to quantify the concentration of radon on the premises of the Institute of Radioprotection and Dosimetry (IRD/CNEN). Radon concentrations were measured using CR-39 solid-state nuclear trace detectors, which were exposed for 90 days in 20 of the Institute's buildings, including rooms, offices, bathrooms and laboratories. The laboratorial procedures were conducted at the Radon Laboratory of the Environmental and Occupational Radioprotection Division (DIRAD) of the IRD/CNEN. The statistical uncertainties were provided by the equipment manufacturer's software, and the effective dose calculations strictly followed the appropriate bibliographical references. The average radon concentration found was 86.4 Bq/m3, ranging from 6.5 Bq/m3 to 285.4 Bq/m3, demonstrating compliance with national regulations. Regarding the maximum annual effective dose, for a 5-hour working day, the values ranged from 0.13 mSv/year to 1.33 mSv/year. For an 8-hour working day, the values ranged from 0.21 mSv/year to 2.14 mSv/year. Based on the concentrations obtained, it was possible to check whether the Institute's facilities meet the requirements of standard CNEN NN 3.01, as well as calculating the maximum annual effective dose for two scenarios: 5-hour and 8-hour working days.

Resumo em Português:

Resumo A detecção de nêutrons por meio de detectores gasosos é uma prática consolidada há décadas, com aplicações significativas em reatores nucleares e no monitoramento por organizações internacionais responsáveis pela salvaguarda do uso da energia nuclear. Historicamente, esses detectores utilizavam Hélio-3 (He-3) como gás de ionização devido à sua confiabilidade, segurança, facilidade de uso, insensibilidade à radiação gama e alta eficiência na detecção de nêutrons térmicos. No entanto, a escassez na oferta de He-3 criou uma necessidade urgente de desenvolver novos detectores de nêutrons baseados em gás que não dependam desse isótopo. Embora avanços tecnológicos significativos tenham sido alcançados, ainda existem desafios, particularmente na melhoria da sensibilidade e resolução dos detectores e no aprimoramento de sua capacidade de discriminar entre nêutrons e outras formas de radiação, como a radiação gama. Em resposta a essas demandas, o presente estudo tem como objetivo revisar os avanços recentes no desenvolvimento de detectores de nêutrons baseados em gás que possam substituir os detectores baseados em Hélio-3. A revisão foca nas vantagens dessas novas tecnologias, especialmente em termos de eficiência de captura de nêutrons e resposta linear em uma ampla faixa de energias. Esta análise foi conduzida por meio de uma revisão crítica da literatura científica, com foco em artigos publicados em periódicos científicos entre 2015 e 2024. A evolução dos detectores gasosos é examinada, desde as tecnologias disponíveis em 2015 até as inovações mais recentes em detectores de nêutrons gasosos. As conclusões destacam melhorias substanciais na eficiência de detecção e na resolução dos detectores, juntamente com avanços na discriminação de partículas. Há também uma tendência crescente para a miniaturização dos dispositivos e a exploração de novas técnicas de dopagem para aumentar a sensibilidade e reduzir os custos. Conclui-se que, apesar dos avanços significativos alcançados no desenvolvimento de detectores de nêutrons baseados em gás, ainda há muito espaço para melhorias. Áreas como miniaturização de dispositivos, uso de novos dopantes, análise de custo-benefício e aplicação desses detectores em novos campos ainda oferecem oportunidades substanciais para inovação e desenvolvimento.

Resumo em Inglês:

Abstract The detection of neutrons through gas detectors has been an established practice for decades, with significant applications in nuclear reactors and monitoring by international organizations responsible for safeguarding the use of nuclear energy. Historically, these detectors utilized Helium-3 (He-3) as the ionization gas due to its reliability, safety, ease of use, insensitivity to gamma radiation, and high efficiency in thermal neutron detection. However, the scarcity in the supply of He-3 has created an urgent need to develop new gas-based neutron detectors which do not rely on this isotope. Although significant technological advances have been made, challenges remain, particularly in improving the sensitivity and resolution of detectors and enhancing their ability to discriminate between neutrons and other forms of radiation, such as gamma radiation. In response to these demands, the present study aims to review recent advancements in the development of gas-based neutron detectors that can replace Helium-3-based detectors. The review focuses on the advantages of these new technologies, particularly in terms of neutron capture efficiency and linear response over a wide range of energies. This analysis was conducted through a critical review of the scientific literature, focusing on articles published in scientific journals between 2015 and 2024. The evolution of gas detectors is examined, from the technologies available in 2015 to the most recent innovations in gas neutron detectors. The findings highlight substantial improvements in detection efficiency and detector resolution, along with advances in particle discrimination. There is also a growing trend towards miniaturization of devices and the exploration of new doping techniques to increase sensitivity and reduce costs. It is concluded that, despite the significant advances achieved in the development of gas-based neutron detectors, there remains considerable room for further improvement. Areas such as device miniaturization, the use of new dopants, cost-benefit analysis, and the application of these detectors in new fields still offer substantial opportunities for innovation and development.

Resumo em Português:

A monitoração interna in vivo é uma técnica laboratorial usada para avaliar e quantificar a incorporação de radionuclídeos no corpo humano. A demanda para esse serviço pode aumentar significativamente em casos de emergência radiológica ou nuclear. Além dos laboratórios dedicados, pesquisadores têm proposto a calibração de detectores portáteis de radiação gama para uma rápida monitoração de indivíduos expostos e avaliação da dosimetria interna. Diversos exercícios internacionais de intercomparação têm sido conduzidos para avaliar as respostas de detectores usados em monitoração interna, incluindo, mais recentemente, detectores portáteis de NaI(Tl). Entretanto, esses exercícios experimentais de intercomparação incluem o transporte de fontes radioativas entre as instituições participantes. O objetivo deste estudo é propor uma metodologia simples para a determinação de um valor de referência para a eficiência do detector NaI(Tl), em 662 keV (137Cs), apoiando os esforços para futuros exercícios. Este trabalho empregou detectores cintiladores de NaI(Tl) e um simulador de torso. Foi possível determinar uma geometria de medição otimizada por meio de simulação utilizando o código matemático MCNPX, especialmente quanto às distâncias, e estimar valores de eficiência com intervalos de aceitação definidos para o exercício de intercomparação proposto. Experimentos adicionais são necessários para definir esses intervalos com maior precisão. Complementarmente, as doses efetivas mínimas detectáveis foram de aproximadamente 60 µSv e 38 µSv para os detectores de NaI(Tl) 2’’x2’’ e 3’’x1,5’’, respectivamente.

Resumo em Inglês:

In vivo internal monitoring is a laboratory technique used to assess and quantify the incorporation of radionuclides in the human body. Demand for such services may increase significantly in a radiological or nuclear emergency. In addition to dedicated laboratories, researchers have proposed the calibration of portable gamma radiation detectors to carry out a rapid screening of exposed individuals and assess internal dosimetry. Several international intercomparison exercises have been conducted to evaluate the performance of detectors specifically designed for internal monitoring, including, more recently, NaI(Tl) portable detectors. However, these experimental intercomparison exercises have included the transport of radioactive sources between participating institutions. The aim of this study is to propose a simple methodology for determining a reference value for the NaI(Tl) detector efficiency at 662 keV (137Cs), supporting future exercise efforts. This work employed NaI(Tl) scintillator detectors and a torso phantom. It was possible to determine an optimized measurement geometry through simulation using the MCNPX mathematical code, especially regarding the distances, and to estimate efficiency values with defined acceptance intervals for the proposed intercomparison exercise. However, additional experiments are needed to define these intervals more precisely. Complementarily, the minimum detectable effective doses were approximately 60 µSv and 38 µSv for the NaI(Tl) 2’’x2’’ and 3’’x1.5’’ detectors, respectively.

Resumo em Português:

A utilização de drones para levantamentos radiométricos tem se mostrado uma abordagem promissora, especialmente em áreas de difícil acesso, pois possibilita a geração de mapas detalhados da distribuição da radiação. No entanto, a qualidade dos resultados depende diretamente da estratégia de voo adotada. Este trabalho teve como objetivo investigar como a variação de diferentes parâmetros de voo, como velocidade de voo e espaçamento entre os pontos de medições, influenciam na qualidade do mapeamento de radiação gama, buscando otimizar a relação entre a precisão das medições e a eficiência operacional, como o tempo de voo e cobertura de mapeamento. Para isso, foram conduzidos dois voos experimentais com um drone equipado com um detector Geiger-Müller, utilizando uma fonte de Cs-137 como referência. A metodologia adotada baseou-se em medições contínuas durante o voo, com coleta de dados em pontos específicos predefinidos, via coordenadas de GPS. Esses pontos foram organizados em uma grade estruturada, permitindo a criação de um modelo tridimensional da distribuição da dose de radiação gama. A análise comparativa dos dois voos, cada um com configurações distintas, permitiu avaliar como os parâmetros de voo afetam a eficiência da detecção radiométrica da distribuição da taxa de dose utilizando drones. Os resultados sugerem que o mapeamento da taxa de dose de radiação tende a obter maior resolução quando a velocidade de voo do drone for reduzida e quando os pontos de coleta de dados forem mais densamente distribuídas pela área do voo de interesse.

Resumo em Inglês:

The application of drones in radiometric surveys has emerged as a promising solution, particularly for mapping radiation in areas that are difficult to access. This approach enables the creation of detailed distribution maps. However, the accuracy of the results is strongly influenced by the chosen flight strategy. This study explores how different flight parameters, such as speed and grid spacing, impact the quality of gamma radiation mapping, aiming to optimize the trade-off between measurement precision and operational efficiency, such as flight time and mapping coverage. To achieve this, two experimental flights were conducted using a drone equipped with a Geiger-Müller detector, with a Cs-137 source serving as a reference. The methodology involved continuous radiation measurements during flight, with data collected at predetermined points arranged in a structured grid, via GPS coordinates. This setup facilitated the development of a three-dimensional representation of the gamma dose distribution. By comparing the results of both flights, each configured with distinct operational settings, it was possible to evaluate the impact of flight parameters on the effectiveness of radiometric detection of dose rate distribution using drones. The results suggest that dose rate mapping tends to achieve higher resolution when lower flight speeds are adopted and when data collection points are more densely distributed across the surveyed area.

Resumo em Espanhol:

La radiación cósmica galáctica (GCR, por sus siglas en inglés) es el principal riesgo en los vuelos espaciales de larga duración cuando se considera el daño biológico. Por lo tanto, es necesario controlar la dosis absorbida y la biodosimetría se considerará una herramienta importante especialmente en escenarios donde la dosimetría física no funciona. Esta revisión integradora trata de encontrar, analizar y comparar diferentes técnicas biodosimétricas capaces de registrar bajas dosis de radiación ionizante (≤ 0,1 Gy) bajo simulación de ambientes espaciales con respecto a su aplicabilidad operacional. Se introduce el Índice de Rendimiento Biodosimétrico Aeroespacial para integrar los principales parámetros del análisis. Todos los resultados provienen de artículos originales en inglés disponibles en acceso abierto publicados entre 2019 y 2024 según un diagrama de flujo PRISMA 2020 encontrado en las bases de datos Scopus y PubMed y solo ocho estudios se consideraron elegibles para la inclusión después de realizar un cribado primario con la aplicación Rayyan. Los principales enfoques biodosimétricos reconocidos en la investigación son citogenéticos, moleculares y metabólicos. El tiempo de análisis en las metodologías fue de entre 2 y 70 horas, la viabilidad de la muestra de 1 día a 2 años, y la sensibilidad tan baja como 0.05 Gy para la dosis mínima detectable en algunos métodos. El ensayo metabólico de levadura mostró una buena aplicabilidad al combinar una alta sensibilidad con un análisis rápido y una viabilidad prolongada. Sin embargo, la ausencia de estudios que combinaran la radiación espacial con la microgravedad constituyó un inconveniente importante. Si bien muchas metodologías muestran capacidades de detección a niveles de dosis muy bajos, pocas de ellas cumplen los requisitos técnicos y operacionales cuando se consideran conjuntamente para misiones espaciales prolongadas, por lo que es un desafío para el desarrollo de métodos híbridos pero más robustos.

Resumo em Inglês:

Galactic cosmic radiation (GCR) is the major risk in long-duration spaceflight when considering biological damage. Hence, monitoring the absorbed dose is required and biodosimetry will be considered an important tool especially in scenarios where physical dosimetry does not work. This integrative review tries to find, analyze, and compare different biodosimetric techniques capable of recording low doses of ionizing radiation (≤ 0.1 Gy) under simulation of spatial environments with respect to their operational applicability. The Aerospace Biodosimetric Performance Index is introduced to integrate the main parameters of the analysis. All results came from original articles in English available in open access published between 2019 and 2024 according to a PRISMA 2020 flowchart found in Scopus and PubMed databases and only eight studies were considered eligible for inclusion after performing a primary screening using Rayyan app. The major biodosimetric approaches recognized in the investigation are cytogenetic, molecular, and metabolic. The analysis time in the methodologies was between 2 and 70 hours, sample viability from 1 day to 2 years, and sensitivity as low as 0.05 Gy for the minimum detectable dose in some methods. The Yeast Metabolic Assay showed good applicability by combining high sensitivity with quick analysis and long viability. However, an absence of studies combining space radiation with microgravity constituted a major drawback. While many methodologies show detection capabilities at very low dose levels, few of them meet both the technical and operational requirements when considered together for prolonged space missions, hence a development challenge for hybridized yet more robust methods.

Resumo em Português:

Este estudo teve como objetivo avaliar o impacto de estratégias de otimização de dose na exposição à radiação durante procedimentos de cateterismo e angioplastia cardíaca. A investigação foi conduzida em um centro de referência de alta complexidade, utilizando dados retrospectivos, ajustes em protocolos clínicos e avaliações da qualidade da imagem com simuladores dedicados. As medidas implementadas incluíram a redução da dose por quadro na cinefluoroscopia e a ativação de filtros de pós-processamento, resultando em reduções de até 39% na dose no ponto de referência e 25% na intensidade de ruído em condições de baixa dose. Ao todo, foram analisados 714 procedimentos realizados ao longo de cinco semestres. Níveis de referência diagnóstica (NRDs) foram determinados e comparados com dados da literatura nacional e internacional. Observou-se redução estatisticamente significativa no DAP (16,3%) e na dose no ponto de referência Ka,r (12,8%) nos procedimentos de cateterismo (p < 0,05). Embora os procedimentos de angioplastia tenham apresentado tendência semelhante, a variabilidade dos casos limitou a significância estatística. Os resultados demonstram a eficácia das intervenções técnicas e do monitoramento contínuo na redução dos níveis de exposição, sem comprometer a qualidade da imagem diagnóstica.

Resumo em Inglês:

This study aimed to evaluate the impact of dose optimization strategies on radiation exposure during cardiac catheterization and angioplasty procedures. The investigation was carried out at a high-complexity referral center using retrospective data, clinical protocol adjustments, and image quality assessments with dedicated simulators. Implemented measures included reducing the cine dose per frame and enabling post-processing filters, resulting in reductions of up to 39% in reference-point kerma and 25% in noise intensity under low-dose conditions. In total, 714 procedures performed over five semesters were analyzed. Diagnostic reference levels (DRLs) were determined and compared with data from national and international literature. A statistically significant reduction in DAP (16.3%) and Ka,r (12.8%) was observed for catheterization procedures (p < 0.05). Although angioplasty procedures showed a similar trend, case variability limited statistical significance. The results demonstrate the effectiveness of technical interventions and continuous monitoring in lowering exposure levels, without compromising diagnostic image quality.

Resumo em Português:

Radionuclídeos de meia-vida curta são essenciais para a Medicina Nuclear. Esses radionuclídeos geralmente se ligam a uma estrutura molecular ou celular mais complexa e com características farmacológicas; esse conjunto é chamado de "radiofármaco" e tem sido aplicado no diagnóstico e terapia de doenças. O uso de radiofármacos envolve exposição à radiação ionizante, que, embora cuidadosamente controlada, apresenta riscos potenciais à saúde de pacientes e profissionais de saúde. Desse modo, para minimizar esses riscos e manter os benefícios do uso de radiofármacos, a dose administrada deve ser determinada com alta exatidão e precisão. Essa necessidade impõe aos Institutos Nacionais de Metrologia (INMs) o requisito de aprimorar as técnicas de padronização primária desses radionuclídeos, de modo que a calibração dos medidores de atividade em hospitais e clínicas de medicina nuclear tenha a maior acurácia e precisão possível. O iodo-123 é utilizado para diversas aplicações em radiodiagnóstico, sendo as principais o diagnóstico de patologias e tumores da tireoide. Neste trabalho apresenta-se a padronização primária do 123I realizada por contagem em anticoincidência 4πβ(LS)-γ(NaI(Tl)) em tempo vivo, na qual impurezas radionuclídicas significativas não foram detectadas por espectrometria de raios gama de alta resolução. Com esse trabalho o LMNRI/IRD preparou-se para a comparação-chave da série K4 do BIPM utilizando o instrumento SIRTI.

Resumo em Inglês:

Short half-life radionuclides are essential for Nuclear Medicine. These radionuclides are mostly incorporated into more complex molecular or cell structures possessing specific pharmacological characteristics. This resulting compound is named a "radiopharmaceutical" and has been applied for diseases diagnoses and therapy. The use of radiopharmaceuticals involves exposure to ionizing radiation, which, although carefully controlled, poses potential health risks to patients and healthcare professionals. To minimize these risks while maintaining the benefits of radiopharmaceutical use, administered doses must be highly accurate and precise. This requirement compels new demands on National Metrology Institutes (NMIs) in order to improve primary standardizations methods for these short half-life radionuclides, ensuring the standards used to calibrate activity meters in hospitals and nuclear medicine clinics achieve the highest possible precision. Iodine-123 (123I) is currently used for several applications in radiodiagnosis, primarily for evaluating pathologies and thyroid tumors. This work presents the primary standardization of 123 I performed by the 4πβ(LS)-γ(NaI(Tl)) live-timed anticoincidence counting method. High-resolution gamma-ray spectrometry detected no significant radionuclidic impurities. Thus, through this work, LMNRI/IRD prepared for the key comparison of the BIPM K4 series using the SIRTI instrument.