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Calibration, by definition, is the process that establishes a relation between the measurement values of a standard, with their respective uncertainties, and the indications with the associated uncertainties of an instrument to be calibrated. A calibration protocol describes the methodology to be applied during the calibration process. The chosen method to obtain this protocol was the use of the X-ray beam spectrometry associated with Monte Carlo mathematical simulation, based on the fact that both are considered primary methods for x radiation beams parameters determination. The work consists in obtaining the detector response function using the Monte Carlo method for the correction of the X radiation primary beam spectra obtained. After that, the kerma rates values were calculated and compared to those obtained with the secondary standard ionization chambers of the Calibration Laboratory of IPEN. The calibration coefficients for the standard ionization chambers were found with differences from that provided by the primary laboratory between 1.3% and 15.31%. The results indicated the feasibility of establishing a protocol for the calibration of instruments using spectrometry as a reference standard, with relative uncertainties of 0.62% for k = 1. The uncertainties associated with the proposed method were satisfactory for a secondary standard laboratory and comparable to a primary laboratory. SUMÁRIO PÁGINA 1 INTRODUÇÃO  8 1.1 Revisão bibliográfica  12 1.1.1 Protocolos de calibração  12 1.1.2 Espectrometria  14 1.1.3 Simulação pelo método de Monte Carlo  15 2 OBJETIVOS  16 2.1 Geral  16 2.2 Específicos  16 2.3 Relevância e originalidade  17 3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS  18 3.1 Fontes de radiação eletromagnética  18 3.1.1 Radiação de freamento (Bremsstrahlung)  18 3.1.2 Raios X característicos 20 3.2 Interação da radiação com a matéria  21 3.2.1 Efeito fotoelétrico  22 3.2.2 Espalhamento elástico  23 3.2.3 Efeito Compton  23 3.3 Espectro de raios X  24 3.3.1 Caracterização da qualidade do espectro de raios X  25 3.3.2 Material do alvo  26 3.3.3 Tensão de pico, kVp  26 3.3.4 Energia Média, E  27 3.3.5 Camada semirredutora, CSR  27 3.4 Grandezas e unidades  28 3.4.1 Exposição, X  28 3.4.2 Kerma, K  28 3.4.3 Fluência de partículas, 29 3.4.4 Dose absorvida, D  29 3.5 Detectores  29 3.5.1 Câmara de ionização  29 3.5.2 Detectores semicondutores  31 3.6 Calibração de instrumentos  34 3.7 Simulação pelo método de Monte Carlo  37 4 MATERIAIS E MÉTODOS  39 4.1 Sistema de raios X  39 4.2 Sistemas de detecção  41 4.3 Espectrometria  45 4.3.1 Posicionamento dos espectrômetros  45 4.3.2 Aplicabilidade dos detectores  46 4.3.3 Calibração em energia do detector  47 4.3.4 Medição dos espectros  49 4.4 Determinação da tensão de pico (kVp)  51 4.5 Simulação pelo método de Monte Carlo  51 4.6 Correção dos espectros  54 4.7 Cálculo da taxa de kerma no ar  55 4.8 Validação da metodologia  56 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO  58 5.1 Posicionamento dos espectrômetros.  58 5.2 Aplicabilidade dos detectores  60 5.3 Calibração em energia do CdTe  66 5.4 Medição dos espectros  69 5.4.1 Obtenção da tensão de pico utilizando espectrometria  69 5.4.2 Medição dos espectros primários para cálculo do kerma  76 5.5 Simulação pelo método de Monte Carlo  83 5.6 Correção dos espectros  86 5.7 Cálculo das taxas de kerma utilizando a espectrometria  93 5.8 Validação da metodologia  97 6 CONCLUSÕES  103 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS  105

Desenvolvimento de um protocolo de calibração utilizando espectrometria e simulação matemática, em feixes padrões de raios x