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dc.contributor.authorCosta, André Berretta da
dc.date.accessioned2022-10-03T13:58:13Z
dc.date.available2022-10-03T13:58:13Z
dc.date.issued2022-09-23
dc.identifier.citationCOSTA, André Berretta da. Um acelerador linear compacto para a produção de radioisótopos de tomografia por emissão de pósitrons (PET): estudos preliminares. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16768.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16768
dc.description.abstractA compact linear accelerator will be designed for the local production of Positron Emission Tomography (PET) radioisotopes in the forthcoming Brazilian Maximum Biological Containment Laboratory (LNMCB), a biosafety level 4 (BSL-4) laboratory under construction inside the campus of the Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM). The local production is vital to allow the use of short halflife PET radioisotopes, such as 11C (20.4 min), 13N (10 min), 15O (2 min) and 18F (110 min), for the study of highly dangerous pathogens in small animals using a hybrid PET/MR imaging system. The accelerator is under development within the framework of a collaboration agreement with the European Organization for Nuclear Research (CERN), which suggests a solution based on an innovative and very compact linear accelerator known as High Frequency Radio-Frequency Quadrupole (HF-RFQ). This solution presents several technological challenges and demands high specialized human resources, which is ideal for a frontier scientific center as CNPEM. This thesis documents part of the first efforts to understand not only theoretical and practical aspects of an HF-RFQ, but also the specific demands of the application for which the accelerator is being designed, the production of short half-life PET radioisotopes. The main routes of production of the desired radioisotopes were identified and their cross-sections curves were analysed in order to decided the most proper bombarding ion and the best output energy range for the accelerator. It was concluded by this preliminary analysis that protons accelerated up to an energy range of around 7 and 8 MeV could properly produce the short half-life PET isotopes 11C, 13N, 15O and 18F. Also, a bibliographic review of all the four existing HF-RFQ projects is presented for the purpose of gathering useful material that will help CNPEM engineers to learn from what other research groups around the world are developing.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectAcelerador linear compactopor
dc.subjectQuadrupolo de radiofrequência de alta frequênciapor
dc.subjectProdução de radioisótopos PET de meia-vida curtapor
dc.titleUm acelerador linear compacto para a produção de radioisótopos de tomografia por emissão de pósitrons (PET): estudos preliminarespor
dc.title.alternativeA compact linear accelerator for the production of PET radioisotopes: preliminary studieseng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Neuenschwander, Regis Terenzi
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3985101799853723por
dc.description.resumoUm acelerador linear compacto será projetado para a produção local de radioisótopos de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) no futuro Laboratório Nacional de Máxima Contenção Biológica (LNMCB), um laboratório de Nível de Biosegurança 4 (NB-4) em construção dentro do campus do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). A produção local é vital para permitir o uso de radioisótopos PET de meia-vida curta, como 11C (20,4 min), 13N (10 min), 15O (2 min) e 18F (110 min), que serão usados no estudo de patógenos altamente perigosos em pequenos animais usando um sistema de imageamento híbrido PET/MR. O acelerador está sendo desenvolvimento no âmbito de um acordo de colaboração com a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), que sugere uma solução baseada em um acelerador linear inovador e bastante compacto conhecido como Quadrupolo de Radiofrequência de Alta Frequência (HF-RFQ). Esta solução apresenta diversos desafios tecnológicos e demanda recursos humanos altamente especializados, o que é ideal para um centro científico de ponta como o CNPEM. Esta tese documenta parte dos primeiros esforços para entender não apenas os aspectos teóricos e práticos de um HF-RFQ, mas também as demandas específicas da aplicação para a qual o acelerador está sendo projetado, a produção de radioisótopos PET de meia-vida curta. As principais rotas de produção dos radioisótopos desejados foram identificadas e suas curvas de seção de choque foram analisadas a fim de decidir o íon mais adequado e a melhor faixa de energia de saída para o acelerador. Concluiu-se por esta análise preliminar que prótons acelerados até uma faixa de energia de cerca de 7 a 8 MeV podem adequadamente produzir os isótopos PET de meia-vida curta 11C, 13N, 15O e 18F. Além disso, é apresentada uma revisão bibliográfica de todos os quatro projetos de HF-RFQ existentes com o objetivo de reunir material útil que ajudará os engenheiros do CNPEM a aprender com o que outros grupos de pesquisa ao redor do mundo estão desenvolvendo.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia Física - EFipor


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