dc.contributor.author | Costa, André Berretta da | |
dc.date.accessioned | 2022-10-03T13:58:13Z | |
dc.date.available | 2022-10-03T13:58:13Z | |
dc.date.issued | 2022-09-23 | |
dc.identifier.citation | COSTA, 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.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16768 | |
dc.description.abstract | A 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.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Acelerador linear compacto | por |
dc.subject | Quadrupolo de radiofrequência de alta frequência | por |
dc.subject | Produção de radioisótopos PET de meia-vida curta | por |
dc.title | Um acelerador linear compacto para a produção de radioisótopos de tomografia por emissão de pósitrons (PET): estudos preliminares | por |
dc.title.alternative | A compact linear accelerator for the production of PET radioisotopes: preliminary studies | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | Neuenschwander, Regis Terenzi | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3985101799853723 | por |
dc.description.resumo | Um 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.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.publisher.course | Engenharia Física - EFi | por |