radiologia industrial - monografia

8/14/2019 Radiologia Industrial - Monografia

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ESTUDO COMPARATIVO DE SISTEMAS DE RADIOGRAFIA DIGITAL NA

INSPEO DE SOLDA

Joseilson Rodrigues Nascimento

DISSERTAO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO

LUIZ COIMBRA DE PS-GRADUAO E PESQUISA DE ENGENHARIA

(COPPE) DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE

DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE

EM CINCIAS EM ENGENHARIA NUCLEAR.

Examinada por:

________________________________________________Prof. Ricardo Tadeu Lopes, D.Sc.

________________________________________________Dr. Davi Ferreira de Oliveira, D.Sc.

________________________________________________Prof. Joo Marcos Alcoforado Rebelo, D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL

FEVEREIRO DE 2012


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Nascimento, Joseilson Rodrigues

Estudo Comparativo de Sistemas de Radiografia

Digital na Inspeo de Solda, Joseilson Rodrigues

Nascimento. Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2012.

XVIII, 106 p., 29,7 cm

Orientador: Ricardo Tadeu Lopes

Dissertao (Mestrado) UFRJ / COPPE, Engenharia

Nuclear, 2012.

Referncias Bibliogrficas: p. 102-106

1. Radiografia Computadorizada. 2. Detector Digital

Direto. 3. Qualidade de Imagem. I. Lopes, Ricardo Tadeu.

II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE,

Programa de Energia Nuclear. II. Ttulo.


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Dedico esta dissertao

Deus

minha famlia pelo exemplo de fora e dedicao

minha amiga, companheira e noiva Ana Carolina


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AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Ricardo Tadeu Lopes pela oportunidade, orientao, compreenso,

disponibilidade, confiana, amizade e por todos os ensinamentos transmitidos paraconcretizao deste trabalho.

Ao grande Dr. Davi O Urso por toda a amizade e companheirismo desde a

Graduao e pela ateno e disponibilidade incessante.

s duas grandes amigas Aline e Alessandra por toda ajuda cientfica e pela

grande amizade em todos os momentos.

Ao corpo docente do LIN pela cooperao, apoio, incentivo, amizade e por todas

as dicas que muito ajudaram na concluso deste trabalho.

Aos funcionrios do LIN pela fora, amizade e toda alegria que fizeram dos dias

difceis muito divertidos, contribuindo para um bom desenvolvimento das prticas.

Ao Cenpes/Petrobras e Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel

Superior pelo apoio financeiro.

Ao Tenaris Confab pelo apoio no desenvolvimento deste trabalho. Todos os

corpos de prova foram fabricados e disponibilizados pela empresa Tenaris Confab, e

todo material e equipamento utilizados foram disponibilizados pelo Laboratrio de

Instrumentao Nuclear - LIN e pelo Laboratrio de Ensaios No Destrutivos, Corroso

e Soldagem LNDC.

Ao Laboratrio de Ensaios No Destrutivos, Corroso e Soldagem LNDC pelo

laboratrio disponibilizado para fazer todos os ensaios radiogrficos.


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Resumo da Dissertao apresentada COPPE/UFRJ como parte dos requisitos

necessrios para a obteno do grau de Mestre em Cincias (M.Sc.)

ESTUDO COMPARATIVO DE SISTEMAS DE RADIOGRAFIA DIGITAL NA

INSPEO DE SOLDA


Fevereiro/2012

Orientador: Ricardo Tadeu Lopes

Programa: Engenharia Nuclear

Neste trabalho foi desenvolvido um estudo comparativo entre as seguintes

metodologias utilizadas na tcnica de radiografia: Matriz de Detectores Digitais (DDA)

com converso indireta, Radiografia Computadorizada (CR) e o filme convencional

AA400 Kodak. Os sistemas foram avaliados segundo as normas: CEN EN 14784-1 e

EN 14784-2 ambas de 2005, ASME BPVC V de 2010, Petrobrs N-2821 reviso B de

2011 e ISO/DIS 10893-7 com os parmetros de qualidade, Sensibilidade ao Contraste

(CS), Resoluo Espacial Bsica (BSR) e Relao Sinal-Rudo Normalizada (SNRN).

Estes sistemas foram avaliados com o tempo mnimo para aquisio de imagens de

acordo com os padres especificados pelas normas que regem cada equipamento. Os

resultados demonstram que os tempos de aquisio utilizados em DDA foram menoresque os utilizados nas demais tcnicas, e, com este mesmo tempo, os resultados da

sensibilidade ao contraste (CS) ficaram acima dos utilizados em norma. A tcnica

computadorizada apresentou melhores resultados de SRb, atingindo valores de 65 m,

sendo o menor valor obtido para o DDA de 160 m. Este resultado foi obtido por todos

os corpos de prova avaliados com DDA. De acordo com a ISO/DIS 10893-7, todos os

corpos de prova por compensao, atingiram os parmetros de qualidade de CS e SRb.

No caso da SNRN, o sistema de DDA apresentou melhor resultado que o sistema CRcomImage Plate ( IP).


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Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)

COMPARATIVE STUDY OF DIGITAL RADIOGRAPHY SYSTEMS IN WELD

INSPECTION


February/2012

Advisor: Ricardo Tadeu Lopes

Department: Nuclear Engineering

In this work was developed a comparative study among the following

methodologies using in the radiography technique: Digital Detectors Array (DDA) with

indirect conversion, Computed Radiography (CR) and the conventional film AA400

Kodak. The systems were evaluated in accordance with the norms: CEN EN 14784-1

and EN 14784-2 both of 2005, ASME BPVC V of 2010, Petrobrs N-2821 revision Bof 2011 and ISO/DIS 10893-7 with the quality parameters, Contrast Sensibility (CS),

Basic Spatial Resolution (BSR) and Normalized Signal-to-Noise Ratio (SNRN). These

systems were evaluated with the minimum time for image acquisition in accordance

with the standards stipulated by the norms that rules each equipment. The results

demonstrate that the acquisition time used in DDA were lower than those used in the

other techniques, and, with this same time, the results of contrast sensibility (CS) were

above of those used in the norm. The computed technique presented the better results ofSRb, reaching values of 65 m, and the minimum value obtained for DDA was of 160

m. This result was obtained by all bodies-of-proof evaluated with DDA. In accordance

with ISO/DIS 10893-7, all bodies-of-proof reached the quality parameters CS and BSR

by compensation. In the case of SNRN, the DDA system presented a better result than

the CR system with image plate.


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NDICE

1 INTRODUO...................................................................................................... 1

2 FUNDAMENTAO TERICA ......................................................................... 42.1PROCESSORADIOGRFICO .......................................................................... 4

2.1.1 FORMAO DA IMAGEM RADIOGRFICA ....................................................... 5

2.1.2 INTERAO DA RADIAO ELETROMAGNTICA COM A MATRIA................. 5

2.1.2.1 Absoro Fotoeltrica............................................................................ 6

2.1.2.2 Espalhamento Compton......................................................................... 7

2.1.2.3 Produo de pares.................................................................................. 9

2.1.3 EQUIPAMENTOS DE RAIOS X ....................................................................... 112.1.3.1 Tubo de Vidro...................................................................................... 13

2.1.3.2 Catodo.................................................................................................. 13

2.1.3.3 Anodo .................................................................................................. 14

2.1.4 PRODUO DE RAIOS X............................................................................... 15

2.1.4.1 Espectro Contnuo ............................................................................... 15

2.1.4.2 Espectro Caracterstico........................................................................ 16

2.2 TCNICA DE PROCESSAMENTO RADIOGRFICO...................................17

2.3 FILMES RADIOGRFICOS CONVENCIONAIS...........................................17

2.3.1 ELEMENTO SENSVEL RADIAO.............................................................19

2.3.1.1 Densidade tica...................................................................................21

2.3.1.2 Velocidade...........................................................................................22

2.3.1.3 Classificao dos Filmes.....................................................................22

2.3.1.4 Curva Caracterstica dos Filmes..........................................................22

2.3.1.5 Contraste.............................................................................................23

2.3.1.6 Definio.............................................................................................232.3.1.7 Rudo...................................................................................................24

2.3.2 PROCESSAMENTO DE FILMES RADIOGRFICOS...........................................24

2.3.2.1 Processamento Qumico......................................................................24

2.3.2.1.1 Revelao.......................................................................................24

2.3.2.1.2 Banho de Parada............................................................................25

2.3.2.1.3 Fixao...........................................................................................25

2.3.2.1.3 Lavagem dos Filmes......................................................................25

2.3.2.2 Processamento Qumico e Mecnico ..................................................26


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2.3.2.3 Telas Intensificadora de Imagens........................................................26

2.4 RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA...................................................... 26

2.4.1 ESTRUTURA FSICA DA PLACA DE FSFORO ................................................ 27

2.4.2 FUNCIONAMENTO DAS PLACAS DE FSFORO ............................................... 28

2.4.3 EFICINCIA DE ABSORO DE RAIOS XNA PLACA DE FSFORO ................. 30

2.4.4 CURVA DE SENSIBILIDADE .......................................................................... 31

2.4.5 PROCESSO DE AQUISIO DA IMAGEM ........................................................ 32

2.4.5.1 Leitor da Radiografia Computadorizada ................................................. 32

2.5 RADIGRFIA DIGITAL DIRETA ..................................................................34

2.5.1 DETECTOR DIRETO COM CONVERSO DIRETA ............................................ 35

2.5.2 DETECTORES DIRETO COM CONVERSO INDIRETA.......................................36

2.5.2.1 Principio de Operao..........................................................................37

2.5.2.2 Matriz de Sensores de Silcio Amorfo..................................................38

2.5.2.3 Mtodos de Converso do Raio X........................................................40

2.5.2.4 Cintilador de Fsforo Oxulfito de Gadolinio (Gd2O2S)......................42

2.5.2.5 Cintilador de Iodeto de Csio (CsI)......................................................42

2.5.3 CONTROLE DE QUALIDADE DO DETECTOR DIRETO.....................................43

2.5.3.1 Calibrao do Detector Direto..............................................................43

2.5.3.2 Normalizao do Pixel Ruim para DDA..............................................442.5.3.3 Normalizao da Imagem Latente "Burn In"......................................46

2.6 IMAGEM DIGITAL.........................................................................................47

2.6.1 QUALIDADE DA IMAGEM DIGITAL..............................................................48

2.6.1.1 Resoluo Espacial .............................................................................48

2.6.1.1.1 Radiografia Computadorizada......................................................48

2.6.1.1.2 Radiografia Digital Direta............................................................51

2.6.1.2 Resoluo em Contraste.......................................................................52

2.6.1.3 Razo Sinal-Rudo (SNR)...................................................................57

2.6.1.4 Relao Sinal-Rudo normalizado (SNRN)..........................................58

3 MATERIAIS E MTODOS......................................................................................59

3.1 CORPOS DE PROVA.......................................................................................59

3.2 INDICADORES DE QUALIDADE DE IMAGEM (IQI) ................................ 60

3.2.1 IQIDE ARAME PARA SENSIBILIDADE AO CONTRASTE..................................60

3.2.2 IQIDE FIO DUPLO RESOLUO ESPACIAL ............................................... 62

3.3 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL E COMPUTADORIZADA ................653.4 RADIOGRAFIA DIGITAL DIRETA..............................................................67


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3.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS........................................................69

3.5.1 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL.....................................................................69

3.5.2RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA...............................................................71

3.5.3RADIOGRAFIA DIGITAL DIRETA.....................................................................72

3.5.4DETERMINAO DA SENSIBILIDADE AO CONTRASTE,IQIDE FIO..................73

3.5.5MEDIO DA RESOLUO ESPACIAL BSICA (BSR).....................................74

3.5.6DETERMINAO DA RELAO SINAL-RUDO NORMALIZADA (SNRN)...........75

4 RESULTADOS.........................................................................................................77

4.1 RADIOGRAFIA CONVENCIONAL................................................................77

4.2 RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA.......................................................81

4.3 RADIOGRAFIA DIGITAL DIRETA................................................................87

4.4 DISCUSSES..................................................................................................985 CONCLUSES.......................................................................................................100

5.1 SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS................................................101

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................... 102


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NDICE DE FIGURAS

FIGURA 2.1 Processo Radiogrfico ............................................................................4

FIGURA 2.2 Absoro Fotoeltrica..............................................................................6

FIGURA 2.3 Espalhamento Compton ..........................................................................8

FIGURA 2.4 Seo de choque diferencial de espalhamento Compton ........................9

FIGURA 2.5 Produo de Pares .................................................................................10

FIGURA 2.6 Importncia relativa dos trs principais processos de interao............11

FIGURA 2.7 Esquema de um equipamento de raios X...............................................12

FIGURA 2.8 Ampola de raios X ................................................................................12

FIGURA 2.9 Ilustrao do catodo e da capa focalizadora .........................................14

FIGURA 2.10 a) anodo fixo e b) anodo rotatrio.......................................................15

FIGURA 2.11 Espectro de radiao contnua ............................................................16

FIGURA 2.12 Espectro de radiao contnua com os picos caractersticos................17

FIGURA 2.13 Camada dos filmes radiogrficos.........................................................18

FIGURA 2.14 Estrutura do microcristal de haleto de prata....................................... 19

FIGURA 2.15 Seqncia de interao do fton com o microcristal de haleto

de prata;............................................................................................... 20

FIGURA 2.16 Densidade ptica e grau de enegrecimento..........................................21

FIGURA 2.17- Curva caracterstica de filmes radiogrficos .......................................23

FIGURA 2.18 Composio das camadas da placa de fsforo.....................................27

FIGURA 2.19 Espectro de fotoestmulo do BaFBr:Eu2+...........................................30

FIGURA 2.20 Grfico de absoro em funo da energia do raios X .......................30

FIGURA 2.21 Comparao da curva de sensibilidade entre o filme

convencional e a placa de

fsforo.........................................................32

FIGURA 2.22 Sistema da imagem de fsforo de armazenamento..............................33

FIGURA 2.23 Configurao do mtodo de converso direto e indireto ....................35


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xii

FIGURA 2.24 Diagrama esquemtico simplificado da estrutura transversal

de pixels de uma converso direta com sensor de raios X............36

FIGURA 2.25 Estrutura de uma matriz de detectores e uma estrutura

transversal de um pixel de converso indireta com Cintilador ....37FIGURA 2.26 Arranjo de pixels compostos por fotodiodos e TFTs na

matriz de detector direto...............................................................38

FIGURA 2.27 Arranjo eletrnico de pixels compostos por fotodiodos e TFTs na

matriz de detector direto...............................................................39

FIGURA 2.28 Diagrama do circuito de uma matriz de sensores de silcio amorfo ...39

FIGURA 2.29 Grfico da Eficincia Quntica de Detco dos principais

cintiladores utilisados em Detectores Digitais .............................41

FIGURA 2.30 Converso de luz pelos cintiladores de Gd2O2S e CsI ........................41

FIGURA 2.31 Estrutura de um cintilador. (a) de fsforo Gd2O2S; (b) Iodeto de Csio

(CsI);............................................................................................43

FIGURA 2.32 Exemplo de calibrao (a) Imagem inadequada;

(b) Imagem adequada em um DDA; ............................................44

FIGURA 2.33 Imagem de pixels ruins no corrigidos ...............................................45

FIGURA 2.34 Exemplos de pixels ruins e como se aplica suas correes.................46

FIGURA 2.35 Imagem Burn In obtida aps quarenta minutos..............................46

FIGURA 2.36 Conceito de uma imagem digital ........................................................47

FIGURA 2.37 Comportamento entre os valores depixele os nveis de cinza ...........48

FIGURA 2.38 Processos de degradao da resoluo espacial ..................................50

FIGURA 2.39 (a) Imagem de 1024 x 1024, 8 bits; (b) Imagem de 512 x 512 e

definida para 1024 x 1024 pixels por duplicao de linhas e

colunas; (c) at (f) Imagens redefinidas de 256 x 256, 128 x

128, 64 x 64 e 32 x 32 para 1024 x 1024 pixels; .........................52

FIGURA 2.40 (a) tamanho 452 x 374, imagem com 256 nveis de cinza.

(b) a (d) imagem exibida com 128, 64 e 32 nveis de cinza,

mantendo constante a resoluo espacial; (e) a (g)imagens exibidas com 16, 8, 4 e 2 nveis de cinza;......................53


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FIGURA 2.41 Intensidade relativa do feixe de raios X aps atravessar o

corpo de prova..............................................................................54

FIGURA 2.42 Estgios de formao do contraste da imagem ...................................55

FIGURA 2.43 Formao de uma imagem digital. (a) Imagem (b) Imagem continua.(c) Amostragem. (d) Quantificao .............................................56

FIGURA 2.44 (a) Imagem continua projetada em uma matriz de sensores (b)

Resultado da amostragem e quantificao da imagem ...............56

FIGURA 3.1 Fotografia dos corpos de prova com diferentes espessuras...................60

FIGURA 3.2 Arranjo experimental de posicionamento dos IQIs de Fio e

de Fio duplo..................................................................................61

FIGURA 3.3 IQI de arame .........................................................................................62

FIGURA 3.4 Indicador de qualidade de fio duplo .....................................................63

FIGURA 3.5 Perfil de linha do IQI de fio duplo ........................................................64

FIGURA 3.6 Perfil de linha de um par de fios mostrando a diferena de pelo

menos 20% dos valores de mximo e mnimo de intensidade

entre os dois fios...........................................................................64

FIGURA 3.7 Arranjo experimental da radiografia convencional...............................65

FIGURA 3.8 Sistema CR50P e notebook para radiografia computadorizada.............66

FIGURA 3.9 Detector Direto Digital DXR250V da GE IT........................................68

FIGURA 3.10 Esquema experimental para radiografia convencional........................70

FIGURA 3.11 Esquema experimental para radiografia computadorizada..................71

FIGURA 3.12 Esquema experimental para radiografia digital direta.........................72

FIGURA 3.13 Exemplo de uma imagem de corpo de prova com IQI de Fio.............73

FIGURA 3.14 Mtodo para medio dos valores de BSR..........................................75

FIGURA 3.15 Posies para medidas da Relao Sinal-Rudo no corpo de prova....76

FIGURA 3.16 Medio dos valores de SNRN............................................................................................ 76

FIGURA 4.1 Imagem radiogrfica convencional do CP 01 com destaque

para os fios identificados..............................................................78


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para os fios identificados.............................................................79FIGURA 4.4 Imagem radiogrfica convencional do CP 11 com destaque

para os fios identificados.............................................................79





FIGURA 4.7 Imagem radiogrfica computadorizada do CP 01 com destaque












FIGURA 4.13 Imagem radiogrfica computadorizada do CP 01................................85FIGURA 4.14 Imagem radiogrfica computadorizada do CP 02................................85

FIGURA 4.15 Imagem radiogrfica computadorizada do CP 10................................86




FIGURA 4.19 Imagem radiogrfica Digital Direta do CP 01.....................................88


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FIGURA 4.20 Imagem radiogrfica Digital Direta do CP 02................................... 88





FIGURA 4.25 Comparao de sensibilidade ao contraste dos IQIs centrais

de acordo com os requisitos normativos de acordo com cada

tcnica radiogrfrica.....................................................................91

FIGURA 4.26 Comparao de sensibilidade ao contraste dos IQIs da

extremidade de acordo com os requisitos normativospara cada tcnica radiogrfica.......................................................91

FIGURA 4.27 Comparao do comportamento da SNRNna imagem digital

das radiografias computadorizada e Digital Direta do corpo de

prova CP 01..................................................................................92



prova CP 02..................................................................................93



prova CP 10..................................................................................93



prova CP 11..................................................................................94



prova CP 12..................................................................................94



prova CP 18..................................................................................95

FIGURA 4.33 Corpos de prova 01, Espessura 19,21 mm (a) Filme AA400 160 s,(b)Image Plate 90 s e (c) DDA 3,5 s ....................................95


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FIGURA 4.34 Corpos de prova 02, Espessura 25,25 mm (a) Filme AA400 270 s,

(b)Image Plate 210 s e (c) DDA 4,5 s...................................96


(b)Image Plate 90 s e (c) DDA 3 s........................................96

FIGURA 4.36 Corpos de prova 11, Espessura 4,85 mm (a) Filme AA400 60 s, (b)

Image Plate 42 s e (c) DDA 3,5 s...........................................97


(b)Image Plate 42 s e (c) DDA 2,5 s.....................................97


(b)Image Plate 210 s e (c) DDA 10 s....................................98


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NDICE DE TABELA

TABELA 3.1 Especificao dos corpos de prova.......................................................60

TABELA 3.2 IQI de Arame (ISO 19232-1)................................................................61

TABELA 3.3 Parmetros do Indicador de Qualidade de Imagem..............................63

TABELA 3.4 Caractersticas do aparelho de raios X e acessrios utilizados para

radiografia convencional e computadorizada.............................................67

TABELA 3.5 Caractersticas do Detector Direto Digital utilizado.............................68

TABELA 3.6 Caractersticas do aparelho de raios X e acessrios utilizados para

radiografia Direta........................................................................................69

TABELA 3.7 Parmetros utilizados para ensaios com filme convencional................70TABELA 3.8 Parmetros utilizados para ensaios com IP...........................................71

TABELA 3.9 Parmetros experimentais utilizados para radiografia Digital Direta...73

TABELA 3.10 Fio essencial proposto pela ISO/DIS 10893-7, 2009.........................74

TABELA 4.1 Valores de DO e Contraste de filmes convencionais Classe II.............77

TABELA 4.2 Valores obtidos para IQI Contraste, SNRn em seis pontos

diferentes e BSR para radiografia Computadorizada.................................81TABELA 4.3 Valores obtidos para IQI Contraste, SNRn em seis pontos

diferentes e BSR para radiografia Digital Direta........................................87


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LISTA DE SMBOLOS

BSR Basic Spatial Resolution Resoluo Espacial Bsica

CP Corpo de Prova

CS Contrast Sensitivity Sensibilidade ao Contraste

END Ensaios No-Destrutivos

EHP Electron-Hole Pair Par de Eltrons-Buraco

IP Image Plate Placa de Fsforo

IQI Indicador de Qualidade de Imagem

MTF Modulation Transfer Function Funo de Transferncia Modular

PMT Photomultiplier Fotomultiplicadora

PSL Photoestimulable Luminescence Luminescncia Fotoestimulada

PSP Photoestimulable Phosphor Fsforo Fotoestimulvel

PSVS Parede Simples Vista Simples

RC Computed Radiography Radiografia Computadorizada

SNR Signal to Noise Ratio Razo Sinal Rudo

SNRN Normalized Signal to Noise Ratio Razo Sinal Rudo Normalizada

TFT Thin Film Transistor Transistor de Pelcula Fina


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1

CAPTULO 1

INTRODUO

Durante muitos anos a radiografia industrial est baseada na utilizao de filmesradiogrficos sensveis a radiao ionizante. Os filmes desenvolvidos para inspees em

ensaios no destrutivos (END) so utilizados nos cordes de solda para controle de

qualidade de tubos soldados. Por sua vez estes ensaios no destrutivos feitos com filmes

convencionais esto chegando ao seu limite de desempenho para as especificaes e

normas, que cada vez mais aumentam o nvel de qualidade dos manufaturados tendendo

a uma excelncia na fabricao, e buscando desta forma descontinuidades menores nos

seus controles de qualidade.

Uma vez que a demanda do mercado exige uma melhor sensibilidade das tcnicas

e a produtividade mais acelerada durante o processo de fabricao e de montagem dos

tubos nos campos, a procura por ensaios radiogrficos digitais aumentou e seu

desenvolvimento est mais acelerado, porm muito ainda se questiona com relao

qualidade da imagem gerada e a confiabilidade da inspeo destas tcnicas digitais.

Algumas vantagens dos sistemas radiogrficos digitais em algumas aplicaes

incluem: reduo de dose de raios X em funo do tempo de exposio, processamento

de imagem incluindo os aspectos ambientais, aquisio parcialmente ou completamente

automatizados de avaliao, armazenamento de imagens e etc. Muitos estudos vm

sendo realizados para tentar mensurar e garantir uma qualidade de imagem aceitvel.

Outro mtodo de radiografia digital que est sendo testado o sistema com matriz de

detectores diretos, que permite analisar imagens geradas aps a exposio sem precisar

de nenhum outro equipamento do tipo scanner para integrar esta imagem, o que reduz

ainda mais a perda de informaes e o tempo de aquisio de imagens.

O objetivo deste trabalho foi avaliar dois tipos de tcnicas de radiografia digital,

uma gerada por um equipamento de radiografia computadorizada para rea industrial

utilizando o image plate (IP),e a outra, a radiografia direta prevista na norma ISO/DIS

10893-7,gerada por uma matriz plana de detector direto (Digital Detector Array, DDA),

ambas avaliadas de acordo com respostas para os parmetros de sensibilidade ao

contraste, de resoluo espacial bsica, medidas da relao sinal-rudo normalizada,


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2

para esta comparao utilizamos o menor tempo de integrao possvel para alcanar a

detectabilidade adequada prevista em norma de cada uma das tcnicas.

O sistema de radiografia computadorizada (CR) consiste em sensores de radiao

e sistemas de aquisies em processamento da imagem. Este formado por placas defsforo denominadas image plate, um sensor de radiao do tipo detector bidimensional

que aps exposto a radiao ionizante acumula essa energia utilizando o fsforo

fotoestimulvel para a formao da imagem latente. Na aquisio, o image plate uma

vez inserido no scanner exposto a um feixe de laser, onde os cristais liberam a energia

armazenada sob a forma de luz visvel, cuja intensidade proporcional radiao

recebida sobre a placa. Este sinal luminoso convertido e transferido ao computador

acoplado para que seja formada a imagem digital. A imagem produzida depender dosparmetros de irradiao, das caractersticas dos fsforos que constituem as placas de

fsforo, bem como dos procedimentos de manuseio das placas, das condies

ambientais e do tempo decorrido entre a exposio radiao e o escaneamento das

placas de fsforo .

O sistema de radiografia direta utiliza uma matriz de detector digital (DDA) com

um conversor de radiao de forma indireta, acoplados a uma matriz de Transistor de

Pelcula Fina (TFT) para chaveamento do sinal. Este equipamento tambm conhecido

por sua base plana e no flexvel chamado de Flat Panel possui uma matriz de

fotodiodos acoplados a um cintilador sobre uma matiz plana, e seu modo de converso

consiste em converter a radiao incidente no pixel em luz utilizando cintilador, como

exemplo o Iodeto de Csio (CsI) e o Oxisulfito de Gadolnio (Gd2O2S). Logo aps

detectar esta luz, o fotodiodo converter em carga e armazenar em um capacitor do

pixel. Para liberao da carga no capacitor, amplificao e posteriormente formao da

imagem utilizado o transistor TFT para o chaveamento.

De maneira mais completa, a imagem gerada da seguinte forma: o tubo de

radiao eletromagntica envia um feixe de ftons de raios X atravs de um corpo de

prova. Aps as interaes, os ftons de raios X no absorvidos pelo corpo de prova se

chocam numa camada de material cintilador que os converte em luz visvel. Esses

ftons de luz se chocam num dispositivo de fotodiodo no qual os convertem em eltrons

que sero armazenados em capacitores fixos ao pixel. A ativao dos pixels atravs dos


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3

TFTs gera sinais eletrnicos especficos para cada um deles, que um computador pode

converter em uma imagem de alta qualidade, e que pode ser visualizada no monitor.

O nmero de cargas produzidas ir variar com a intensidade dos ftons de luz

penetrante e os pulsos eltricos so criados e podem ser lidos rapidamente einterpretados pelo computador para produzir uma imagem digital.

No captulo 2 ser relatada brevemente a histria da radiografia convencional, a

origem do fsforo utilizado na composio dos image plate para radiografia

computadorizada, assim como o seu modo de funcionamento. Ser mencinado tambm

aspectos sobre a radiografia direta utilizando DDA, os dois tipos de converso

utilizados atualmente bem como alguns detalhes do funcionamento e da estrutura. Sero

abordados ainda temas como processamento digital da imagem, funcionamento do

sistema de radiografia computadorizada e digital, caractersticas de emisso de radiao

de fontes utilizadas em radiografia industrial, processos de formao da imagem

radiogrfica, ou seja, todo o embasamento terico necessrio para que se possa

compreender o objetivo principal deste estudo.

No captulo 3 so descritos os procedimentos experimentais adotados neste

estudo, assim como a apresentao dos equipamentos e sistemas utilizados.

Nos captulos 4 e 5 so apresentados, respectivamente, todos os resultados e as

concluses acerca do tema do estudo, assim como algumas sugestes para futuros

trabalhos.


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4

CAPTULO 2

FUNDAMENTAO TERICA

Sero discutidos todos os parmetros para formao de uma imagem radiogrfica.Para isso sero descritos fenmenos naturais das radiaes eletromagnticas de uma

fonte de raios X.

2.1PROCESSORADIOGRFICO

A radiografia um mtodo usado para inspeo no destrutiva que se baseia na

absoro diferenciada da radiao penetrante pela pea que est sendo inspecionada.

Devido s diferenas na densidade e variaes na espessura do material, ou mesmo

diferenas nas caractersticas de absoro causadas por variaes na composio do

material, diferentes regies de uma pea absorvero quantidades diferentes da radiao

penetrante. Essa absoro diferenciada da radiao poder ser detectada atravs de um

filme, ou atravs de um tubo de imagem ou mesmo medida por detectores eletrnicos de

radiao. Com a variao na quantidade de radiao absorvida, detectada atravs de um

meio, ir nos indicar, entre outras coisas, a existncia de uma falha interna ou

descontinuidade no material, assim mostrado na Figura 2.1.

Figura 2.1 Processo Radiogrfico.


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6

completa da energia do fton para a energia do eltron. Estes resultam em mudanas

sbitas e abruptas na trajetria do fton, onde este pode desaparecer inteiramente ou ser

espalhado em um ngulo significativo (KNOLL, 2000).

2.1.2.1 Absoro Fotoeltrica

Caracterizado pela transferncia total de energia de um fton (radiao X ou

gama), que absorvido completamente. Em seu lugar, um eltron orbital ejetado pelo

tomo com uma energia cintica bem definida. A interao acontece com o tomo como

um todo e no pode ocorrer para eltrons livres. Para ftons com energia suficiente, a

origem mais provvel de fotoeltrons a camada mais fortemente ligada ou camada K

do tomo. O fotoeltron aparece com energia dada pela equao 2.2 (KNOLL, 2000).

Ec= h - Eb (2.2)

Onde Ebrepresenta a energia de ligao do eltron em sua camada original. Para

ftons com energias maiores que algumas centenas de keV, o fotoeltron carrega

consigo a maioria da energia original do fton.

A Figura 2.2 mostra a representao esquemtica do efeito fotoeltrico.

Figura 2.2 Absoro Fotoeltrica (RAAD, 2007).


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7

Adicionalmente ao fotoeltron, a interao cria ainda um tomo absorvedor

ionizado com vacncia em uma de suas camadas eletrnicas. Essa vacncia

rapidamente preenchida atravs da captura de um eltron livre do meio e/ou o rearranjo

de eltrons de outras camadas do tomo. Alm disso, um ou mais raios X caractersticos

podem tambm ser gerados, entretanto na maioria dos casos esses ftons de raios X so

reabsorvidos prximos a sua origem atravs de absoro fotoeltrica envolvendo

camadas eletrnicas menos ligadas.

O processo de absoro fotoeltrica o modo de interao predominante para

ftons de baixa energia relativa. O processo ainda reforado para materiais

absorvedores de alto nmero atmico Z. No h uma expresso analtica vlida para aprobabilidade de absoro fotoeltrica por tomo para toda a faixa de energias e

nmeros atmicos, porm a aproximao grosseira mostrada na equao 2.3

(KNOLL, 2000).

5,3

n

E

Zconstante (2.3)

Onde o expoente n varia entre 4 e 5 para a regio de interesse de energia de

ftons. Essa severa dependncia da probabilidade da absoro fotoeltrica com o

nmero atmico do absorvedor a razo primria para a preponderncia de materiais de

alto Z em blindagens para ftons (KNOLL, 2000).

2.1.2.2 Espalhamento Compton

Este efeito ocorre quando o fton interage com um eltron perifrico do tomo,

mas cede apenas parte de sua energia, resultando na emisso de um fton com energia

menor e que continua sua trajetria dentro do material e em outra direo. Este o

mecanismo de interao predominante para energias de ftons tpicos de fontes de

radioistopos.

No espalhamento Compton, o fton incidente desviado sob um ngulo da

direo original. O fton transfere parte de sua energia ao eltron (assumindo que est


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8

inicialmente em repouso), que passa a ser chamado de eltron de recuo. Como todos os

ngulos de espalhamento so possveis, a energia transferida para o eltron pode variar

de zero at grandes fraes da energia do fton (KNOLL, 2000).

A figura 2.3 mostra a ilustrao do espalhamento Compton.

Figura 2.3 Espalhamento Compton (RAAD, 2007).

A expresso que relaciona a transferncia de energia e o ngulo de espalhamento

para qualquer interao pode ser simplesmente derivada escrevendo equaes

simultneas para a conservao de energia e momento, como mostra a equao 2.4.

( )cos112

0

'

+

=

cm

hv

hvhv (2.4)

Onde m0c2 a energia de repouso do eltron (0,511 MeV). Para pequenos

ngulos de espalhamento , pouca energia transferida. Parte da energia original

sempre retida pelo fton incidente, mesmo no extremo = .

A probabilidade de espalhamento Compton por tomo do absorvedor depende

do nmero de eltrons disponveis como alvos de espalhamento e assim aumenta

linearmente com Z.


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9

A distribuio angular do fton espalhado predita pela frmula de

Klein-Nishina para seo de choque diferencial de espalhamento d/d, como mostra a

equao 2.5 (KNOLL, 2000).

( )

( )

( ) ( )[ ]

++

+

+

+=

cos11cos1

cos11

2

cos1

cos11

12

2222

20Zr

d

d (2.5)

Onde h/m0c2 e r0 o raio clssico do eltron. A distribuio

mostrada graficamente na figura 2.4 e ilustra a forte tendncia do espalhamento parafrente para altos valores de energia do fton.

Figura 2.4 Seo de choque diferencial de espalhamento Compton (KNOLL, 2000).

2.1.2.3 Produo de pares

Se a energia do fton excede o dobro da energia de repouso do eltron (1,02

MeV), o processo de produo de pares energeticamente possvel. A probabilidade

dessa interao permanece muito baixa at a energia do fton se aproximar de vrios

MeV e assim a produo de pares est predominantemente confinada a ftons de altas

energias. Na interao (que acontece no campo coulombiano do ncleo), o fton


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10

desaparece e substitudo por um par eltron-psitron. A figura 2.5 ilustra esse

processo (KNOLL, 2000).

Figura 2.5 Produo de Pares (RAAD, 2007).

Todo o excesso de energia contida no fton acima dos 1,02 MeV necessrios

para criar o par se transforma em energia cintica compartilhada pelo eltron e pelo

psitron. Como o psitron ir subseqentemente se aniquilar aps entrar em um meio

absorvedor, dois ftons de aniquilao so normalmente produzidos como produtos

secundrios da interao.

No existe uma simples expresso para a probabilidade de produo de pares por

ncleo, porm sua magnitude varia aproximadamente com o quadrado do nmero

atmico do absorvedor.

A importncia relativa dos trs processos descritos anteriormente para diferentes

materiais absorvedores e energias do fton so ilustradas na figura 2.6. A linha a

esquerda representa a energia que a absoro fotoeltrica e o espalhamento Compton

so igualmente provveis em funo do nmero atmico do absorvedor. A linha a

direita representa a energia que o espalhamento Compton e a produo de pares so

igualmente provveis. Assim trs reas so definidas no grfico onde a absoro


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fotoeltrica, o espalhamento Compton e a produo de pares predominam em cada

(KNOLL, 2000).

Figura 2.6 Importncia relativa dos trs principais processos de interao (KNOLL,

2000).

2.1.3EQUIPAMENTOS DE RAIOS X

Os equipamentos de raios X so aparelhos que emitem radiao X quando

energizados, segundo uma tenso e uma corrente estabelecida pelo usurio. Os

aparelhos de raios X so classificados de acordo com a sua potncia e com as aplicaes

para as quais so projetados. Para fins industriais, podem-se encontrar equipamentosque emitem raios X com energias variando entre 10 a 800 keV. Nesta sesso, sero

apresentadas as principais caractersticas dos equipamentos de raios X, assim como seus

principais componentes, que podem ser vistos na Figura 2.7.


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12

Figura 2.7 Esquema de um equipamento de raios X.

Os raios X so gerados dentro de uma ampola especial de vidro. O tubo fica

inserido dentro de um cabeote, envolto num leo especial. Este leo serve como

isolante eletrosttico e como dissipador de calor da ampola. O cabeote possui um

revestimento de chumbo para blindar a radiao que no contribui diretamente na

formao da imagem. No cabeote h uma janela que permite a passagem do feixe de

raios X. O tubo de raios X basicamente composto por uma carcaa de vidro, o anodo e

catodo (filamento). Na Figura 2.8 pode-se ver a ilustrao de um tubo de raios X e seus

principais componentes (OLIVEIRA, 2010).

Figura 2.8 Ampola de raios X (ANDREUCCI, 2011).


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2.1.3.1 Tubo de Vidro

Este tubo de vidro fica envolto ao ctodo e nodo formando um recipiente

isolante para o vcuo, constitudo de um vidro especial, o qual deve atender a uma

srie de requisitos, conforme a seguir:

a) possuir boa resistncia mecnica;

b) possuir boa resistncia a variao da temperatura;

c) possuir boa vedao, para manter o alto vcuo;

d) possuir bom isolamento de alta tenso;

e) ter transparncia radiao X;

f) ser quimicamente estvel, de modo que a passagem da radiao X no

modifique suas caractersticas;

g) possibilitar solda com metais das conexes (catodo e nodo).

2.1.3.2 Catodo

O catodo o plo negativo do tubo de raios X, sendo composto pelo filamento e

pela capa focalizadora.

O filamento possui uma forma de espiral, geralmente de tungstnio, com 2 mm

de dimetro e com 1 cm a 2 cm de comprimento. Este aquecido pela passagem de

corrente eltrica de 3 a 6 A e a temperatura pode atingir a 2000C. A alta temperatura do

filamento proporciona o surgimento do efeito terminico. O tungstnio empregado

geralmente devido sua alta eficincia terminica e ao seu alto ponto de fuso. Aps a

emisso terminica, os eltrons permanecem na proximidade do filamento, criando uma

carga espacial nesta regio. Aplicando-se uma diferena de potencial entre o catodo e

nodo, ocorre o deslocamento dos eltrons que se encontram na carga espacial, em

direo ao nodo, criando um feixe de eltrons (corrente andica). Este feixe tende a se

dispersar devido repulso eletrosttica entre os eltrons. Para evitar a disperso,

adicionada uma capa focalizadora junto ao filamento. Esta projetada num determinado

formato, que quando carregada negativamente possibilita colimar o feixe de eltrons,

por meio da fora de repulso. A eficincia da capa focalizadora depende do seu

tamanho, da sua forma e da carga aplicada, alm de depender da dimenso, da forma edo posicionamento do filamento no interior da prpria capa focalizadora. Na Figura 2.9


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14

podemos observar o filamento e a influncia da capa focalizadora na colimao do feixe

de eltrons (OLIVEIRA, 2010).

Figura 2.9 Ilustrao do catodo e da capa focalizadora (ANDREUCCI, 2011).

2.1.3.3 Anodo

O anodo o terminal positivo do tubo de raios X, podendo ser fixo ou rotatrio.

Este serve de suporte para o alvo. feito de cobre para permitir a rpida dissipao de

calor, pois quando os eltrons se chocam com o alvo, cerca de 99% de suas energias

cinticas so convertidas em calor.

O anodo fixo utilizado em equipamentos de baixa potncia, como os

odontolgicos e alguns transportveis. Para os equipamentos de raios X que trabalham

com mdia e alta potncia utilizado o anodo rotatrio.

O anodo rotatrio formado por um disco que gira durante a exposio. O alvose encontra na parte mais externa deste disco, formando uma trilha que possibilita

dissipar o calor produzido numa maior rea. Originalmente, o alvo era confeccionado de

tungstnio. Atualmente, para aumentar a resistncia da superfcie contra a formao de

pequenas fendas e buracos, confeccionado com uma liga, geralmente composta de

90% de tungstnio e 10% de rnio. A escolha do tungstnio deve-se as seguintes razes:

a) possui um alto nmero atmico, que implica em grande eficincia na produo de

raios X e com maior energia;


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15

b) sua condutividade trmica quase igual a do cobre, resultando em uma rpida

dissipao do calor produzido;

c) possui alto ponto de fuso (3370C), enquanto que a temperatura durante o

bombardeamento de eltrons gira em torno de 2000C.

A Figura 2.10 apresenta a ilustrao dos dois tipos de anodos citados acima.

Figura 2.10 a) anodo fixo e b) anodo rotatrio (OLIVEIRA, 2010).

2.1.4PRODUO DE RAIOS X

Quando a ampola de raios X colocada em funcionamento, cria-se em torno do

filamento uma nuvem eletrnica, que acelerada em direo ao anodo quando aplicada

uma diferena de potencial. Quando esses eltrons so desacelerados repentinamente

por meio de interao com os tomos do alvo, h uma transformao da energia cinticaque foi ganha durante a acelerao em radiao eletromagntica (raios X). Dependendo

do tipo de interao dos eltrons gerados com o alvo, os raios X podem ser produzidos

de duas formas: frenamento e coliso.

2.1.4.1 Espectro Contnuo

Neste processo, os eltrons so defletidos pela carga eltrica positiva localizada

no ncleo dos tomos do alvo, devido a interao coulombiana. Sabe-se que uma


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16

partcula carregada livre emite radiao eletromagntica quando tem sua trajetria

alterada. Este fenmeno conhecido como bremsstrahlung ou radiao de freiamento.

Aplicando o princpio de conservao de energia, tem-se:

h= k k (2.6)

onde

k a energia cintica do eltron antes da interao;

k a energia cintica do eltron aps a interao e

h a energia do fton emitido.

Logo, possvel observar que quanto maior a deflexo sofrida pelo eltron,

maior ser a energia do fton de raios X emitido. Assim, os comprimentos de onda dos

ftons emitidos podem variar de um mximo (k k) e um mnimo (k = 0), originando

um espectro de radiao contnua, como pode ser visto na Figura 2.11.

Figura 2.11 Espectro de radiao continua (OLIVEIRA, 2010).

2.1.4.2 Espectro Caracterstico

Este processo ocorre quando um eltron energtico interage com o tomo do

alvo e arranca um de seus eltrons mais internos (por exemplo: do nvel K).

Conseqentemente, este nvel fica com uma vacncia. Ento, um dos eltrons mais

externos se move para preencher essa vaga, emitindo nessa transio um fton de raios


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17

X. Esse fton conhecido como raios X caractersticos e so geralmente devido s

transies orbitais entre as camadas K, L e M. Quando o eltron que preenche o buraco

vem do nvel energtico L, temos a linha K. Quando vem do nvel M, temos a linha K.

O espectro final da radiao o conjunto da radiao contnua (bremsstrahlung)

e de raios X caractersticos, como pode ser visto na Figura 2.12 (OLIVEIRA, 2010).

Figura 2.12 Espectro de radiao continua com os picos caractersticos (OLIVEIRA,

2010).

2.2 TCNICASDEPROCESSAMENTORADIOGRFICO

Este estudo foi direcionado para trs tipos de processos radiogrficos, onde foi

discutido a potencialidade de cada um deles nos aspectos de qualidade de imagens,

tempo de exposio e aspectos quanto ao meio ambiente. Os trs tipos so: Filmes

Radiogrficos Convencionais, Radiografia Computadorizada (RC) e Radiografia Direta

(RD).

2.3 FILMESRADIOGRFICOSCONVENCIONAIS

Ao analisar a estrutura de um filme radiogrfico, nota-se que este composto

por uma emulso fotogrfica muito fina e uma base plstica transparente que serve para

sustentar a emulso. A emulso consiste em uma camada muito fina (espessura de 0,025

mm) de gelatina, que contm um grande nmero de minsculos cristais de brometo de


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prata. A emulso colocada sobre um suporte, denominado base, que feito geralmente

de um polister ou celulide, transparente e de cor levemente azulada. Uma

caracterstica dos filmes radiogrficos que, ao contrrio dos filmes fotogrficos, eles

possuem a emulso em ambos os lados da base, conforme mostrado na Figura 2.13. Os

cristais de brometo de prata, presentes na emulso, possuem a propriedade de, quando

atingidos pela radiao ou luz, tornarem-se susceptveis de reagir com um produto

qumico denominado revelador. O revelador atua sobre esses cristais provocando uma

reao de reduo que resulta em prata metlica negra. Os locais do filme, atingidos por

uma quantidade maior de radiao, apresentaro, aps a ao do revelador, um nmero

maior de gros negros que as regies atingidas por radiao de menor intensidade.

Dessa forma, quando vistos sob a ao de uma fonte de luz, os filmes apresentaro reas

mais escuras e mais claras que iro compor a imagem do objeto radiografado

(PEREIRA, 2006).

Figura 2.13 Camada dos filmes radiogrficos (RAAD, 2007).


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19

2.3.1ELEMENTO SENSVEL RADIAO

Este o elemento principal, pois o que absorve a radiao e a converte em

imagem, constituda de uma gama de tons escuros e claros que contm informao til para

diagnstico. Os haletos de prata mais utilizado so os brometos. Eles so depositados emforma de microristais (da ordem de 1m de dimetro) sobre a base, misturados gelatina

que os mantm em suas posies relativas. Aos microcristais de brometo de prata

adicionada uma pequena quantidade de iodeto de prata (at 10%), o que serve para

aumentar a sensibilidade em relao ao uso de qualquer uma das duas substncias puras. A

Figura 2.14 ilustra a forma dos tomos dentro dos microcriscristais.

Figura 2.14 Estrutura do Cristal de haleto de prata (PEREIRA, 2006).

Os filmes radiogrficos possuem microcristais que so sensveis radiao X e

principalmente luz produzida pelo cran. Os microcristais desse elemento, colocados

sobre a base do filme com ajuda da gelatina, iro reagir passagem da luz e transformar

a imagem latente, em uma imagem gravada pontualmente em cada um dos prprios

cristais.

Este processo de sensibilizao comea quando um fton de luz oriundo da tela

intensificadora interage com a gelatina e com os microcristais. Geralmente, o tomo de

bromo ou iodo, por possurem um eltron a mais, so os que mais facilmente liberam

eltrons. Este eltron, agora livre, poder circular pelas molculas dos haletos e ento se

ligar a qualquer outro tomo. Porm, a incluso da impureza tem justamente o objetivo

de atrair este eltron livre. Em sua trajetria, o eltron livre poder colidir com outros

tomos e criar outros eltrons livres. Ao chegarem prximos da impureza, os eltrons


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20

livres acabam criando uma regio negativa dentro do microcristal. O bromo ou iodo,

que cedeu seu eltron extra, volta a ser um tomo neutro. Como a ligao inica que

existia entre a prata e o bromo, ou iodo, deixou de existir, este tomo, Br ou I, est livre

para deixar a estrutura do haleto de prata e se misturar com a gelatina.

Figura 2.15 Seqncia de interao do fton com o microcristal de haleto de prata; (a)

fton atinge o microcristal; (b) o eltron extra do haleto Br ou I liberado; (c) oshaletos saem dos microcristais enquanto os eltrons livres se dirigem para a impureza;

(d) os eltrons criam uma regio negativa que atrai os ons positivos de prata; (e) os

ons Ag+ incorporam os eltrons livres e se tornam em prata metlica; (f) maior

concentrao de prata metlica, maior degradao do microcristal (PEREIRA, 2006).

Com a formao de uma regio eletricamente negativa, os ons de prata, Ag+que

esto livres pois perderam a ligao inica com os ons de Br e I, so atrados para estaregio. Ao chegarem nesta regio, os tons Ag-+ se juntam com os eltrons livres e

voltam a ser prata neutra (Ag), ou prata metlica. Assim, h uma degradao do

microcristal pela dissociao dos haletos de prata. Esta degradao to maior quanto

forem os eltrons livres que o microcristal conseguir liberar, fruto dos ftons que

interagiram. A intensidade da degradao, maior ou menor, que cria os diferentes

nveis de cinza da imagem, alm de facilitar o processo de revelao (PEREIRA,

2006).


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21

A seguir, so detalhadas algumas caractersticas dos filmes radiogrficos:

2.3.1.1 Densidade ptica

A imagem formada no filme radiogrfico possui reas claras e escuras,

evidenciando certo grau de enegrecimento que denominada de densidade.

Matematicamente a densidade expressa como sendo o logaritmo da razo entre a

intensidade de luz visvel que incide no filme e a intensidade que transmitida e

visualmente observada na Equao 2.7 (MOREIRA, 2007).

II

logD 0= (2.7)

onde,

I0= Intensidade de Luz incidente

I = Intensidade de luz transmitida

Conclui-se, pela Equao 2.7, que, quanto maior a densidade, mais enegrecidoficar o filme. Podemos observar tambm que a quantidade (I0/I) o inverso de (I/I0), a

frao de feixe incidente transmitido pelo filme processado, ou a transmitncia do filme

(DOMANUS,1992).

Figura 2.16 Densidade ptica e grau de enegrecimento (BARBOSA, 2008).


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22

2.3.1.2 Velocidade

Se dois filmes diferentes forem submetidos a uma mesma exposio, nota-se que

as densidades obtidas nos dois filmes sero diferentes, ou seja, com uma mesma

exposio, um filme apresenta maior rapidez para atingir determinada densidade,

quando comparado com outro. Portanto, um filme rpido necessita de menor tempo de

exposio para atingir uma determinada densidade, quando comparado com um outro

filme mais lento. Ou ainda, se um filme rpido e um filme lento forem submetidos a

uma exposio idntica, o filme rpido atingir uma densidade maior. A velocidade

uma caracterstica prpria de cada filme e depende, principalmente, do tamanho dos

cristais de prata presentes na emulso. Quanto maior o tamanho dos cristais, mais rpido

ser o filme e sua imagem ser mais grosseira e menos ntida que uma imagem formada

por gros menores. Portanto, quanto mais rpido o filme, menos ntida ser a imagem

formada por ele (KODAK, 1980).

2.3.1.3 Classificao dos filmes

A grande variedade de condies e a heterogeneidade de materiais encontrados

na radiografia industrial levaram os fabricantes a produzir vrios tipos de filmes. Uma

classificao dos filmes foi estabelecida pela ASTM, que identifica os tipos de filmes

pela velocidade de exposio e sensibilidade. Os mais empregados na rea industrial so

os da Classe 1 e 2 por possurem caractersticas de sensibilidade, velocidade e

resistncia adequadas (ASTM E 1815, 2008).

2.3.1.4 Curva caracterstica dos filmes

A curva caracterstica de um filme, tambm chamada de curva sensitomtrica oucurva H & D (Hurter-Driffield), relaciona a exposio dada a um filme com a densidade

resultante. Por meio das curvas caractersticas podem-se comparar qualitativamente

filmes diferentes, estabelecendo critrios para corrigir densidades obtidas para uma dada

exposio, conforme apresentado na Figura 2.16. As curvas so em geral fornecidas

pelo fabricante do filme e so obtidas mediante as exposies sucessivas do filme, tendo

suas densidades medidas em cada exposio. Os valores so plotados em um grfico de

densidades em funo do logaritmo da exposio relativa (KODAK,1980).


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23

Figura 2.17- Curva caracterstica de filmes radiogrficos (KODAK,1980).

2.3.1.5 Contraste

As variaes de densidade de uma regio para outra (rea clara e rea escura) ao

longo de filme radiogrfico so responsveis pela formao da imagem. A diferena de

densidades entre duas regies adjacentes no filme denominada contraste. O contraste

pode tambm ser entendido como a capacidade de o filme detectar intensidade e

energias diferentes de radiao. Imagens com alto contraste permitem em geral melhor

qualidade e segurana na interpretao da radiografia (VARIAN M. SYSTEM, 2010).

2.3.1.6 Definio

Observando com detalhe a imagem formada no filme radiogrfico, possvel

notar que a mudana de densidades de uma rea a outra no se faz de maneira brusca. A

imagem de um objeto apresenta uma regio de transio nas suas bordas, com uma

densidade intermediria entre a densidade da imagem e a de fundo. Quanto mais estreita

for esta faixa de transio, melhor ser a definio desta imagem (MOREIRA, 2007).


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24

2.3.1.7 Rudo

O rudo fotogrfico est relacionado com o tamanho e a distribuio dos gros

de prata do filme radiogrfico, e pode acobertar pequenos detalhes na imagem. Portanto

em uma inspeo onde se deseja detectar pequenas trincas, deve-se utilizar filmes degranulao fina (AGFA-GERVAERT GROUP, 1981)

2.3.2PROCESSAMENTO DO FILME RADIOGRFICO

O processamento para os filmes radiogrficos devem seguir algumas

consideraes gerais, necessrias ao bom desempenho desta tarefa. No manuseio do

filme, a limpeza essencial. A cmara escura e os acessrios e equipamentos devem ser

mantidos rigorosamente limpos, e usados somente para o propsito aos quais eles se

destinam. Os banhos de processamento e a revelao devem ser controlados, quanto

temperatura e tempo de durao de acordo com a recomendao do fabricante, e podem

ser processados manualmente ou em processadoras automticas.

2.3.2.1 Processamento Qumico

O processamento visa transformar a imagem latente invisvel, formada durante o

processo de exposio do filme, em imagem visvel de prata metlica, de forma que esta

imagem seja a mais representativa possvel das estruturas da regio do corpo humano

radiografado.

O processamento composto por uma srie de banhos que se relata a seguir:

2.3.2.1.1

Revelao

Quando um filme exposto imerso no tanque contendo o revelador, esta soluo

age sobre os cristais de brometo de prata metlica. Esta seletividade est na capacidade

de discriminar os gros expostos dos no expostos. Devido a fatores eletroqumicos, as

molculas dos agentes reveladores atingem os cristais, que ficam como que revestidos.

A visibilidade da imagem e, conseqentemente o contraste, a densidade de fundo e a

definio dependem do tipo de revelador usado, do tempo de revelao e da temperatura

do revelador. Desta forma, o controle tempo-temperatura de fundamental importncia


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25

para se obter uma radiografia de boa qualidade. A revelao deve ser feita com agitao

permanente do filme no revelador, a fim de que se obtenha uma distribuio homognea

do lquido em ambos os lados da emulso, evitando-se a sedimentao do brometo e

outros sais que podem provocar manchas susceptveis de mascarar possveis

descontinuidades (KODAK, 1980).

2.3.2.1.2 Banho de parada

Quando o filme removido da soluo de revelao, uma parte do revelador fica

em contato com ambas as faces do filme, fazendo, dessa forma, com que a reao de

revelao continue. O banho interruptor tem, ento, a funo de interromper esta reao

a partir da remoo do revelador residual (KODAK, 1980).

2.3.2.1.3 Fixao

Aps o banho de parada, o filme colocado em um terceiro tanque, que contm

uma soluo chamada de fixador. A funo da fixao remover o brometo de prata

das pores no expostas do filme, sem afetar os que foram expostos radiao. O

fixador tem tambm a funo de endurecer a emulso gelatinosa, permitindo a secagem

ao ar aquecido. O tempo de fixao normalmente no deve exceder a 15 minutos. Os

filmes devem ser agitados quando colocados no fixador durante pelo menos 2 minutos,

para garantir uma ao uniforme deste. O fixador deve ser mantido a uma temperatura

igual ao do revelador, ou seja, cerca de 20C (KODAK, 1980).

2.3.2.1.3 Lavagem dos filmes

Aps a fixao, os filmes seguem para o processo de lavagem para remover o

fixador da emulso. Cada filme deve ser lavado por um perodo de, aproximadamente,

30 minutos. A temperatura da gua no tanque de lavagem um fator muito importante aser considerado, e os melhores resultados so obtidos com a temperatura por volta de

20C (KODAK, 1980).


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2.3.2.2 Processamento Qumico e Mecnico

Este sistema de processamento utilizado quando h grande volume de trabalho,

pois s assim torna-se econmico. O processamento inteiramente automtico, sendo

que o manuseio s utilizado para carregamento e descarregamento de filmes. O ciclode processamento inferior a 15 minutos. Quando adequadamente mantido e operado,

este equipamento produz radiografia de alta qualidade. A alta velocidade de

processamento torna-se possvel pelo uso de solues qumicas especiais, contnua

agitao dos filmes, manuteno da temperatura das solues e secagem por jatos de ar

aquecido.

2.3.2.3 Telas intensificadoras de imagem

As telas intensificadoras possuem como principal finalidade diminuir o tempo de

exposio em ensaios radiogrficos industriais. Nestes casos usam-se finas folhas de

metal (geralmente chumbo) como intensificadoras da radiao primria emitida pela

fonte. O fator de intensificao, alm de ser funo da natureza e da espessura da tela,

depende do contato efetivo entre elas e o filme. Quando se aumenta a espessura da tela

de chumbo, a radiao primria e os eltrons emitidos pela face oposta dessa tela sofrem

atenuao e, como conseqncia, o fator de intensificao diminui. O grau de

intensificao das telas de chumbo depende da natureza e espessura do material a

ensaiar, da qualidade da fonte emissora de radiao e do tipo de filme usado

(MOREIRA, 2007).

2.4 RADIOGRAFIA COMPUTADORIZADA

A radiografia computadorizada a tcnica utilizada na aquisio da imagem

digital que utiliza placas de fsforo (Image Plate - IP) como detector sensvel a

radiao. Estes so os mais bem sucedidos comercialmente detectores para radiografia

digital. Os fsforos usados com maior freqncia so da famlia do fluoreto de brio em

forma de p e depositados em um substrato para formar a placa de fsforo

(OLIVEIRA, 2010). Os mecanismos de absoro de raios X so idnticos aos de telas

de fsforos convencionais usados com filmes. A diferena que o sinal tico til no


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derivado da luz emitida imediatamente a incidncia de radiao, mas de uma

subseqente emisso, quando a imagem latente consistindo em cargas aprisionadas

estimulada opticamente e liberadas das armadilhas metaestveis. Isso desencadeia um

processo chamado luminescncia fotoestimulada (PSL) resultando na emisso de luz de

comprimento de onda curto (azul) em quantidade proporcional ao fluxo de raios X

original. Em radiografia computadorizada, a placa de fsforo posicionada em um

cassete, para a proteo contra a luz e exposto aos raios X e em seguida escaneada

com um laser para liberar a luminescncia fotoestimulada. A luz azul de PSL coletada

e detectada por um tubo fotomultiplicador. O sinal da fotomultiplicadora digitalizado

ponto a ponto para formar a imagem (SEIBERT, 1999).

2.4.1ESTRUTURA FSICA DA PLACA DE FSFORO

A estrutura da placa de fsforo consiste em um suporte de polister, camada de

fsforo, camada protetora e outros componentes que podem variar de acordo com o

fabricante. Na Figura 2.18, pode se ver a disposio fsica das camadas da placa de

fsforo.

Figura 2.18 Composio das camadas da placa de fsforo (OLIVEIRA, 2010).

A camada de fsforo protegida por uma camada protetora EBC (Eletronic

Beam Cured), que composta por um pr-polmero de alta densidade comaproximadamente 10 m de espessura, garantindo assim maior proteo contra agentes


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mecnicos e qumicos, que poderiam danificar a placa de fsforo durante o processo de

leitura ou manipulao pelos usurios.

A camada do fsforo fotoestimulvel comumente constituda de cristais de

BaFBr:Eu2+, com gros de tamanho variados, dependendo do tipo de placa. Essacamada alm de conter os gros de fsforo tem em sua composio um polmero

orgnico de modo a unir os gros e providenciar uma formao uniforme do filme.

A camada de suporte, composta de polietileno (PET Polyethylene

Terephthalate) possui espessura entre 200 e 350 m e, alm da funo de proteo da

camada do fsforo contra agentes externos, serve tambm para manter uma planificao

do filme e apresentar flexibilidade. O suporte pode ter laminas pretas na sua parte

posterior de modo a providenciar assim absoro de luz que entrariam de forma

indesejada.

Alm das caractersticas mencionadas acima, todas as camadas devem manter

suas propriedades fsicas inalteradas por temperatura, umidade, raios X, luz do laser,

alm de apresentar flexibilidade e resistncia mecnica.

2.4.2FUNCIONAMENTO DAS PLACAS DE FSFORO

Apesar de muitos elementos apresentarem como caracterstica a emisso de

luminescncia fotoestimulada (PSL), a maioria dos fsforos utilizados na radiografia

computadorizada fazem parte de uma classe de haletos de alcalinos terrosos dopados

com eurpio, entre os quais se destaca o flor brometo de brio dopado com eurpio

bivalente (BaFBr:Eu2+). Este elemento possui uma resposta de luminescncia

fotoestimulada altamente linear quando exposto a energia dos raios X. Alm disso,

possui uma resposta muito rpida com um tempo de vida muito curto, possibilitando a

sua utilizao em sistema de escaneamento de alta velocidade. Possivelmente, so

usados outros tipos de fsforos, como o flor bromo iodeto de brio (BaFBr/I:Eu2+),

mas nenhum com tanta freqncia como o BaFBr:Eu+2.

Pode ser dito que o fsforo utilizado em radiografia computadorizada deve ter

no mnimo dois centros de armazenagem de energia proveniente de radiao, um para


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os eltrons que so liberados quando interagem com os ftons de raios X e outro que

so os centros de armazenamento de buracos, chamados de ativadores, que no caso dos

fsforos de haleto de brio flor so os ons de eurpio (Eu2+). Alm disso, os

ativadores devem ser capazes de capturar os eltrons liberados no processo de excitao

tica (segundo estmulo).

Quando o fsforo exposto radiao ionizante, pares eltron-buraco so

criados na rede cristalina. A quantidade de pares proporcional energia de radiao

absorvida.Estes podem se recombinar imediatamente a partir do estado excitado do on

Eu2+ou criar estados quase estveis (F centros). Os F centros e seus correspondentes

buracos armazenam a energia absorvida da radiao ionizante e quando irradiado pelo

laser, com comprimento de onda adequado, no processo de leitura da placa de fsforo,os F centros absorvem ftons do laser, elevando os eltrons a um estado excitado. A

partir desse estado este pode receber energia trmica atingindo a banda de conduo.

Uma vez na banda de conduo, o eltron est disponvel para recombinar com os

buracos capturados pelos ons Eu2+ e emitir luz correspondente a essa transio

(OLIVEIRA, 2010).

Sabe-se que nos cristais de haletos, os F centros so criados quando irradiados

com raios X. Nos cristais de BaFBr:Eu+2dois tipos de F centros so obtidos: um devido

ao flor e outro devido ao bromo. Ambos os centros so criados pelo mesmo processo,

contudo, somente os formados com bromo contribuem significativamente para o

processo de fotoestimulao.

Na Figura 2.19 pode ser visto o espectro tpico de fotoestmulo. A linha

vermelha corresponde ao F centro baseado no bromo. A linha preta contnua o

espectro total e a linha azul a diferena entre elas. Assim visto que o fotoestmulo

devido basicamente aos F centros do bromo (F (Br -)) (OLIVEIRA, 2010).


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Figura 2.19 Espectro de fotoestmulo do BaFBr:Eu2+(OLIVEIRA, 2010).

2.4.3EFICINCIA DE ABSORO DE RAIOS XNA PLACA DE FSFORO

A eficincia de absoro dos ftons de raios X pode influenciar no rudo de

quanta (X-ray Quanta Noise). Neste tpico ser analisado a curva de eficincia de

absoro do fsforo fotoestimulvel em funo da energia dos ftons raios X.

Na Figura 2.20, pode ser visto o grfico que mostra a variao da absoro em

funo da energia dos ftons incidentes, para dois tipos de fsforo diferentes e a

variao da absoro dos ftons em funo da densidade superficial para o BaFBr com

densidades diferentes (SEIBERT, 1999).

Figura 2.20 Grfico de absoro em funo da energia do raios X (SEIBERT, 1999).


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Observa-se que os fsforos representados no grfico, apresentam uma alta

eficincia de absoro para ftons de baixas energias, aproximadamente 10 keV,

indicando que uma imagem radiogrfica pode perder qualidade (presena de rudo)

devido radiao ionizante ambiental. Aps um perodo de tempo sem usar a placa de

fsforo, aconselhado que este seja apagado antes do prximo uso, eliminando assim

a influncia dessas radiaes. Outro aspecto importante com relao eficincia para

ftons de energias baixas o uso de filtros no momento de uma exposio, eliminando

o efeito de espalhamento de radiao.

Observa-se tambm, que o fsforo de BaFBr:Eu apresenta uma eficincia

melhor comparada com o Gd2O2S:Tb (cran de terra rara), que foi uma das condies

impostas durante a pesquisa do fsforo ideal (encontrar um fsforo fotoestimulvel comeficincia igual ou superior aos crans existentes). Segundo a curva de eficincia

apresentada acima, o fsforo usado na placa de fsforo apresenta um pico prximo a 40

keV, esse pico devido linha k do brio (37 keV).

Outro aspecto importante com relao densidade superficial (/, onde:

representa o coeficiente de absoro do material e a densidade do material).

observado que para o mesmo fsforo, porm com densidades diferentes, existe uma

variao na eficincia de absoro. O fsforo que tem uma densidade superficial maior

(100 mg/cm2) apresenta uma eficincia maior do que o fsforo com uma densidade

superficial menor (50 mg/cm2). Dessa forma, visto que a eficincia do fsforo pode

ser aumentada com o aumento da densidade superficial (espessura do filme). Porm,

como foi mencionado anteriormente, o aumento da camada do fsforo resulta na

diminuio da resoluo. Novas tecnologias tm estudado tcnicas de aumentar a

densidade superficial sem aumentar a espessura do filme (SEIBERT, 1999).

2.4.4CURVA DE SENSIBILIDADE

A Figura 2.21 mostra a curva de resposta para um receptor tpico de fsforo

fotoestimulvel comparado com um filme de ISO 400 usando um cran de terra rara.

Pode observar-se as principais caractersticas das placas de fsforo, como a linearidade

entre a dose e a intensidade de luminescncia, a ampla resposta variao de exposio

e a alta sensibilidade radiao.


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Figura 2.21 Comparao da curva de sensibilidade entre o filme convencional e aplaca de fsforo (DURR, 2011).

Para sistemas filme-cran, que servem tanto como meio de aquisio de imagem

como tambm para a visualizao, necessrio sintonizar o contraste do filme com a

velocidade radiogrfica a faixa de exposio, para adquirir uma imagem com contraste

timo e o mnimo de rudo. J com placa de fsforo isso no necessrio, devido ao

fato da aquisio e a visualizao da imagem serem eventos que ocorremseparadamente. Ento, compensaes para sub e sobre exposio so possveis por meio

de algoritmos aplicados aos dados digitais.

Devido a alta sensibilidade das placas de fsforo, aproximadamente 100 vezes

mais sensvel do que os filmes radiogrficos convencionais, elimina-se o longo tempo

de exposio, sendo capaz de detectar radiao onde filmes radiogrficos convencionais

no seriam.

2.4.5PROCESSO DE AQUISIO DA IMAGEM

2.4.5.1 Leitor da Radiografia Computadorizada

Os equipamentos para leitura das placas de fsforos utilizados na radiografia

computadorizada (RC) so dispositivos eletromecnicos que incorporam todas asfunes necessrias para a extrao da imagem latente e reconstruo/exibio da


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radiografia final. Em termos de recursos e design, existe certa variao de fabricante

para fabricante, mas todos os leitores realizam as seguintes funes bsicas: ao

alimentar o sistema com a placa de fsforo, o mesmo permanece em velocidade

constante durante todo o processo, e ao passar pelo feixe de laser estimulador ocorre

todo um processo de luminescncia fotoestimulada, ponto a ponto da placa, e aps

coletado por um filtro que faz a separao fotoestimulada contra o espectro da

luminescncia. Em seguida, um fotomultiplicador/detector amplifica o sinal. O sinal

analgico convertido em digital e o computador armazena a matriz em um bufferde

imagem para as operaes subseqentes, como exibio, insero de anotaes, anlise,

medio, armazenamento etc. Muitas vezes, depois da estao de leitura, h ainda a

etapa do apagamento, realizada pela ao de uma luz fluorescente brilhante [9]. A

Figura 2.22 mostra um diagrama funcional de um sistema tpico.

Figura 2.22 Sistema da imagem de fsforo de armazenamento (OLIVEIRA, 2010).

As funes de leitura so bem comuns na maioria dos leitores da RC. O que

realmente as diferencia o programa especializado para recursos personalizados e

funcionalidade. Dentro do espao de trabalho digital, o potencial do computador

permitir o aprimoramento da imagem com tarefas como a correo do efeito de

magnificao geomtrica, inerente tcnica de exposio tangencial e a realizao de

trabalho simples de estimativas de espessura de parede.


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2.5 RADIOGRAFIA DIRETA

Utilizando as mesmas propriedades de deteco da radiao com materiais

slidos do tipo semicondutores, surgiram ento, estudos e equipamentos para fazer essa

converso analgico-digital de modo direto com maior eficincia. O detector direto

(DD) considerado uma potencial soluo para ser utilizado em radiografia digital na

rea industrial.

As Matrizes de Detector Digital (DDA) tambm conhecidas como Flat Panel,

essencialmente uma estrutura com uma grande rea plana formada por detectores com

circuitos integrados, capazes de capturar uma imagem por raios X e convert-la para

uma exibio no formato digital, sem a necessidade de algum tipo de manipulao defilmes. Esta matriz de detector possui milhes de pixels, e cada um desses atuam como

um detector individual, utilizando um tipo de converso especifica para cada material

detector, como mostrado esquematicamente na Figura 2.23. Cada pixel converte a

intensidade da radiao incidente para uma quantidade de carga proporcional mesma.

Esta carga gera um sinal que responsvel por um valor, com dependncia do nmero

de bits, utilizado na escala de cinza e definida pelo sistema de imagens na estao de

trabalho.

H basicamente dois tipos de converso feitos pelo detector direto. O detector

direto com converso direta que utiliza um fotocondutor de selnio-amorfo (a-Se) e o

detector direto com converso indireta, que utiliza fotodiodo de silcio-amorfo (a-Si)

com um cintilador acoplado a ele que pode ser de diversos materiais, sendo o Iodeto de

Csio (CsI) e o Oxisulfito de Gadolnio (Gd2O2S) os mais comuns (KINNO et al.,

1998).


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Figura 2.23 Configurao do mtodo de converso direto e indireto (ASAHIRA,2001).

2.5.1DETECTOR DIRETO COM CONVERSO DIRETA

Na converso direta, um fotocondutor de selnio amorfo (a-Se) usado como

elemento absorvedor da radiao incidente e logo converte esta radiao em uma carga

coletada e armazenada em um capacitor. Ao ser ativado o transistor de pelcula fina

(TFT) do pixel, libera a carga coletada pela linha de varredura da matriz convertendo-a

em um sinal digital. O material fotocondutor possui um nmero atmico elevado, e com

suas caractersticas na interao com a radiao, ele no necessita de um cintilador para

fazer a converso da radiao em luz visvel. O detector com converso direta possui

uma espessura menor que o detector de converso indireta e permiti trabalhar com

mdias e altas energias.

No material fotocondutor dos pixels, os pares eltrons-buracos (EHPs) sogerados e espalhados sob a ao de um campo eletromagntico aplicado entre o eletrodo

de entrada e o eletrodo do pixel (Eletrodo Coletor de Carga). Cada pixel tem capacidade

de receber e armazenar cargas geradas pela radiao X no fotocondutor. A Figura 2.24

mostra a seo transversal de um detector plano com dois pixels vizinhos, chamado

Pixel 1 e Pixel 2. Uma radiao de intensidade X1incidente em um pixel, gerando uma

carga Q1 no fotocondutor, que armazenado no capacitor C1 do pixel. Quando o

transistor (TFT) da porta do pixel ativado, a carga Q1 lida e constitui a imagem


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daquele pixel de acordo com a variao da escala de cinza (nmero de bits do sistema)

que proporcional a intensidade do campo da radiao incidente (KASAP et al., 2006).

Figura 2.24 Diagrama esquemtico simplificado da estrutura transversal de pixels de

uma converso direta com sensor de raios X (KASAP et al., 2006).

A converso direta em detectores tem sido extensivamente analisada por

diversos autores. A tecnologia TFT (Thin Film Transistor) empregada para fabricao

de dispositivos com mais de dois milhes de elementos detectores e neste componente

cada elemento detector inclui um capacitor e um TFT. O TFT um comutador de

transistor de pelcula fina, que ativado quando uma voltagem aplicada a porta logo

aps a unidade conversora ser exposta aos raios X. Ao ser ativado pelo endereo do

sinal a partir da unidade processadora de alta velocidade, essa carga acumulada lida e

direcionada para fora do capacitor como um sinal eltrico. A unidade de transferncia

de imagem digital designada para compensar caractersticas inerentes do sinal digital e

para transmitir imagens seqencialmente para a estao de trabalho (KASAP et al.,

2006).

2.5.2 DETECTOR DIRETO COM CONVERSO INDIRETA

O sucesso dessa tecnologia de converso indireta est no fato do Silcio Amorfo

(a-Si) e o cintilador serem tecnologias bem entendidas. Neste trabalho utilizamos o

detector de converso indireta e definiremos com maior clareza seu funcionamento.


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2.5.2.1 Princpio de Operao

Na converso indireta para aquisio de imagem, um fotodiodo acoplado a

cada pixel e toda a matriz coberta por um material cintilador, onde a interao da

radiao X com este cintilador produz ftons luz visvel com alta eficincia. Essesftons de luz se chocam em um dispositivo de fotodiodo no qual os convertem em

eltrons que podem ativar os pixels da camada de Silcio amorfo (a-Si). Esta carga

produzida pelo fotodiodo armazenada em um capacitor e liberada aps a ativao do

pixel pelo TFT. Ao ser ativado pelo endereo do sinal a partir da unidade processadora

de alta velocidade, essa carga acumulada lida e direcionada para fora do capacitor

como um sinal eltrico (KIM et al., 2003).

Na

radiologia industrial - monografia

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