Assessment of genotoxicity in oral epithelial cells of health professionals occupationally exposed to ionizing radiations

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.

Ionizing radiations; their production, effects, and utilization, with special reference to food and packaging technology.

Mode of access: Internet.

Ions, electrons, and ionizing radiations,

Mode of access: Internet.

Hybrid lead-halide perovskites as novel materials for thin film direct and flexible ionizing radiation detectors

Ionizing radiations are important tools employed every day in the modern society. For example, in medicine they are routinely used for diagnostic and therapy. The large variety of applications leads to the need of novel, more efficient, low-cost ionizing radiation detectors with new functionalities. Personal dosimetry would benefit from wearable detectors able to conform to the body surfaces. Traditional semiconductors used for ionizing radiation direct detectors offer high performance but they are intrinsically stiff, brittle and require high voltages to operate. Hybrid lead-halide perovskites emerged recently as a novel class of materials for ionizing radiation detection. They combine high absorption coefficient, solution processability and high charge transport capability, enabling efficient and low-cost detection. The deposition from solution allows the fabrication of thin-film flexible devices. In this thesis, I studied the detection properties of different types of hybrid perovskites, deposited from solution in thin-film form, and tested under X-rays, gamma-rays and protons beams. I developed the first ultraflexible X-ray detector with exceptional conformability. The effect of coupling organic layers with perovskites was studied at the nanoscale giving a direct demonstration of trap passivation effect at the grain boundaries. Different perovskite formulations were deposited and tested to improve the film stability. I report about the longest aging studies on perovskite X-ray detectors showing that the addition of starch in the precursors’ solution can improve the stability in time with only a 7% decrease in sensitivity after 630 days of storage in ambient conditions. 2D perovskites were also explored as direct detector for X-rays and gamma-rays. Detection of 511 keV photons by a thin-film device is here demonstrated and was validated for monitoring a radiotracer injection. At last, a new approach has been used: a 2D/3Dmixed perovskite thin-film demonstrated to reliably detect 5 MeV protons, envisioning wearable dose monitoring during proton/hadron therapy treatments.

Implementação de um Array de detetores de radiação ionizante

Atualmente, as radiações ionizantes desempenham um papel fundamental nas áreas de diagnóstico e terapia, estando omnipresentes em ambientes hospitalares. Contudo, devido aos efeitos biológicos adversos da radiação, torna-se essencial a protecção dos profissionais de saúde e pacientes. Consequentemente, um array de detetores capazes de produzir um sinal acústico, aquando da presença de radiação ionizante excedendo determinados valores limite e transmissão via wireless das leituras para um sistema central _e de grande interesse prático. Nesta dissertação, foi implementado um sistema capaz de alimentar um array de sensores de radiação para monitorização de diferentes espaços e transmissão das leituras efetuadas via wireless. A aquisição de dados foi realizada, recorrendo à utilização de um conversor analógico-digital. Vários testes de validação foram realizados, através de vários passos para alcançar a concretização do sistema final, nomeadamente testes relativos ao circuito de detecção, módulos de comunicação wireless, bem como o uso de diferentes ambientes de desenvolvimento integrados (IDE). Os resultados destes testes mostram a visualização e gravação adequadas dos dados relativos aos níveis de radiação, bem como a transmissão de dados de forma viável, permitindo a monitorização de espaços sujeitos à presença de radiação ionizante. Desta forma, um array de contadores Geiger-Müller, ligados a módulos wireless XBee open-source e uma placa Arduino, possibilitou a implementação de um sistema viável e de baixo custo para monitorização de radiação ionizante e registar esses mesmos dados para posterior análise.