X-ray beams are widely applied to diagnosis and treatment, since their properties related to the interaction with the tissues in the body are desirable to imaging and radiation therapy. For both applications, the dose assessment is of great importance, in order to achieve the best efficiency in the imaging/therapy avoiding the undesirable effects of the exposition to high doses. A lot of dosimeters have been developed to attend this requirement. In this context, the nanoparticle-based dosimeters are a good alternative to dose assessment, since they present advantages as tissue equivalence and simple instrumentation requirements. The main idea of a nanoparticle-based dosimeter is to synthesize the nanoparticle upon the irradiation, in order to correlate the dose with the absorbance band intensity of the nanoparticles, due to the LSPR phenomena. In this thesis, some dosimeters based on the radiolytic synthesis of silver and gold nanoparticles were developed, in order to measure the low doses involved in the radiation imaging and therapy with x-rays. The synthesis was carried out by different methods combining a chemical reduction with an irradiation procedure in order to successfully form the nanoparticles and correlate their concentration to the absorbed dose. The silver nanoparticles generated a multimodal dosimeter based on microfluidic synthesis of AgNP, that allows the detection of the dose by UV-vis and fluorescence spectroscopies, with sensitivities of 9.2 10-3 and 3.4 a.u./Gy for doses up to 0.75 Gy, which are remarkable results compared to the literature. Besides that, this technique provides some insights about the nanoparticles formation, including the control of the nucleation and growth processes. The dosimeter based on gold nanoparticles (AuNP) was found to be effective to assess doses up to 10 Gy. The study of the chemical and radiolytic parameters of the synthesis confirmed the generation of seeds by templating, with a further growth related to the irradiation, leading to a dosimeter with sensitivity of 0.07 a.u./Gy. The analysis of the UV-vis signal for different energies spotlighted that, at higher doses, the nucleation and formation of more nanoparticles is favored over the growth. Moreover, the size distribution was found to be an alternative way to analyze the dose, but its influence is limited to higher energies, in the order of 160 kVp beam quality.

Feixes de raios-X são largamente aplicados em diagnóstico e tratamento, uma vez que suas propriedades relacionadas à interação com tecidos no corpo são desejáveis para imagens e radioterapia. Nos dois casos, a medida da dose é de grande importância para chegar à melhor eficiência na aplicação, evitando efeitos indesejáveis decorrentes da exposição a altas doses. Vários dosímetros têm sido desenvolvidos para atender a esse requisito. Nesse contexto, dosímetros baseados em nanopartículas são uma boa alternativa para a medida de dose, uma vez que apresentam vantagens como equivalência a tecidos biológicos e instrumentação simples. A ideia básica de um dosímetro baseado em nanopartículas é sintetizá-las através da irradiação, para possibilitar a correlação entre a dose e a intensidade da banda de absorção das nanopartículas, gerada pelo fenômeno de LSPR. Nessa dissertação, alguns dosímetros baseados na síntese radiolítica de nanopartículas de prata e ouro foram desenvolvidos, para possibilitar a medida de baixas doses envolvidas em radioterapia e imagens de raios-X. A síntese foi realizada por differentes métodos combinando uma reação química com a irradiação, para formar as nanopartículas e correlacionar sua concentração com a dose absorvida. As nanopartículas de prata produziram um dosímetro multimodal baseado na síntese microfluídica de AgNP, o que permitiu a detecção da dose por meio de spectroscopia UV-visível e de fluorescência, com sensibilidades de 9.2 10-3 e 3.4 a.u./Gy para doses de até 0.75 Gy, constituindo resultados excepcionais comparados à literatura. Além disso, essa técnica permitiu estudos sobre a formação das nanopartículas, incluindo o controle dos processos de nucleação e crescimento. O dosímetro baseado em nanopartículas de ouro (AuNP) foi efetivo para detecção de doses até 10 Gy. O estudo da influência dos parâmetros químicos e radiolíticos da síntese confirmou a geração de sementes por templating, com o subsequente crescimento sendo relacionado à irradiação, produzindo assim um dosímetro com sensitividade 0.07 a.u./Gy. A análise do sinal de UV-vis para diferentes energias mostro uque, para doses mais altas, a nucleação e formação de novas nanopartículas é favorecida em relação ao crescimento das já existentes. Além disso, a distribuição de tamanho se mostrou uma forma alternativa de medir a dose, mesmo que sua influência seja restrita a feixes de altas energias.