Influˆ encia do sulfato ferroso amoniacal

Para a finalidade desejada, isto ´e, a utiliza¸c˜ao do dos´ımetro tipo FXG na irradi- a¸c˜ao de sangue, um dos principais parˆametros que devem ser alterados na receita ´e a sua faixa de linearidade de resposta, a qual usualmente estende-se de 0 at´e ≈ 40 Gy para o 60Co. Aumentos na [FeSO4] n˜ao apresentaram mudan¸cas no que tange

ao intervalo de linearidade do dos´ımetro, Figura 3.4(a). De fato, os limites superi- ores de resposta em dose absorvida inferidos pelos dos´ımetros testados (satura¸c˜ao) n˜ao foram maiores do que os 39 Gy apresentado pelo FXG original. Como visto na figura citada, o FeSO4 n˜ao proporcionou melhorias observ´aveis nesse quesito ao ter

sua concentra¸c˜ao aumentada na solu¸c˜ao. Isso ´e decorrente do fato de que a con- centra¸c˜ao utilizada no FXG j´a apresentar concentra¸c˜ao suficiente de ´ıons ferrosos

(a) (b)

(c)

Figura 3.3. (a) Resposta da dose absorvida inferida versus dose absorvida nominal para o FXG com e sem borbulhamento. Em (b), sensibilidade para os dois tipos de dos´ımetros. (c) Res´ıduos dos ajustes lineares das curvas respostas para o FXG com (hachurado) e sem (pontilhado) borbulhamento.

(Fe+2) para serem ionizados no intervalo de doses absorvidas estudado. Os valores de G(F e+3) para o FXG em um campo irradiado por 60Co, embora distinto para cada receita devido aos componentes utilizados, pode variar de 1,61 × 10-6 mol/J ( [129, 204])3 at´e 1,68 × 10-6 mol/J [124]. Adotando-se a m´edia entre esses valores, temos que para cada 3 Gy, isto ´e, para cada 3 J/kg, aproximadamente 5,0 × 10-6

3_{Na segunda referˆencia, o valor-G deve ser multiplicado por 1,037 × 10}-7 _{para se obter o}

mol de Fe+2 ser´a oxidado por quilograma de FXG. Como em 100 ml, h´a 6,3 × 10-5 mol de Fe+2 e 105,4 g de dos´ımetro, isso implica em ≈ 6,0 × 10-4mol de Fe+2 por kg de dos´ımetro que pode ser oxidado em Fe+3. Dessa forma, para cada irradia¸c˜ao de 3 Gy, seriam poss´ıveis at´e 6,0 × 10-4/5,0 × 10-6= 120 irradia¸c˜oes de 3 Gy (≈ 350 Gy). Dessa maneira, uma vez que ´e sabido que a rea¸c˜ao XO -Fe+3 ocorre na propor¸c˜ao de 1:1 [228], o n´umero de irradia¸c˜oes acima ficaria limitado pela concentra¸c˜ao de Xilenol4. Essa an´alise conduz, ent˜ao, `a apresenta¸c˜ao dos estudos relacionados ao indicador Xilenol, que pode ser um dos fatores limitantes para a faixa de linearidade de resposta. Portanto, a abordagem para aumentar a faixa de trabalho do FXG n˜ao teve como rumo aumentos na concentra¸c˜ao de sulfato ferroso amoniacal.

A sensibilidade do FXG est´a intimamente relacionada ao G(F e+3), podendo che- gar at´e a uma ordem de grandeza maior que a do Fricke padr˜ao, dependendo dos componentes utilizados [153]. Esse tipo de efeito acaba por ser de interesse pr´a- tico, pois permite distinguir com o FXG doses absorvidas mais pr´oximas, contudo promove limita¸c˜oes no quesito aquisi¸c˜ao do sinal quando t´ecnicas ´opticas s˜ao em- pregadas (aumento nos n´ıveis de absorbˆancia). Assim, a sensibilidade para cada [FeSO4] tamb´em foi averiguada e, como observado na Figura 3.4(b), nenhuma va-

ria¸c˜ao na sensibilidade pode ser atribu´ıda `a varia¸c˜ao da [FeSO4], excetuando-se para

a concentra¸c˜ao mais baixa. Novamente, isso conduz `a ideia de que a [FeSO4] j´a

encontra-se elevada o suficiente para a sua oxida¸c˜ao nesta faixa de doses absorvidas. Apesar da concentra¸c˜ao de sulfato ferroso n˜ao afetar significativamente a sen- sibilidade do FXG, a estabilidade do dos´ımetro ´e fortemente influenciada tanto no per´ıodo pr´e- quanto p´os-irradia¸c˜ao. A concentra¸c˜ao de sulfato ferroso e o desvane- cimento temporal dos dos´ımetros s˜ao grandezas diretamente proporcionais, Figura 3.4(c). Em um per´ıodo de 4 h, a leitura foi reduzida em at´e 16 % para o dos´ımetro com maior concentra¸c˜ao de FeSO4, frente `a apenas 2 % do FXG original. Conforme

constatado, `a medida que se aumenta a concentra¸c˜ao de ´ıons Fe+2 na solu¸c˜ao, tanto a oxida¸c˜ao natural quanto o desvanecimento tendem a ser acelerados. De fato, a oxida¸c˜ao natural ´e proporcional ao quadrado da concentra¸c˜ao de ´ıons ferrosos [231] e n˜ao pode ser evitada devido ao oxigˆenio dissolvido na ´agua que invariavelmente

4_{Na verdade, os valores de absorbˆancia para amostras irradiadas com tais doses seriam impra-}

(a) (b)

(c) (d)

Figura 3.4. Caracteriza¸c˜ao do dos´ımetro FXG original para diferentes concentra¸c˜oes de FeSO4 em termos de (a) linearidade, (b) sensibilidade, (c) desvanecimento do sinal ap´os

a irradia¸c˜ao e (d) absorbˆancia inicial.

constitui o dos´ımetro. A temperatura de armazenamento tamb´em acaba sendo um parˆametro importante nesse ponto; quanto menor a temperatura, menor ´e a varia¸c˜ao da absorbˆancia em fun¸c˜ao do tempo [146, 232], o que implica em maior exatid˜ao ao se inferir a dose absorvida. Fora isso, o sulfato ferroso apresenta um determinado n´ıvel de pureza (≤ 0,02 %), o qual indica a quantidade de ´ıons f´erricos naturalmente presentes. Assim, ao aumentar a [FeSO4], a concentra¸c˜ao de ´ıons Fe+3 na solu¸c˜ao

tornou-se maior devido `a presen¸ca desses ´ıons no componente (pureza). Com isso, tanto o desvanecimento do sinal, Figura 3.4(c), quanto o valor da sua absorbˆancia

inicial, isto ´e, aquela do dos´ımetro n˜ao irradiado, Figura 3.4(d), aumentaram com a concentra¸c˜ao de sulfato ferroso amoniacal. O padr˜ao linear existente entre a [FeSO4]

e a absorbˆancia inicial revela que o aumento da quantidade de FeSO4 na solu¸c˜ao n˜ao

ocasionou nenhuma altera¸c˜ao qu´ımica significativa em rela¸c˜ao `aquele do FXG origi- nal. Em outras palavras, isso indica que os ´ıons ferrosos, Fe+2, encontram-se ligados da mesma maneira que no FXG, de modo que a absorbˆancia aumenta simplesmente devido ao aumento da concentra¸c˜ao de ´ıons f´erricos, Fe+3, conforme prevˆe a Lei de Lambert-Beer, equa¸c˜ao (2.2). Como visto nos resultados da Figura 3.4, a adequa- ¸c˜ao do dos´ımetro FXG n˜ao considerar´a aumentos na concentra¸c˜ao de FeSO4, mas

sim, redu¸c˜oes.