I N I S - B R - - 3 9 6 2
INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
Autarquia associada à Universidade de São Paulo
MÉTODOS DE CALIBRAÇÃO E DE INTERCOMPARAÇÃO DE CALIBRADORES
DE DOSE UTILIZADOS EM SERVIÇOS DE MEDICINA NUCLEAR
ALESSANDRO MARTINS DA COSTA
Dissertação apresentada como parte
dos requisitos para obtenção do Grau
de Mestre em Ciências na Área de
Tecnologia Nuclear-Aplicações.
Orientadora:
Dr
aLinda V. E. Caldas
SÃO PAULO
^ Í J ± J ^
1999
D a n s l a N a t u r e , r i e n n e m a r c h e t o u t e s e u l , s a u f , e m a p p a r e n c e , l e r a d i u m e t l e s s u b s t a n c e s r a d i o a c t i v e s
AGRADECIMENTOS
G o s t a r i a d e e x p r e s s a r o s m e u s a g r a d e c i m e n t o s a m i n h a o r i e n t a d o r a , D r .a L i n d a V. E . C a l d a s , p e l a a t e n ç ã o c o m q u e s e d i s p ô s , n o m e i o d e s u a s p e s a d a s o c u p a ç õ e s , a e x a m i n a r c u i d a d o s a m e n t e o s d i f e r e n t e s a s p e c t o s d o d e s e n v o l v i m e n -t o d e s -t e -t r a b a l h o . E x p r e s s o t a m b é m o s m e u s s i n c e r o s a g r a d e c i m e n t o s : A o S r . C l a u d i n e i T . C e s c o n , a o S r . G e l s o n R d o s S a n t o s e a o E n g . V í t o r V i v o l o , p e l o s r e p a r o s e a j u s t e s e l e t r ô n i c o s e f e t u a d o s n o i n s t r u m e n t o u t i l i z a d o n e s t e t r a b a l h o ; A o S r . E n o c l e s M . d e O l i v e i r a , a o S r . L u í s A l b e r t o P . D i a s e a o M S c . J a i r M e n g a t t i , d o C e n t r o d e R a d i o f a r m á c i a d o I P E N , p e l o g e n t i l f o r n e c i m e n t o d a s a m o s t r a s d e r a d i o n u c l í d e o s ; À D ra M a r i n a F . K o s k i n a s , a o D re M a u r o S . D i a s e à S ra E l i a n e P o c o b i , d o L a b o r a t ó r i o d e R a d i o n u c l í d e o s d o I P E N , p e l a p a d r o n i z a ç ã o d a s a m o s t r a s ; A o S r . H a r o l d o T. G a s i g l i a , a o D rf l V a l d i r S c i a n i e à D ra N i l d a P . S . d e P e -r e i -r a , d o I P E N , e à D -ra M a r i a I n ê s C . C . G u i m a r ã e s , d o C e n t r o d e M e d i c i n a N u c l e a r d a U n i v e r s i d a d e d e S ã o P a u l o , p e l a s c o n t r i b u i ç õ e s à p e s q u i s a ; A o s S e r v i ç o s d e M e d i c i n a N u c l e a r d a c i d a d e d e S ã o P a u l o ; À C A P E S , C o o r d e n a ç ã o d e A p e r f e i ç o a m e n t o d e P e s s o a l d e N í v e l S u p e -r i o -r , p e l o s u p o -r t e f i n a n c e i -r o ; A o I P E N , I n s t i t u t o d e P e s q u i s a s E n e r g é t i c a s e N u c l e a r e s , p e l a i n f r a e s -t r u -t u r a o f e r e c i d a p a r a r e a l i z a ç ã o d e s -t e -t r a b a l h o ; A o s a m i g o s i n v i s í v e i s d a l i s t a d e d i s c u s s ã o b r a s i l e i r a d e u s u á r i o s d e T[=X e IÍTeX, c h a m a d a T ^ X - B R , p e l a a j u d a c o m o p r o g r a m a d e c o m p u t a d o r I5Te_X, u s a d o n a e d i ç ã o d e s t e t e x t o ; A t o d o s q u e d e u m a f o r m a o u d e o u t r a c o l a b o r a r a m c o m o t r a b a l h o .RESUMO
O s c a l i b r a d o r e s d e d o s e s ã o u t i l i z a d o s n a m a i o r i a d o s S e r v i ç o s d e M e d i -c i n a N u -c l e a r p a r a d e t e r m i n a ç ã o d a q u a n t i d a d e d e r a d i o a t i v i d a d e a d m i n i s t r a d a a u m p a c i e n t e e m u m e x a m e e s p e c í f i c o o u e m u m p r o c e d i m e n t o t e r a p ê u t i c o . P o r t a n t o é d e v i t a l i m p o r t â n c i a q u e o e q u i p a m e n t o u t i l i z a d o e s t e j a e m p e r f e i t o f u n c i o n a m e n t o e s e j a r e g u l a r m e n t e c a l i b r a d o e m u m l a b o r a t ó r i o a d e q u a d o . I s t o s ó p o d e s e r a s -s e g u r a d o -s e p r o c e d i m e n t o -s a d e q u a d o -s d e g a r a n t i a d e q u a l i d a d e f o r e m -s e g u i d o -s . A l g u n s t e s t e s d e c o n t r o l e d e q u a l i d a d e d e v e m s e r r e a l i z a d o s d i a r i a m e n t e , o u t r o s s e m e s t r a l m e n t e o u a n u a l m e n t e , t e s t a n d o - s e , p o r e x e m p l o , a e x a t i d ã o e a p r e c i s ã o , a r e p r o d u t i b i l i d a d e e a l i n e a r i d a d e d e r e s p o s t a . N e s t e t r a b a l h o , u m c a l i b r a d o r d e d o s e c o m e r c i a l f o i c a l i b r a d o p a r a s o l u ç õ e s d e r a d i o n u c l í d e o s u t i l i z a d o s e m M e d i c i -n a N u c l e a r . T e s t e s s i m p l e s d o i -n s t r u m e -n t o , t a i s c o m o o t e s t e d e l i -n e a r i d a d e e d a v a r i a ç ã o d a r e s p o s t a c o m o v o l u m e d a f o n t e a u m a c o n c e n t r a ç ã o d e a t i v i d a d e c o n s -t a n -t e , f o r a m d e s c r i -t o s e r e a l i z a d o s . E s -t e i n s -t r u m e n -t o p o d e a g o r a s e r u -t i l i z a d o c o m o r e f e r ê n c i a p a r a c a l i b r a ç ã o d e o u t r o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e . T a m b é m foi p r o p o s t a u m a i n t e r c o m p a r a ç ã o , c o m o u m m é t o d o d e c o n t r o l e d e q u a l i d a d e d e c a l i b r a d o r e s d e d o s e .M É T O D O S D E C A U B R A Ç Ã O E DE I N T E R C O M P A R A Ç Ã O DE C A L I B R A D O R E S
D E D O S E UTILIZADOS EM S E R V I Ç O S DE MEDICINA N U C L E A R
C A L I B R A T I O N A N D INTERCOMPARISON M E T H O D S O F D O S E C A L I B R A T O R S
U S E D IN N U C L E A R MEDICINE FACILITIES
Alessandra Martins da Costa
ABSTRACT
D o s e c a l i b r a t o r s a r e u s e d i n m o s t o f t h e N u c l e a r M e d i c i n e f a c i l i t i e s t o d e t e r m i n e t h e a m o u n t o f r a d i o a c t i v i t y a d m i n i s t e r e d t o a p a t i e n t i n a p a r t i c u l a r i n v e s t i -g a t i o n o r t h e r a p e u t i c p r o c e d u r e . It i s t h e r e f o r e o f v i t a l i m p o r t a n c e t h a t t h e e q u i p m e n t u s e d p r e s e n t s g o o d p e r f o r m a n c e a n d i s r e g u l a r l y c a l i b r a t e d a t a a u t h o r i z e d l a b o r a -t o r y . T h i s o c c u r s if a d e q u a -t e q u a l i -t y a s s u r a n c e p r o c e d u r e s a r e c a r r i e d o u -t . S u c h q u a l i t y c o n t r o l t e s t s s h o u l d b e p e r f o r m e d d a i l y , o t h e r s e m e s t r a l l y o r y e a r l y , t e s t i n g , f o r e x a m p l e , i t s a c c u r a c y a n d p r e c i s i o n , t h e r e p r o d u c i b i l i t y a n d r e s p o n s e l i n e a r i t y . I n t h i s w o r k , a c o m m e r c i a l d o s e c a l i b r a t o r w a s c a l i b r a t e d w i t h s o l u t i o n s o f r a d i o n u c l i -d e s u s e -d i n N u c l e a r M e -d i c i n e . S i m p l e i n s t r u m e n t t e s t s , s u c h a s r e s p o n s e l i n e a r i t y a n d t h e r e s p o n s e v a r i a t i o n w i t h t h e s o u r c e v o l u m e i n c r e a s e a t a c o n s t a n t s o u r c e a c -t i v i -t y c o n c e n -t r a -t i o n , w e r e p e r f o r m e d . T h i s i n s -t r u m e n -t c a n n o w b e u s e d a s a w o r k i n g s t a n d a r d f o r c a l i b r a t i o n o f o t h e r d o s e c a l i b r a t o r s . A n i n t e r c o m p a r i s o n p r o c e d u r e w a s p r o p o s e d a s a m e t h o d o f q u a l i t y c o n t r o l o f d o s e c a l i b r a t o r s u s e d i n N u c l e a r M e d i c i n e f a c i l i t i e s .SUMÁRIO
Página
1 I N T R O D U Ç Ã O J 1
2 F U N D A M E N T O S T E Ó R I C O S 5
2 . 1 N a t u r e z a e o r i g e m d a r a d i a ç ã o 5 2 . 1 . 1 R a d i a ç ã o i o n i z a n t e 6 2 . 1 . 2 R a d i o a t i v i d a d e n a t u r a l e a r t i f i c i a l 6 2 . 1 . 3 A t i v i d a d e 7 2 . 1 . 4 T i p o s d e d e c a i m e n t o r a d i o a t i v o 8 2 . 1 . 5 I n t e r a ç ã o d e f ó t o n s c o m a m a t é r i a 1 0 2 . 2 M e d i c i n a N u c l e a r 1 1 2 . 2 . 1 P r o d u ç ã o d e r a d i o n u c l í d e o s 1 2 2 . 2 . 2 R a d i o f á r m a c o s 1 5 2 . 3 M e d i d a d e a t i v i d a d e 1 5 2 . 3 . 1 C â m a r a s d e i o n i z a ç ã o 1 7 2 . 3 . 2 C a l i b r a d o r e s d e d o s e 2 1 2 . 3 . 3 C a l i b r a ç ã o 2 2 2 . 3 . 4 E f e i t o s d a b l i n d a g e m 2 5 2 . 3 . 5 E f e i t o s d a v a r i a ç ã o d a s d i m e n s õ e s e d o m a t e r i a l d a s f o n t e s . . 2 6r.MiSSAG f J i t i C N / l r.t t M E H G i * t i ü C L f . \K\ 2 . 3 . 6 E f e i t o s d a v a r i a ç ã o d a p o s i ç ã o d a a m o s t r a 2 8 2 . 3 . 7 E f e i t o s d a s i m p u r e z a s r a d i o n u c l í d i c a s 2 8 2 . 3 . 8 I n c e r t e z a s 3 0 2 . 3 . 9 C o n t r o l e d e q u a l i d a d e 3 1 2 . 3 . 1 0 I n t e r c o m p a r a ç ã o 3 2
3 MATERIAIS E M É T O D O S 33
3 . 1 C a l i b r a d o r d e d o s e 3 3 3 . 1 . 1 D e s c r i ç ã o g e r a l 3 3 3 . 1 . 2 D e s c r i ç ã o e m b l o c o s 3 5 3 . 2 F o n t e s p a d r õ e s d e r e f e r ê n c i a 3 7 3 . 3 F o n t e s p a d r õ e s p a r a c a l i b r a ç ã o 3 84 R E S U L T A D O S 40
4 . 1 C a l i b r a ç ã o 4 0 4 . 2 C o n t r o l e d e q u a l i d a d e 4 1 4 . 2 . 1 T e s t e d e e x a t i d ã o e d e p r e c i s ã o 4 2 4 . 2 . 2 T e s t e d e l i n e a r i d a d e 4 3 4 . 2 . 3 T e s t e d e g e o m e t r i a 4 6 4 . 3 I n t e r c o m p a r a ç ã o 5 25 C O N C L U S Õ E S 63
Lista de Tabelas
2 . 1 R a d i o n u c l í d e o s p r i n c i p a i s u t i l i z a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r 1 3 3 . 1 C a r a c t e r í s t i c a s d a s f o n t e s p a d r õ e s d e r e f e r ê n c i a 3 8 3 . 2 C a r a c t e r í s t i c a s d a s f o n t e s p a d r õ e s p a r a c a l i b r a ç ã o 3 9 4 . 1 N ú m e r o s d e c a l i b r a ç ã o d o s i s t e m a d e r e f e r ê n c i a 4 0 4 . 2 T e s t e d e e x a t i d ã o d o s i s t e m a d e r e f e r ê n c i a 4 3 4 . 3 T e s t e d e p r e c i s ã o d o s i s t e m a d e r e f e r ê n c i a 4 4 4 . 4 F a t o r e s d e c o r r e ç ã o p a r a u m a s e r i n g a d e 1 m l 4 7 4 . 5 F a t o r e s d e c o r r e ç ã o p a r a u m a s e r i n g a d e 5 m l 4 9 4 . 6 F a t o r e s d e c o r r e ç ã o p a r a u m a s e r i n g a d e 1 0 m l 5 1 4 . 7 T i p o s d e c a l i b r a d o r e s d e d o s e d e S e r v i ç o s d e M e d i c i n a N u c l e a r . . . . 5 2 4 . 8 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e g e o m e t r i a 5 3 4 . 9 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e r e s p o s t a d a r a d i a ç ã o d e f u n d o 5 3 4 . 1 0 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e a j u s t e d e z e r o 5 4 4 . 1 1 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e e x a t i d ã o 5 4 4 . 1 2 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e p r e c i s ã o 5 4 4 . 1 3 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e r e p r o d u t i b i l i d a d e 5 5 4 . 1 4 F r e q ü ê n c i a d o t e s t e d e l i n e a r i d a d e 5 5 4 . 1 5 T e s t e d e e x a t i d ã o e m 5 c a l i b r a d o r e s d e d o s e d i f e r e n t e s 5 6Lista de Figuras
2 . 1 C a l i b r a d o r d e d o s e p a d r ã o s e c u n d á r i o d a S o u t h e r n S c i e n t i f i c L t d . , W e s t S u s s e x , I n g l a t e r r a 1 8 2 . 2 C a l i b r a d o r e s d e d o s e c o m e r c i a i s d a C a p i n t e c , P i t t s b u r g h , E U A 1 9 2 . 3 C u r v a d e s a t u r a ç ã o d e u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o t í p i c a 2 0 2 . 4 D i a g r a m a e m b l o c o s d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e 2 1 2 . 5 C u r v a d e e f i c i ê n c i a d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e c o m e r c i a l t í p i c o 2 4 3 . 1 D i a g r a m e m b l o c o s d o c a l i b r a d o r d e d o s e I E N - 1 3 0 0 1 3 6 3 . 2 G e o m e t r i a d a s f o n t e s p a d r õ e s d e r e f e r ê n c i a 3 8 4 . 1 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a d e r e f e r ê n c i a 4 5 4 . 2 T e s t e d e g e o m e t r i a c o m u m a s e r i n g a d e 1 m l 4 7 4 . 3 T e s t e d e g e o m e t r i a c o m u m a s e r i n g a d e 5 m l 4 8 4 . 4 T e s t e d e g e o m e t r i a c o m u m a s e r i n g a d e 1 0 m l 5 0 4 . 5 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a C ! 5 8 4 . 6 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a C2 5 9 4 . 7 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a C3 6 0 4 . 8 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a C4 6 1 4 . 9 T e s t e d e l i n e a r i d a d e d o s i s t e m a C5 6 21 INTRODUÇÃO
A M e d i c i n a N u c l e a r é u m a e s p e c i a l i d a d e m u l t i d i s c i p l i n a r q u e c o m b i n a F í s i c a , M a t e m á t i c a , Q u í m i c a , C o m p u t a ç ã o e M e d i c i n a n a u t i l i z a ç ã o d e p e q u e n a s q u a n t i d a d e s d e m a t e r i a i s r a d i o a t i v o s , o u r a d i o f á r m a c o s , p a r a d i a g n o s t i c a r e t r a t a r d o e n ç a s . A s p r i m e i r a s u t i l i z a ç õ e s m é d i c a s d a r a d i o a t i v i d a d e f o r a m p r i n c i p a l m e n -t e v o l -t a d a s p a r a -t r a -t a m e n -t o s . O p r i m e i r o r e g i s -t r o d e u -t i l i z a ç ã o m é d i c a d e u m a s u b s t â n c i a r a d i o a t i v a d a t a d e 1 9 0 1 q u a n d o o s f í s i c o s f r a n c e s e s H e n r i A l e x a n d r e D a n l o s e E u g e n e B l o c k c o l o c a r a m R á d i o e m c o n t a t o c o m u m a l e s ã o d e p e l e p r o v o -c a d a p o r t u b e r -c u l o s e .1 O d e s e n v o l v i m e n t o i n i c i a l d a M e d i c i n a N u c l e a r , p o r v o l t a d e 1 9 4 0 , e r a b a s e a d o n o u s o d o s r a d i o i s ó t o p o s d o l o d o . I n i c i a l m e n t e foi u t i l i z a d o o 1 3 0l n a s p e s q u i s a s d e p a c i e n t e s c o m p r o b l e m a s t i r e o i d e a n o s . E m s e g u i d a f o i o b t i d o a r -t i f i c i a l m e n -t e o 1 : 5 11 , q u e p a s s o u a s e r o r a d i o n u c l í d e o p r i n c i p a l n a s p e s q u i s a s e n o s t r a t a m e n t o s d e p a c i e n t e s c o m p r o b l e m a s d e t i r e ó i d e . O l o d o , c o m n ú m e r o a t ô m i c o d e 5 3 , é o e l e m e n t o m a i s p e s a d o n e c e s s á r i o p a r a o m e t a b o l i s m o h u m a n o . C o m o o c o r p o n ã o é c a p a z d e d i f e r e n c i a r u m i s ó t o p o n ã o r a d i o a t i v o d e u m r a d i o a t i v o , o s d o i s s ã o m e t a b o l i z a d o s d e m a n e i r a i d ê n t i c a . A s u b s t i t u i ç ã o d e u m r a d i o i s ó t o p o d e l o d o p o r u m n a t u r a l f o r n e c e u m a m a n e i r a i d ê n t i c a d e s e m o n i t o r a r a d i s t r i b u i ç ã o d e l o d o n o c o r p o e c o n s e q u e n t e m e n t e o m e t a b o l i s m o d o l o d o n a g l â n d u l a t i r e ó i d e , c o m o o b j e t i v o d e d i a g n o s t i c a r p o s s í v e i s d o e n ç a s . O s r a d i o f á r m a c o s s ã o c o n s t i t u í d o s p o r d o i s c o m p o n e n t e s p r i n c i p a i s : o r a d i o n u c l í d e o e o c o m p o s t o f a r m a c o l ó g i c o . E x c e t u a n d o - s e o 1 3 3X e , q u e é u m g á s , n ã o e x i s t e m e l e m e n t o s r a d i o a t i v o s p a r a u s o s d i a g n ó s t i c o s o u t e r a p ê u t i c o s s o b s u a f o r m a n a t u r a l . T o d o s o s m a t e r i a i s r a d i o a t i v o s u t i l i z a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r s ã op r o d u z i d o s a r t i f i c i a l m e n t e p o r i r r a d i a ç ã o d e u m e l e m e n t o a d e q u a d o n u m r e a t o r n u -c l e a r o u n u m a -c e l e r a d o r d e p a r t í -c u l a s -c o m o u m -c í -c l o t r o n . O m a t e r i a l d o a l v o d a m a i o r p a r t e d o s r a d i o n u c l í d e o s é u m i s ó t o p o e n r i q u e c i d o . C o m o p a r t e d o p r o c e s s o , a q u a n t i d a d e d e r a d i o a t i v i d a d e d o r a d i o f á r m a c o f i n a l é d e t e r m i n a d a n u m c u r i ô m e t r o , t a m b é m c h a m a d o d e c a l i b r a d o r d e d o s e .2 U m c a l i b r a d o r d e d o s e c o n s i s t e e s s e n c i a l m e n t e d e u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o d o t i p o p o ç o e d e u m e l e t r ô m e t r o c o m m o s t r a d o r d i g i t a l q u e p e r m i t e u m a l e i t u r a d i r e t a e m u n i d a d e s d e a t i v i d a d e ( m ú l t i p l o s d a u n i d a d e S I b e c q u e r e l o u s u b m ú l t i p l o s d a u n i d a d e a n t e r i o r m e n t e e m p r e g a d a , o c u r i e ) . O s s i s t e m a s q u e u t i l i z a m c â m a r a s d e i o n i z a ç ã o s ã o o s i n s t r u m e n t o s p r e -f e r i d o s p a r a m e d i r a a t i v i d a d e d e r a d i o n u c l í d e o s e m p r e g a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r , e m b o r a a l g u n s f a b r i c a n t e s t e n h a m i n t r o d u z i d o c a l i b r a d o r e s d e d o s e q u e n ã o u t i l i -z a m c â m a r a s d e i o n i -z a ç ã o e s i m o u t r o s d e t e c t o r e s , t a i s c o m o c i n t i l a d o r e s p l á s t i c o s e t u b o s G e i g e r M ü l l e r e m c o n f i g u r a ç ã o d e p o ç o . M u i t a s d a s i n f o r m a ç õ e s a p r e s e n -t a d a s n e s -t e -t r a b a l h o a p l i c a m - s e -t a m b é m a e s -t e s i n s -t r u m e n -t o s . U m a v e z q u e c a l i b r a d o r d e d o s e é u t i l i z a d o p a r a d e t e r m i n a r a a t i v i d a d e d o r a d i o n u c l í d e o a d m i n i s t r a d o a o p a c i e n t e n u m e x a m e e s p e c í f i c o o u n u m p r o c e -d i m e n t o t e r a p ê u t i c o , é -d e v i t a l i m p o r t â n c i a q u e e s t e j a e m p e r f e i t o f u n c i o n a m e n t o e s e j a r e g u l a r m e n t e c a l i b r a d o n u m c e n t r o d e c a l i b r a ç ã o c r e d e n c i a d o p e l a s a u t o r i -d a -d e s -d o P a í s . I s t o s ó p o -d e s e r a s s e g u r a -d o s e -d e t e r m i n a -d o s p r o c e -d i m e n t o s -d e g a r a n t i a d e q u a l i d a d e f o r e m s e g u i d o s . A l g u n s t e s t e s d e c o n t r o l e d e q u a l i d a d e d e -v e m s e r r e a l i z a d o s d i a r i a m e n t e , o u t r o s t r i m e s t r a l m e n t e e o u t r o s s e m e s t r a l m e n t e o u a n u a l m e n t e , t e s t a n d o - s e , p o r e x e m p l o , a e x a t i d ã o e a p r e c i s ã o , a r e p r o d u t i b i l i d a d e e a l i n e a r i d a d e d e r e s p o s t a .3 - 1 7 O L a b o r a t ó r i o d e C a l i b r a ç ã o d o I P E N r e a l i z a , h á m a i s d e 20 a n o s , a c a l i b r a ç ã o d e i n s t r u m e n t o s t a n t o a n í v e l d e R a d i o t e r a p i a c o m o P r o t e ç ã o R a d i o -l ó g i c a , p e r t e n c e n t e s a h o s p i t a i s , i n d ú s t r i a s , c -l í n i c a s e o u t r o s u s u á r i o s -l o c a -l i z a d o s
p r i n c i p a l m e n t e n o E s t a d o d e S ã o P a u l o e n a R e g i ã o S u l d o B r a s i l , u t i l i z a n d o s e s i s -t e m a s p a d r õ e s s e c u n d á r i o s e s e g u i n d o r e c o m e n d a ç õ e s i n -t e r n a c i o n a i s .1 8 - 2 0 D e s d e 1 9 8 0 v e m s e p a r t i c i p a n d o d a s i n t e r c o m p a r a ç õ e s a n u a i s d o s s i s t e m a s p a d r õ e s s e -c u n d á r i o s , o r g a n i z a d a s p e l o L a b o r a t ó r i o P a d r ã o S e -c u n d á r i o d o B r a s i l , I n s t i t u t o d e R a d i o p r o t e ç ã o e D o s i m e t r i a , C N E N , R i o d e J a n e i r o , c o m o p a r t e d o p r o g r a m a d e g a r a n t i a d e q u a l i d a d e d o L a b o r a t ó r i o d e C a l i b r a ç ã o . O l a b o r a t ó r i o v e m r e c e b e n d o h á u m c e r t o t e m p o s o l i c i t a ç õ e s c o m r e l a ç ã o à c a l i b r a ç ã o d o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e d a s c l í n i c a s d e M e d i c i n a N u c l e a r , s e r v i ç o e s t e a i n d a n ã o o f e r e c i d o n o B r a s i l . A n e c e s s i d a d e d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e v e r s á t i l , c o n f i á v e l , c o m a l t a e s -t a b i l i d a d e a c u r -t o e l o n g o p r a z o s e m e d i d a s s o b u m a l a r g a f a i x a d e a -t i v i d a d e e m u m S e r v i ç o d e M e d i c i n a N u c l e a r j á v e m s e n d o r e c o n h e c i d a h á m u i t o t e m p o .2 1 O s p r i m e i r o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e p a r a a p l i c a ç õ e s d e M e d i c i n a N u c l e a r f o r a m d e s c r i t o s e t e s t a d o s p o r S I N C L A I R & N E W B E R Y22 , B U L L E N2 3 e S I N C L A I R e t a l .2 4 E l e s a p r e s e n t a r a m f a t o r e s d e c a l i b r a ç ã o p a r a s o l u ç õ e s d e 1311 , 1 9 8A u , 59F e , , i 0C o e o u t r o s r a d i o n u c l í d e o s , e m u i t o s d e t a l h e s d o s i n s t r u m e n t o s u s a d o s n a q u e l e t e m p o , a s s i m c o m o r e f e r ê n c i a s c o n t e m p o r â n e a s . S ã o d e s c r i t o s t e s t e s s i m p l e s d o s i n s t r u m e n t o s t a i s c o m o t e s t e s d e l i n e a r i d a d e e g e o m e t r i a . M a i s d e t a l h e s s o b r e c a l i b r a d o r e s d e d o s e p o d e m s e r e n c o n t r a d o s e m D A L E e t a l .2 5 , W O O D S e t a l .2 6 e S A N K A R A N & G O K A R N .27 O s d e t a l h e s t é c n i c o s d o s i n s t r u m e n t o s s ã o d e s c r i t o s n o s m a n u a i s d o s f a b r i c a n t e s . S ã o a p r e s e n t a d o s p o r v á r i o s a u t o r e s d e t a l h e s s o b r e a s c o n d i ç õ e s d e m e -d i -d a s , t a i s c o m o a s v a r i a ç õ e s e n c o n t r a -d a s n a s m e -d i -d a s -d e a t i v i -d a -d e e m f u n ç ã o -d a s d i m e n s õ e s e d o m a t e r i a l d a a m o s t r a e d e s u a p o s i ç ã o n o p o ç o d a c â m a r a28-32 e d e v i d o à s i m p u r e z a s r a d i o n u c l í d i c a s e n c o n t r a d a s n o s r a d i o f á r m a c o s .3 3 - 3 5 A s c o n d i ç õ e s d e m e d i d a c o m c a l i b r a d o r e s d e d o s e t a m b é m s ã o o a s s u n t o o u p a r t e d o a s s u n t o d e v á r i a s n o r m a s , g u i a s p a r a g a r a n t i a d a q u a l i d a d e e r e c o m e n d a ç õ e s
i n t e r n a c i o n a i s e n a c i o n a i s .10'15'1636 C o m o p r o g r a m a d e g a r a n t i a d e q u a l i d a d e p a r a m e d i d a s d e a t i v i d a d e , a s i n t e r c o m p a r a ç õ e s e m M e d i c i n a N u c l e a r s ã o d i s c u t i d a s e m m u i t o s t r a b a l h o s .3 7"6 0 O s o b j e t i v o s d e s t e t r a b a l h o s ã o d e s e n v o l v e r u m m é t o d o d e c a l i b r a ç ã o r o t i n e i r a d o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e e p a r a l e l a m e n t e e s t a b e l e c e r o s p r o c e d i m e n t o s d e i n t e r c o m p a r a ç ã o d e s t e s i n s t r u m e n t o s , a s e r e m r e a l i z a d o s p e l o L a b o r a t ó r i o d e C a l i b r a ç ã o d e I n s t r u m e n t o s d o I P E N , c o m o p r o g r a m a d e g a r a n t i a d e q u a l i d a d e n e s -t a á r e a d e a -t u a ç ã o .
2.1 Natureza e origem da radiação
A s d i f e r e n t e s e s p é c i e s d e á t o m o s s ã o c h a m a d a s n u c l í d e o s . E s t e t e r m r é f r e q ü e n t e m e n t e u t i l i z a d o p a r a i n d i c a r u m n ú c l e o e s p e c í f i c o c o m u m d e t e r m i n a d s n ú m e r o a t ô m i c o , n ú m e r o d e n e u t r o n s e e s t a d o d e e n e r g i a . O s n u c l í d e o s c o m o m e s m o n ú m e r o d e p r ó t o n s s ã o c h a m a d o s i s ó t o p o s E s t e t e r m o n ã o n e c e s s a r i a m e n t e s i g n i f i c a q u e o m a t e r i a l é r a d i o a t i v o . P o d e m e x i s t i r v á r i o s i s ó t o p o s d e u m e l e m e n t o q u e s ã o e s t á v e i s . O t e r m o c o r r e t o p a r a uni n u c l í d e o i n s t á v e l é r a d i o n u c l í d e o . A r a d i o a t i v i d a d e d e u m r a d i o n u c l í d e o r e s u l t a d a i n s t a b i l i d a d e d o n ú c l e o a t ô m i c o q u e p o d e s e t r a n s f o r m a r o u d e c a i r e m u m n u c l i d e s d i f e r e n t e ( f i l h o ) q u e t e m u m a c o n f i g u r a ç ã o e s t á v e l o u m a i s e s t á v e l . E s t e p r o c e s s o e n v o l v e a e m i s s ã o d e u m a p a r t í c u l a c a r r e g a d a o u a c a p t u r a d e u m e l é t r o n p e l o n ú c l e o . A t r a n s f o r m a ç ã o o u o d e c a i m e n t o r a d i o a t i v o m o d i f i c a o b a l a n ç o d e n ê u t r o n r . e p r ó t o n s , e u m á t o m o d e u m e l e m e n t o d i f e r e n t e p o d e s e r f o r m a d o . O n ú c l e o p o d e s e r d e i x a d o c o m e x c e s s o d e e n e r g i a e m u m e s t a d o e x c i t a d o o u m e t a e s t á v e i ( p a r c i a l m e n t e e s t á v e l ) p e l a t r a n s f o r m a ç ã o . E m m u i t o s c a s o s o n ú c l e o p e r d e e s -t a e n e r g i a e m i -t i n d o u m o u m a i s r a i o s g a m a . P o r e x e m p l o , o r a d i o n u c l í d e o 99mT c , c o m u m e n t e u t i l i z a d o e m M e d i c i n a N u c l e a r , t e m u m c a r a c t e r " m " p a r a d e n o t a r q u e e s t á e m u m e s t a d o e x c i t a d o o u m e t a e s t á v e i .2 . 1 . 1 R a d i a ç ã o i o n i z a n t e
R a d i a ç ã o i o n i z a n t e é q u a l q u e r f o r m a d e r a d i a ç ã o q u e t e m e n e r g i a s u f i -c i e n t e p a r a -c a u s a r a l i b e r a ç ã o d e u m o u m a i s e l é t r o n s d e u m á t o m o . A s f o r m a s c o m u n s d e r a d i a ç ã o e m u s o m é d i c o s ã o r a i o s X , g a m a e e l é t r o n s . A s i n t e r a ç õ e s e l e t r q s t á t i c a s e n t r e a r a d i a ç ã o e o s e l é t r o n s a t ô m i c o s c a u -s a m i o n i z a ç ã o . O -s á t o m o -s a f e t a d o -s p e r d e m e l é t r o n -s e e -s t e -s d o i -s p r o d u t o -s -s ã o u s u a l m e n t e c o n h e c i d o s c o m o u m p a r d e í o n s .2 . 1 . 2 R a d i o a t i v i d a d e n a t u r a l e a r t i f i c i a l
O c o m p o r t a m e n t o q u í m i c o d e u m á t o m o d e p e n d e e s s e n c i a l m e n t e d o n ú m e r o d e p r ó t o n s e m s e u n ú c l e o , j á q u e e s t e d e t e r m i n a o t a m a n h o d a c a r g a e l é t r i c a n o n ú c l e o , e p o r t a n t o o n ú m e r o d e e l é t r o n s o r b i t a n d o e m v o l t a d e l e . O n ú m e r o d e p r ó t o n s d e u m e l e m e n t o é o n ú m e r o a t ô m i c o e e s t e v a r i a d e 1 p a r a o H i d r o g ê n i o , c o m s o m e n t e u m p r ó t o n e m s e u n ú c l e o , a a p r o x i m a d a m e n t e 1 0 0 p a r a v á r i o s e l e m e n t o s a l t a m e n t e i n s t á v e i s ( U r â n i o e P l u t ô n i o , c o m n ú m e r o s a t ô m i c o s 9 2 e 9 4 r e s p e c t i v a m e n t e ) . E m 1 9 3 4 o s r a d i o q u í m i c o s f r a n c e s e s J e a n Frederic J o l i o t C u r i e e s u a e s p o s a I r e n e J o l i o t C u r i e f o r a m o s p r i m e i r o s a p r o d u z i r r a d i o a t i v i d a d e a r t i f i c i a l , e s p e -c i a l m e n t e o p r i m e i r o r a d i o i s ó t o p o a r t i f i -c i a l , o 30P c o m u m a m e i a - v i d a d e 2 m i n . E m 1 9 3 0 L a w r e n c e e L i v i n g s t o n e c o n s t r u í r a m o p r i m e i r o c í c l o t r o n , c o m a c a p a c i d a d e d e p r o d u z i r u m f e i x e d e p r ó t o n s . E s t e t i n h a a c a p a c i d a d e d e p r o d u z i r u m a q u a n t i -d a -d e s u b s t a n c i a l -d e r a -d i o n u c l í -d e o s a r t i f i c i a i s p a r a m e -d i c i n a , i n -d ú s t r i a e p e s q u i s a . O s c í c l o t r o n s s ã o a i n d a p r o d u t o r e s i m p o r t a n t e s d e r a d i o a t i v i d a d e a r t i f i c i a l e m u s o r o t i n e i r o . E m 1 9 4 2 F e r m i e s e u s a s s o c i a d o s c o n s t r u í r a m o p r i m e i r o r e a t o r n u c l e a rn a U n i v e r s i d a d e d e C h i c a g o . A l g u n s r a d i o i s ó t o p o s p o d e m s e r o b t i d o s d o s p r o d u -t o s d e f i s s ã o d o s r e a -t o r e s . M u i -t o s o u -t r o s r a d i o i s ó -t o p o s p o d e m s e r p r o d u z i d o s p o r i r r a d i a ç ã o c o m n e u t r o n s l e n t o s e m u m r e a t o r . A t u a l m e n t e , o s r e a t o r e s c o n t i n u a m s e n d o a f o n t e c o m u m p a r a m u i t o s ( m a s n ã o p a r a t o d o s ) r a d i o i s ó t o p o s u t i l i z a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r .
2.1.3 Atividade
A l e i d o d e c a i m e n t o r a d i o a t i v o e x p r i m e u m f a t o f u n d a m e n t a l , o b t i d o d i r e -t a m e n -t e a p a r -t i r d a e x p e r i ê n c i a : a q u a n -t i d a d e d e s u b s -t â n c i a r a d i o a -t i v a q u e d e c a i p o r u n i d a d e d e t e m p o é p r o p o r c i o n a l à q u a n t i d a d e e x i s t e n t e . S e f o r r e p r e s e n t a d o p o r N ( e m n ú m e r o d e á t o m o s , e v e n t u a l m e n t e ) a q u a n t i d a d e e x i s t e n t e n o t e m p o t , a a t i v i d a d e , A , d e u m a q u a n t i d a d e d e u m n u c l í d e o r a d i o a t i v o é o q u o c i e n t e d e d N p o r d t , o n d e d N é o n ú m e r o d e d e s i n t e g r a ç õ e s q u e o c o r r e m n e s t a q u a n t i d a d e e m u m i n t e r v a l o d e t e m p o d t ,A =
^ = : - A N . (2.1)
d t o n d e A é u m a c o n s t a n t e c a r a c t e r í s t i c a d a s u b s t â n c i a , c h a m a d a c o n s t a n t e d e d e c a i m e n t o ; o s i n a l n e g a t i v o i n t r o d u z a c i r c u n s t â n c i a d e ~ r e p r e s e n t a r u m " d e s a p a r e c i -m e n t o " . A e x p r e s s ã o 2.1 é m a t e m a t i c a m e n t e e q u i v a l e n t e a N = N0e -u. (2.2) o n d e N0 é a q u a n t i d a d e d e á t o m o s e x i s t e n t e s i n i c i a l m e n t e ( p a r a t = 0, t e m - s e N = N0). C h a m a - s e m e i a - v i d a o t e m p o n e c e s s á r i o p a r a q u e a q u a n t i d a d e N s er e d u z a à m e t a d e d o v a l o r i n i c i a l ( N0 = 2N). N o t a n d o q u e In N = l n l \ l0 - A t , i s t o é , At = ln N0 - In N o u A t = In ^ e f a z e n d o N0 = 2N e t = T1/2 ( m e i a - v i d a ) t e m - s e A T1 / 2 = l n 2 , o u s e j a , 1 i / 2 -
—j—-
( 2 . 3 ) A u n i d a d e S I d e a t i v i d a d e é o b e c q u e r e l ( B q ) . U m B q é e q u i v a l e n t e a u m a t a x a d e d e s i n t e g r a ç ã o d e:u m á t o m o p o r s e g u n d o e é p o r t a n t o u m a q u a n t i d a d e m u i t o p e q u e n a , i s t o é , l B q = l d e s i n t e g r a ç ã o / s ( 2 . 4 ) Q u a n t i d a d e s g e r a l m e n t e a d m i n i s t r a d a s a p a c i e n t e s p a r a p r o p ó s i t o s d i a g n ó s t i c o s s ã o d a o r d e m d e k B q e M B q . P a r a p r o p ó s i t o s t e r a p ê u t i c o s , s ã o a d m i n i s -t r a d a s a -t i v i d a d e s d a o r d e m d e G B q . A u n i d a d e e s p e c i a l d e a t i v i d a d e , q u e n ã o f a z p a r t e d o S i s t e m a I n t e r n a -c i o n a l d e U n i d a d e s , é o -c u r i e ( C i ) . U m C i é a q u a n t i d a d e d e m a t e r i a l r a d i o a t i v o e m q u e o c o r r e m 3 , 7 x 1 010 d e s i n t e g r a ç õ e s p o r s e g u n d o , i s t o é , l C i = 3 . 7 x I O1 0 d e s i n t e g r a ç õ e s / s = 3 . 7 x 1 01 0B q = 37GBq. ( 2 . 5 ) O c u r i e f o i i n t r o d u z i d o o r i g i n a l m e n t e c o m o a a t i v i d a d e d e u m a a m o s t r a c o m 1 g d e r á d i o e m e q u i l í b r i o r a d i o a t i v o , s e n d o o f a t o r 3 , 7 h o j e u s a d o u m a a p r o x i -m a ç ã o . E s t a u n i d a d e h i s t ó r i c a d e v e s e r s u b s t i t u í d a p e l o b e c q u e r e l . l B q = 2 , 7 x 1 0 -uC i = 2 7PC i . ( 2 . 6 )2.1
.4 Tipos de decaimento radioativo
m e i o d a e m i s s ã o d e u m n ú c l e o d e H é l i o ( p a r t í c u l a a). 2 . C a p t u r a E l e t r ô n i c a ( C E ) : o n ú c l e o d e u m á t o m o c a p t u r a u m d e s e u s p r ó p r i o s e l é t r o n s o r b i t a i s c a r r e g a d o s n e g a t i v a m e n t e , n o r m a l m e n t e d a c a m a d a K , e u m n e u t r i n o (u) é e m i t i d o . 3 . D e c a i m e n t o (i~: u m e l é t r o n c a r r e g a d o n e g a t i v a m e n t e ( p a r t í c u l a 0~) e u m n e u -t r i n o {u) s ã o e m i t i d o s p e l o n ú c l e o . 4 . D e c a i m e n t o (S+: o n ú c l e o e m i t e u m p o s i t r o n ( p a r t í c u l a 0+) e u m n e u t r i n o (u). O p o s i t r o n é u m a p a r t í c u l a q u e t e m t o d a s a s p r o p r i e d a d e s d e u m e l é t r o n , e x c e t o o s i n a l d e s u a c a r g a , q u e é p o s i t i v o . 5 . D e c a i m e n t o 7: f ó t o n s ( r a d i a ç ã o e l e t r o m a g n é t i c a ) s ã o e m i t i d o s p e l o n ú c l e o q u a n d o e s t e s e f e t u a m t r a n s i ç õ e s d e e s t a d o s e x c i t a d o s p a r a e s t a d o s d e e n e r -g i a m a i s b a i x a . A e m i s s ã o d e f ó t o n s e s t á a s s o c i a d a c o m a m a i o r p a r t e d o s d e c a i m e n t o s r a d i o a t i v o s . T o d o d e c a i m e n t o a é a c o m p a n h a d o p o r r a d i a ç ã o g a m a q u a n d o o n ú c l e o f i l h o d e c a i p a r a s e u e s t a d o f u n d a m e n t a l . A c a p t u r a d e u m e l é t r o n o r b i t a l d e i x a u m a v a c â n c i a n a c a m a d a o r b i t a l a t ô m i c a , r e s u l t a n d o e m r a i o s X c a r a c t e r í s t i c o s . R a i o s g a m a t a m b é m s ã o e m i t i d o s q u a n d o o n ú c l e o f i l h o d e c a i p a r a s e u e s t a d o f u n d a m e n t a l . Q u a n d o o s e l é t r o n s ( p a r t í c u l a s c o l i d e m c o m c e r t o s m a t e r i a i s , e l e s p r o d u z e m a e m i s s ã o c o n t í n u a d e f ó t o n s d e r a i o s X d e e n e r g i a b a i x a , c h a m a d o s n e s t e c a s o d e r a d i a ç ã o d e f r e a m e n t o o u ' " B r e m s s t r a h l u n g " . A a n i q u i l a ç ã o d e po-s i t r o n po-s ( p a r t í c u l a po-s ,/J+) p r o d u z d o i po-s f ó t o n po-s d e 5 1 1 k e V c a d a . M u i t o po-s r a d i o n u c l í d e o po-s q u e d e c a e m p o r e m i s s ã o /3 t a m b é m e m i t e m f ó t o n s d e d e s e x c i t a ç ã o .
2.1.5 Interação de fótons com a matéria
E n t r e o s p r i n c i p a i s m e c a n i s m o s d e i n t e r a ç ã o d e f ó t o n s ( r a i o s g a m a o u X ) c o m a m a t é r i a p o d e - s e c i t a r t r ê s : o e f e i t o f o t o e l é t r i c o , o e f e i t o C o m p t o n e a p r o d u ç ã o d e p a r e s . A p r o b a b i l i d a d e d e o c o r r ê n c i a d e u m d e s s e s p r o c e s s o s é d e t e r m i n a d a p e l a e n e r g i a d o f ó t o n i n c i d e n t e e p e l o n ú m e r o a t ô m i c o d o m e i o . N a i n t e r a ç ã o e n t r e u m f ó t o n e a m a t é r i a s ã o e m i t i d o s o u c r i a d o s e l é t r o n s o u p o s i t r o n s q u e i o n i z a m o s á t o m o s d o m e i o . O e f e i t o f o t o e l é t r i c o é u m a i n t e r a ç ã o e n t r e u m f ó t o n e u m e l é t r o n o r b i t a l d a s c a m a d a s m a i s i n t e r n a s d e u m á t o m o . O f ó t o n é a b s o r v i d o p e l o á t o m o e u m e l é t r o n é e j e t a d o . A e n e r g i a c i n é t i c a d o e l é t r o n e j e t a d o é i g u a l à e n e r g i a d o f ó t o n m e n o s a e n e r g i a d e l i g a ç ã o d o e l é t r o n . A e n e r g i a d e l i g a ç ã o d e u m e l é t r o n é a e n e r g i a q u e d e v e s e r f o r n e c i d a a e l e p a r a r e m o v ê - l o d o á t o m o . O e f e i t o C o m p t o n c o n s i s t e n a c o l i s ã o e n t r e u m f ó t o n e u m e l é t r o n ( q u e p o d e s e r c o n s i d e r a d o l i v r e ) d a s c a m a d a s m a i s e x t e r n a s d o á t o m o . U m e l é t r o n d e s t e t i p o p o d e s e r c o n s i d e r a d o l i v r e q u a n d o a e n e r g i a d o f ó t o n i n c i d e n t e é m u i t o m a i o r q u e a e n e r g i a d e l i g a ç ã o d o e l é t r o n . A e n e r g i a c i n é t i c a d o e l é t r o n e s p a l h a d o d e p e n d e d o â n g u l o d e e s p a l h a m e n t o . N e s s e p r o c e s s o o f ó t o n n ã o é a b s o r v i d o e , p o r t a n t o , c o n t i n u a i n t e r a g i n d o c o m o u t r o s e l é t r o n s . O p r o c e s s o d e p r o d u ç ã o d e p a r e s e l é t r o n p ó s i t r o n o c o r r e q u a n d o a e n e r -g i a d o f ó t o n i n c i d e n t e é m a i o r q u e p e l o m e n o s d u a s v e z e s a m a s s a d e r e p o u s o d o e l é t r o n , i s t o é , 1,022 M e V . N e s t e p r o c e s s o , u m f ó t o n p e r d e t o d a a s u a e n e r g i a e m u m a c o l i s ã o c o m u m n ú c l e o , c r i a n d o u m p a r e l é t r o n - p ó s i t r o n , c o m u m a c e r t a e n e r g i a c i n é t i c a .2.2 Medicina Nuclear
A i n f o r m a ç ã o o b t i d a d o s d i a g n ó s t i c o s u t i l i z a n d o a s t é c n i c a s d e M e d i c i n a N u c l e a r e s t á r e l a c i o n a d a c o m o m e t a b o l i s m o e a f i s i o l o g i a , e m c o n t r a s t e c o m a r a d i o l o g i a d i a g n o s t i c a n a q u a l a i n f o r m a ç ã o o b t i d a é b a s e a d a n a a n a t o m i a . A M e -d i c i n a N u c l e a r c o n s t i t u i u m m o -d o -d e c o l h e r i n f o r m a ç ã o m é -d i c a q u e p o -d e -d e o u t r a m a n e i r a e s t a r i n d i s p o n í v e l , r e q u e r e r c i r u r g i a o u e x i g i r e x a m e s d i a g n ó s t i c o s m a i s c a r o s . É e m p r e g a d a e m d i a g n ó s t i c o , c o n t r o l e , t r a t a m e n t o e p r e v e n ç ã o d e d o e n ç a s g r a v e s . A s t é c n i c a s d e o b t e n ç ã o d e i m a g e n s e m M e d i c i n a N u c l e a r m u i t a s v e z e s i d e n t i f i c a m a n o r m a l i d a d e s m u i t o a n t e s q u e o u t r o s e x a m e s d i a g n ó s t i c o s , n a p r o -g r e s s ã o d e u m a d o e n ç a . E s t a i d e n t i f i c a ç ã o p r e m a t u r a p e r m i t e u m t r a t a m e n t o c o m a n t e c e d ê n c i a e c o n s e q u e n t e m e n t e u m p r o g n ó s t i c o m a i s b e m s u c e d i d o . E m M e d i c i n a N u c l e a r s ã o u s a d a s q u a n t i d a d e s m u i t o p e q u e n a s d e m a t e r i a i s r a d i o a t i v o s , o u r a d i o f á r m a c o s , p a r a d i a g n o s t i c a r e t r a t a r d o e n ç a s . R a d i o f á r -m a c o s s ã o s u b s t â n c i a s q u e s ã o r e t i d a s o u -m e t a b o l i z a d a s e -m ó r g ã o s e s p e c í f i c o s , o s s o s o u t e c i d o s . Q u a n d o s ã o i n t r o d u z i d o s n o c o r p o , e l e s p r o d u z e m e m i s s õ e s . U m t i p o e s p e c i a l d e d e t e c t o r , u m a c â m a r a g a m a o u " P E T ' ( P o s i t r o n E m i s s i o n T o -m o g r a p h y ) , é u t i l i z a d o p a r a t r a n s f o r -m a r e s t a s e -m i s s õ e s e -m i -m a g e n s e d a d o s q u e f o r n e c e m i n f o r m a ç õ e s s o b r e a á r e a d o c o r p o q u e e s t á s e n d o m a p e a d a . E m b o r a a s t é c n i c a s d e M e d i c i n a N u c l e a r s e j a m g e r a l m e n t e u t i l i z a d a s p a r a p r o p ó s i t o s d i a g n ó s t i c o s , e l a s t a m b é m p r o p o r c i o n a m a p l i c a ç õ e s t e r a p ê u t i c a s i m p o r t a n t e s , t a i s c o m o o t r a t a m e n t o d o h i p e r t i r e o i d i s m o , c â n c e r d e t i r e ó i d e , m e t a s t a -s e -s e a l í v i o d a d o r d e c e r t o -s t i p o -s d e c â n c e r e -s ó -s -s e o -s . E x i s t e m q u a t r o e s t á g i o s p r i n c i p a i s e m u m p r o c e s s o d e M e d i c i n a N u c l e a r , c a d a u m n e c e s s á r i o p a r a o d e s e m p e n h o e f i c a z d o d i a g n ó s t i c o o u t r a t a m e n t o a s e r r e a l i z a d o . E s t e s e s t á g i o s s ã o o s s e g u i n t e s :1 . A p r o d u ç ã o d o r a d i o n u c l í d e o ; 2 . A p r o d u ç ã o d o r a d i o f á r m a c o ; 3 . A a d m i n i s t r a ç ã o a o p a c i e n t e ; e 4 . O m a p e a m e n t o e / o u c o n t a g e m d a a m o s t r a .
2.2.1 Produção de radionuclídeos
O s r a d i o n u c l í d e o s p r i n c i p a i s u t i l i z a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r s ã o l i s t a d o s n a T a b e l a 2 . 1 . S ã o q u a t r o a s f o r m a s p r i n c i p a i s d e o b t e n ç ã o d e u m m a t e r i a l r a d i o a -t i v o : 1 . B o m b a r d e a m e n t o e m u m c í c l o t r o n b o m b a r d e a m e n t o c o m p a r t í c u l a s c a r -r e g a d a s , n o -r m a l m e n t e p -r ó t o n s , m a s d ê u t e -r o n s o u p a -r t í c u l a s a t a m b é m s ã o u t i l i z a d a s ; 2 . I r r a d i a ç ã o e m u m r e a t o r - a t i v a ç ã o p o r n e u t r o n s ; 3 . P r o d u t o s d e f i s s ã o - u m a s u b d i v i s ã o d e p r o d u t o s d e r e a t o r e s d a a t i v a ç ã o p o r n e u t r o n s d e u r â n i o ; e 4 . P r o d u t o s d e g e r a d o r e s p r o d u t o s d o d e c a i m e n t o s e c u n d á r i o d e u m r a d i o n u -c l í d e o p a i d e m e i a - v i d a l o n g a .T a b e l a 2 . 1 : R a d i o n u c l í d e o s p r i n c i p a i s u t i l i z a d o s e m M e d i c i n a N u c l e a r R a d i o n u c l í d e o T i p o d e d e c a i m e n t o M e i a - v i d aa F l ú o r - 1 8 1 0 9 , 7 4 ± 0 , 0 4 m i n C r o m o - 5 1 C E 2 7 , 7 0 4 ± 0 , 0 0 4 d G á l i o - 6 7 C E 7 8 , 2 6 ± 0 , 0 3 h E s t r ô n c i o - 8 9
;3~
5 0 , 5 ± 0 , 1 d T e c n é c i o - 9 9 m T lb 6 , 0 2 ± 0 , 0 3 h í n d i o - 1 1 11
C E 2 , 8 3 ± 0 , 0 1 d l o d o - 1 2 3 C E 1 3 , 2 ± 0 , 1 h l o d o - 1 3 1J-
8 , 0 4 ± 0 , 0 1 d X e n ô n i o - 1 3 3il-
5 , 2 4 5 ± 0 , 0 0 6 d S a m á r i o - 1 5 3 4 6 , 7 ± 0 , 1 h T á l i o - 2 0 1 C E 3 , 0 4 4 ± 0 , 0 0 9 d"Dados do National Council on Radiation Protection and Measurements
2Transição Isomérica
Exemplos de radionuclídeos produzidos em cíclotron
A l g u n s e x e m p l o s d e r a d i o n u c l í d e o s p r o d u z i d o s e m c í c l o t r o n s ã o :
Gálio-67
P r o d u z i d o p e l o b o m b a r d e a m e n t o , c o m p r ó t o n s , d e Z i n c o - 6 8 e n r i q u e c i d o . O G á l i o - 6 7 é p r o d u z i d o p e l a t r a n s f o r m a ç ã o n u c l e a r ( p , 2 n ) . O a l v o a t i v o é e n t ã o d i s s o l v i d o e m á c i d o e o G á l i o - 6 7 é s e p a r a d o d o m a t e r i a l d o a l v o p o r t r o c a i ô n i c a o u e x t r a ç ã o d e s o l v e n t e .índio-111 P r o d u ç ã o s i m i l a r à d o G á l i o - 6 7 , u t i l i z a n d o c o m o a l v o o C á d m i o - 1 1 2 .
Tálio201 P r o d u z i d o p o r u m p r o c e s s o d e d o i s e s t á g i o s . P r i m e i r a m e n t e o b o m b a r
-d e a m e n t o , c o m p r ó t o n s , -d o T á l i o - 2 0 3 p r o -d u z C h u m b o - 2 0 1 p e l a t r a n s f o r m a ç ã o ( p , 3 n ) . O C h u m b o - 2 0 1 é i m e d i a t a m e n t e s e p a r a d o d o m a t e r i a l d o a l v o p o r u m a c o m b i n a ç ã o d e e x t r a ç ã o p o r s o l v e n t e , p r e c i p i t a ç ã o e t r o c a i ô n i c a . O C h u m b o - 2 0 1 ( m e i a - v i d a d e 9 , 4 h o r a s ) d e c a i p a r a o T á l i o - 2 0 1 , q u e é s e p a r a d o d o C h u m b o - 2 0 1 q u e n ã o d e c a i u p o r u m a n o v a e x t r a ç ã o p o r s o l v e n t e o u t r o c ai ô n i c a .
Cobalto57 P r o d u z i d o p e l o b o m b a r d e a m e n t o , c o m p r ó t o n s , d o N í q u e l 5 8 . O C o
-b a l t o - 5 7 é p r o d u z i d o p e l a c o m -b i n a ç ã o d e r e a ç õ e s ( p , 2 p ) e ( p , p n ) . E s t a ú l t i m ap r o d u z N í q u e l - 5 7 q u e d e c a i p a r a o C o b a l t o - 5 7 , q u e é s e p a r a d o p o r t r o c a
i ô n i c a e e l e t r ó l i s e .
Exemplos de radionuclídeos produzidos em reator
P o d e m s e r c i t a d o s a l g u n s e x e m p l o s d e r a d i o n u c l í d e o s p r o d u z i d o s e m r e a t o r :
Cromo51 P r o d u z i d o p e l a i r r a d i a ç ã o , c o m n e u t r o n s , d o C r o m o 5 0 m e t á l i c o , s e g u i
-d a p e l a -d i s s o l u ç ã o e c o n v e r s ã o p a r a a f o r m a q u í m i c a a p r o p r i a -d a .lodo-131 P r o d u z i d o p e l a i r r a d i a ç ã o , c o m n e u t r o n s , d e d i ó x i d o d e t e l ú r i o p r o d u z i n d o
T e l ú r i o - 1 3 1 , q u e d e c a i p a r a o l o d o - 1 3 1 , q u e p o r s u a v e z p o d e t a m b é m s e r p r o d u z i d o c o m o u m p r o d u t o d e f i s s ã o .Estrôncio-89 P r o d u z i d o p e l a i r r a d i a ç ã o , c o m n e u t r o n s , d e E s t r ô n c i o - 8 8 .
Produtos de fissão
A i r r a d i a ç ã o , c o m n e u t r o n s , d e u m a l v o d e u r â n i o , p r o v o c a a f i s s ã o d e s e u n ú c l e o . U m a s é r i e d e i s ó t o p o s é p r o d u z i d a c o m m e i a s - v i d a s v a r i a d a s . R e a l i z a - s e u m a s e p a r a ç ã o q u í m i c a c o m p l e x a , p r o d u z i n d o r a d i o n u c l í d e o s t a i s c o m o l o d o - 1 3 1 , X e n ô n i o - 1 3 3 e M o l i b d ê n i o - 9 9 , q u e s ã o u t i l i z a d o s a m p l a m e n t e e m M e d i c i n a N u c l e a r .Produtos de gerador
O s i s t e m a d e g e r a d o r é b a s e a d o n o d e c a i m e n t o d e u m r a d i o n u c l í d e o p a i p a r a u m f i l h o a t i v o c o m u m a m e i a - v i d a s i g n i f i c a t i v a m e n t e c u r t a . O n u c l í d e o f i l h o p o d e s e r r e m o v i d o d o p a i p e r i o d i c a m e n t e , p o i s o d e c a i m e n t o c o n t í n u o d o n u c l í d e o p a i p e r m i t e o c r e s c i m e n t o d o f i l h o n o v a m e n t e . U m e x e m p l o d e s i s t e m a d e g e r a d o r é o g e r a d o r d e T e c n é c i o - 9 9 m , ' u t i l i z a d o l a r g a m e n t e e m M e d i c i n a N u c l e a r . E l e é b a s e a d o n o d e c a i m e n t o d o M o l i b d ê n i o - 9 9 , q u e t e m u m a m e i a - v i d a d e 6 6 h o r a s , p a r a o T e c n é c i o - 9 9 m , q u e t e m u m a m e i a - v i d a d e s o m e n t e 6 h o r a s . O M o l i b d ê n i o - 9 9 é p r o d u z i d o o u p e l a i r r a d i a ç ã o , c o m n e u t r o n s , d o M o l i b d ê n i o - 9 8 o u p e l a s e p a r a ç ã o d e p r o d u t o s d e f i s s ã o .2.2.2
Radiofármacos
E x c e t u a n d o s e o l o d o r a d i o a t i v o ( l o d o 1 2 3 e l o d o 1 3 1 ) e o X e n ô n i o g a s o -s o ( X e n ô n i o - 1 3 3 ) , n ã o e x i -s t e m e l e m e n t o -s r a d i o a t i v o -s c o n v e n i e n t e -s p a r a u t i l i z a ç ã o d i a g n o s t i c a o u t e r a p ê u t i c a e m s u a f o r m a p u r a . É p o r t a n t o n e c e s s á r i o i n c o r p o r a r u m r a d i o n u c l í d e o c o n v e n i e n t e e m u m c o m p o s t o c o m a s p r o p r i e d a d e s d e s e j a d a s d e b i o d i s t r i b u i ç ã o e l o c a l i z a ç ã oin vivo
p a r a s e u p r o p ó s i t o . O c o m p o s t o f i n a l i n c o r p o -r a n d o o -r a d i o n u c l í d e o é e n t ã o c h a m a d o d e -r a d i o f á -r m a c o .2.3 Medida de atividade
O s S e r v i ç o s d e M e d i c i n a N u c l e a r f a z e m u s o d e c u r i ô m e t r o s , t a m b é m c h a m a d o s d e c a l i b r a d o r e s d e d o s e , p a r a m e d i r a a t i v i d a d e d e r a d i o f á r m a c o s a d m i n i s -t r a d o s e m p a c i e n -t e s p a r a p r o p ó s i -t o s d i a g n ó s -t i c o s e / o u -t e r a p ê u -t i c o s . A m e d i d a d e a t i v i d a d e é f e i t a u t i l i z a n d o - s e u m a c o n d i ç ã o f i x a , p r é - d e f i n i d ad o i n s t r u m e n t o t a l c o m o u m a t e c l a , u m p o t e n c i ô m e t r o o u u m f a t o r d e m u l t i p l i c a ç ã o a j u s t a d o e l e t r o n i c a m e n t e p a r a c a d a r a d i o n u c l í d e o p a r t i c u l a r . A a c e i t a ç ã o g e r a l d o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e p e l o s S e r v i ç o s d e M e d i c i n a N u c l e a r d e v e - s e a s u a s i m p l i c i d a d e d e o p e r a ç ã o , e s t a b i l i d a d e a c u r t o e a l o n g o p r a z o s e a s u a v e r s a t i l i d a d e d e o p e r a ç ã o , p e r m i t i n d o a m e d i d a d a a t i v i d a d e d e s o l u ç õ e s r a d i o a t i v a s e m f r a s c o s , s e r i n g a s e a m p o l a s . A n o r m a C N E N q u e e s t a b e l e c e o s r e q u i s i t o s d e R a d i o p r o t e ç ã o e s e g u -r a n ç a p a -r a o s S e -r v i ç o s d e M e d i c i n a N u c l e a -r1 6 a d o t a o t e r m o c u r i ô m e t r o p a r a d e f i n i r o i n s t r u m e n t o d e s t i n a d o a m e d i r a a t i v i d a d e d e r a d i o n u c l í d e o s u t i l i z a d o s e m M e d i -c i n a N u -c l e a r , e m v e z d o t e r m o m a i s -c o m u m , -c r i a d o -c o m e r -c i a l m e n t e , -c a l i b r a d o r d e d o s e . N o ú l t i m o t e r m o , d o s e q u e r d i z e r d o s e f a r m a c ê u t i c a , i s t o é , a q u a n t i d a d e p r e s c r i t a d e u m a s u b s t â n c i a a s e r a d m i n i s t r a d a p a r a p r o p ó s i t o s m é d i c o s . E s t e t e r m o p o d e s e r m a l i n t e r p r e t a d o c o m o d o s e a b s o r v i d a o u c o m o d o s e e q u i v a l e n -t e , q u e s ã o g r a n d e z a s r a d i o l ó g i c a s c o i n c i d e n -t e m e n -t e -t a m b é m a p l i c á v e i s a o u s o d e r a d i o n u c l í d e o s e m M e d i c i n a N u c l e a r . P o r e s t e m o t i v o , a p o p u l a r i z a ç ã o d o t e r m o c a l i b r a d o r d e d o s e é i n f e l i z . N a A r g e n t i n a foi a d o t a d o o t e r m o e s p a n h o l p a r a c a l i b r a -d o r e s -d e a t i v i -d a -d e ( " c a l i b r a -d o r e s -d e a c t i v i -d a -d " ) . C i e n t i s t a s f r a n c e s e s i n t r o -d u z i r a m o t e r m o " a c t v i m è t r e " q u e e m e s p a n h o l p o d e s e r a d a p t a d o c o m o " a c t i v í m e t r o " . E s t e t e r m o u t i l i z a a p a l a v r a g r e g a " m e t r o n " ( m e d i d a o u i n s t r u m e n t o d e m e d i d a ) e m v e z d e c a l i b r a d o r , t a m b é m s u j e i t o a c r í t i c a s .4 1 N o B r a s i l , o t e r m o c u r i ô m e t r o u t i l i z a a p a l a v r a c u r i e ( n o m e d a u n i d a d e d e a t i v i d a d e a n t e r i o r m e n t e e m p r e g a d a ) . C o m o o c u r i e ( C i ) n ã o f a z p a r t e d o S i s t e m a I n t e r n a c i o n a l , d e v e n d o s e r s u b s t i t u í d a p e l o b e c -q u e r e l ( B -q ) , t a l v e z o m a i s c o r r e t o s e r i a u t i l i z a r o t e r m o m e d i d o r d e a t i v i d a d e . N e s t e t r a b a l h o r e s o l v e u - s e a d o t a r o t e r m o m a i s u t i l i z a d o i n t e r n a c i o n a l m e n t e , c a l i b r a d o r d e d o s e . A s s e ç õ e s s e g u i n t e s a p r e s e n t a m o p r i n c í p i o b á s i c o d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e e d i s c u s s õ e s d e t a l h a d a s s o b r e s u a c a l i b r a ç ã o , c o n t r o l e d e q u a l i d a d e e
i n t e r c o m p a r a ç ã o . A l g u n s e x e m p l o s d e s s e s i n s t r u m e n t o s s ã o m o s t r a d o s n a s F i g u -r a s 2 . 1 e 2 . 2 .
2.3.1 Câmaras de ionização
U m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o c o n s i s t e d e d o i s o u m a i s e l e t r o d o s . O s e l e t r o -d o s c o n f i n a m u m v o l u m e -d e g á s e c o l e t a m a c a r g a ( í o n s ) p r o -d u z i -d a p e l a r a -d i a ç ã o d e n t r o d o v o l u m e . M u i t a s v e z e s s u a g e o m e t r i a é c i l í n d r i c a , c o m u m c a t o d o c i l í n d r i c o c o n f i n a n d o o v o l u m e d e g á s e u m a n o d o a x i a l i s o l a d o . O a n o d o p o d e s e r t a m b é m n a f o r m a d e u m c i l i n d r o o c o n o q u a l u m a f o n t e r a d i o a t i v a p o d e s e r i n t r o d u z i d a p a r a c a l i b r a ç ã o . A r a d i a ç ã o e n t r a n a c â m a r a a t r a v é s d a s u a p a r e d e e i n t e r a g e c o m o g á s n a c â m a r a o u c o m a p a r e d e . D e v e s e r r e s s a l t a d o q u e o s f ó t o n s n ã o p o d e m p r o d u z i r i o n i z a ç ã o d i r e t a m e n t e , e l e s p r i m e i r o i n t e r a g e m c o m o m a t e r i a l d a c â m a r a ( g á s e p a -r e d e ) p -r o d u z i n d o e l é t -r o n s . I s t o s i g n i f i c a q u e , p o -r m e i o d e u m a s é -r i e d e i n t e -r a ç õ e s , o f ó t o n t r a n s f e r e s u a e n e r g i a p a r a u m o u m a i s e l é t r o n s . O e l é t r o n é f r e a d o p o r m e i o d e c o l i s õ e s c o m o g á s d a c â m a r a ( g e r a l m e n -t e a r g ô n i o ) . A s c o l i s õ e s r e -t i r a m e l é -t r o n s d a s m o l é c u l a s p r o d u z i n d o í o n s p o s i -t i v o s ( p r o c e s s o d e i o n i z a ç ã o ) q u e , n a a u s ê n c i a d e u m c a m p o e l é t r i c o , i r ã o s e r e c o m b i n a r . E m a l g u n s g a s e s o s e l é t r o n s p o d e m f i c a r p r e s o s e m m o l é c u l a s n e u t r a s f o r m a n d o í o n s n e g a t i v o s . D e v i d o à p r e s e n ç a d e u m c a m p o e l é t r i c o , o s í o n s p o s i t i v o s d i r i g e m - s e p a r a o e l e t r o d o n e g a t i v o ( c a t o d o ) e o s e l é t r o n s ( e í o n s n e g a t i v o s s e e l e s s ã o f o r m a d o s ) d i r i g e m s e p a r a o e l e t r o d o p o s i t i v o ( a n o d o ) , p r o d u z i n d o u m a c o r r e n t e . O c i r -c u i t o e l e t r ô n i -c o m e d e e n t ã o a -c o r r e n t e o u a -c a r g a t o t a l p r o d u z i d a d u r a n t e o p e r í o d o d e i n t e r e s s e . O n ú m e r o d e í o n s p r o d u z i d o s n a c â m a r a é d i r e t a m e n t e r e l a c i o n a d o c o m a e n e r g i a d e p o s i t a d a n a c â m a r a p e l a r a d i a ç ã o .Q u a n d o u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o e s t á s u j e i t a a u m c a m p o d e r a d i a ç ã o , a c o r r e n t e d e i o n i z a ç ã o m e d i d a i n i c i a l m e n t e a u m e n t a c o m o a u m e n t o d a t e n s ã o a p l i c a d a e e n t ã o e s t a b i l i z a - s e , c o m o m o s t r a d o n a F i g u r a 2 . 3 .
o
•a
ca No
(D T3 0) -4—'c
d)
1—o
ü C O R R E N T E D E S A T U R A Ç Ã O T e n s ã o a p l i c a d a F i g u r a 2 . 3 : C u r v a d e s a t u r a ç ã o d e u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o t í p i c a . E m g e r a l , a t e n s ã o r e q u e r i d a p a r a s e a l c a n ç a r a c o r r e n t e d e s a t u r a ç ã o p a r a q u a l q u e r c â m a r a d e p e n d e d a t a x a n a q u a l a i o n i z a ç ã o e s t á s e n d o p r o d u z i d a . N a s a t u r a ç ã o , a c o r r e n t e d e i o n i z a ç ã o , I, r e l a c i o n a - s e c o m o n ú m e r o d e p a r e s d e í o n s p r o d u z i d o s p o r u n i d a d e d e t e m p o , n, p e l a e q u a ç ã o I = ne, o n d e e é a c a r g a d o e l é t r o n . A c â m a r a , p o r t a n t o , m e d e o e f e i t o i n t e g r a d o d e u m n ú m e r o g r a n d e d e i o n i z a ç õ e s . A c o n s t a n t e d e t e m p o d o a p a r e l h o q u e d e t e c t a a c o r r e n t e é g e r a l m e n t e l o n g a p a r a s u p r i m i r f l u t u a ç õ e s e s t a t í s t i c a s , n ã o i m p o r t a n d o s e o s e l é t r o n s s ã o c o -l e t a d o s c o m o e -l é t r o n s -l i v r e s ( c o m o , p o r e x e m p -l o , n o A r g ô n i o ) o u s e s ã o p r e s o s e m m o l é c u l a s c o m o í o n s ( c o m o , p o r e x e m p l o , n o O x i g ê n i o ) . C o n t u d o , a p r o b a b i l i d a d e d e r e c o m b i n a ç ã o é p e q u e n a e m u m g á s e m q u e n ã o s ã o f o r m a d o s í o n s n e g a t i v o s , e a s a t u r a ç ã o p o d e s e r a t i n g i d a c o m u m a t e n s ã o m a i s b a i x a . Q u a n d o a c o r r e n t e d e i o n i z a ç ã o é s u f i c i e n t e m e n t e a l t a , e l a p o d e s e r m e -d i -d a c o m u m m i c r o a m p e r í m e t r o . G e r a l m e n t e , n o e n t a n t o , é n e c e s s á r i o u t i l i z a r m é t o d o s m a i s s e n s í v e i s , p o r e x e m p l o , c o l e t a n d o a c a r g a e m u m c a p a c i t o r e m e -d i n -d o a v a r i a ç ã o -d e t e n s ã o n o c a p a c i t o r c o m u m e l e t r ô m e t r o .O n ú m e r o d e p a r e s d e í o n s f o r m a d o s p o r u n i d a d e d e c a m i n h o p e r c o r r i d o é u m a f u n ç ã o d a d e n s i d a d e d o g á s e m u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o . P o r t a n t o , e m c â m a r a s n ã o s e l a d a s , d e v e m s e r f e i t a s c o r r e ç õ e s n o v a l o r d a c o r r e n t e d e i o n i z a ç ã o p a r a t e m p e r a t u r a e p r e s s ã o a m b i e n t a i s e m r e l a ç ã o a v a l o r e s d e r e f e r ê n c i a , q u a n d o o a l c a n c e d a r a d i a ç ã o p r i m á r i a f o r m a i o r q u e a s d i m e n s õ e s d a c â m a r a . N o c a s o d a s c â m a r a s d e i o n i z a ç ã o p r e s s u r i z a d a s f r e q ü e n t e m e n t e u t i l i z a d a s , e q u e n a m a i o r p a r t e c o n t ê m A r g ô n i o a u m a p r e s s ã o d e c e r c a d e 2 M P a , n ã o s u r g e e s t e p r o b l e m a .
2.3.2 Calibradores de dose
A c a r a c t e r í s t i c a q u e d i f e r e n c i a o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e d e o u t r o s s i s t e m a s q u e u t i l i z a m c â m a r a s d e i o n i z a ç ã o é o c i r c u i t o e l e t r ô n i c o e s p e c i a l q u e p e r m i t e q u e a r e s p o s t a d o i n s t r u m e n t o s e j a m o s t r a d a d i r e t a m e n t e e m u n i d a d e s d e a t i v i d a d e . A s p a r t e s f u n c i o n a i s d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e i n c l u e m u m a f o n t e d e t e n s ã o , u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o d o t i p o p o ç o , u m c o n v e r s o r c o r r e n t e / t e n s ã o , u m a m p l i f i c a d o r d e t e n s ã o e u m m o s t r a d o r , c o n f o r m e a F i g u r a 2 . 4 . c â m a r a d e i o n i z a ç ã o c o n v e r s o r c o r r e n t e / t e n s ã o f o n t e d e t e n s ã o a m p l i f i c a d o r d e t e n s ã o m o s t r a d o r F i g u r a 2 . 4 : D i a g r a m a e m b l o c o s d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e .A p a r t e p r i n c i p a l d e u r n c a l i b r a d o r d e d o s e é a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o . A m a g n i t u d e d a c o r r e n t e p r o d u z i d a n a c â m a r a d e p e n d e d a q u a n t i d a d e d e r a d i o a t i v i -d a -d e p r e s e n t e . F^or c a u s a -d a s -d i f e r e n ç a s n o s t i p o s -d e r a -d i a ç ã o e m i t i -d a , e n e r g i a e a b u n d â n c i a d o s f ó t o n s , a t i v i d a d e s i g u a i s d e r a d i o n u c l í d e o s d i f e r e n t e s p o d e m p r o d u -z i r c o r r e n t e s d e i o n i -z a ç ã o d i f e r e n t e s . D e s t a m a n e i r a , u m a a t i v i d a d e d e 3 7 M B q d e 99mT c n ã o p r o d u z a m e s m a c o r r e n t e q u e u m a a t i v i d a d e d e 3 7 M B q d e1311 , p o r e x e m -p i o . I s t o s i g n i f i c a q u e o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e a -p r e s e n t a m d e -p e n d ê n c i a e n e r g é t i c a . P a r a m e d i r u m v a l o r v e r d a d e i r o d a a t i v i d a d e , o c i r c u i t o i n c l u i u m a m p l i f i -c a d o r d e t e n s ã o , q u e p r o d u z t e n s õ e s d i f e r e n t e s d e a -c o r d o -c o m o r a d i o n u -c l í d e o q u e e s t á s e n d o m e d i d o . N a F i g u r a 2 . 4 o s e l e t o r d e e s c a l a c o n s i s t e d e r e s i s t o r e s p a r a f o r n e c e r f a i x a s d e a t i v i d a d e d i f e r e n t e s . U m r e s i s t o r a d i c i o n a l p a r a c o r r e ç ã o d e i s ó t o p o s f o r n e c e u m a j u s t e n o g a -n h o d o a m p l i f i c a d o r d e t e -n s ã o p a r a q u e a t i v i d a d e s i g u a i s d e t o d o s o s r a d i o -n u c l í d e o s p r o d u z a m o m e s m o v a l o r n o m o s t r a d o r d o i n s t r u m e n t o .
2.3.3
Calibração
U m d o s p r e c u r s o r e s d o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e a t u a i s é a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o t i p o 1 3 8 3 A d e s e n v o l v i d a n o N a t i o n a l P h y s i c a l L a b o r a t o r y ( N P L ) , I n g l a t e r -r a . E s t a e -r a a c o m b i n a ç ã o d e u m a c â m a -r a d o t i p o p o ç o p a -r a m e d i d a d e -r a i o s g a m a e u m a c â m a r a d e p l a c a s p a r a l e l a s p a r a m e d i d a d e p a r t í c u l a s b e t a . C a d a c â m a r a e r a f o r n e c i d a c o m f a t o r e s d e c a l i b r a ç ã o p a r a v á r i o s r a d i o n u c l í d e o s5 1"6 7 e c o n s t r u í d a p a r a q u e o s r e s u l t a d o s o b t i d o s c o m u m a c â m a r a f o s s e m a p l i c á v e i s a o u t r a s d o m e s -m o t i p o s e f o s s e -m p r a t i c a d o s p r o c e d i -m e n t o s u n i f o r -m e s p a r a p r e p a r a ç ã o e -m e d i d a d a s f o n t e s .A c â m a r a t i p o 1 3 8 3 A , n o e n t a n t o , t i n h a u m a d e s v a n t a g e m , q u e e r a a n e -c e s s i d a d e d e s e f a z e r -c o r r e ç õ e s p a r a a t e m p e r a t u r a e p r e s s ã o a m b i e n t a i s . E l a f o i e n t ã o s u b s t i t u í d a p e l o c a l i b r a d o r d e d o s e t i p o 2 7 1 , q u e é a c o m b i n a ç ã o d e u m a c â m a r a d e i o n i z a ç ã o t i p o p o ç o ( m o d e l o 6 7 1 ) , p r e s s u r i z a d a , e u m e l e t r ô m e t r o ( m o d e l o 2 7 1 ) c o m m o s t r a d o r d i g i t a l q u e p e r m i t e a l e i t u r a d i r e t a e m u n i d a d e s d e a t i v i d a -d e ( M B q ) .2 6 A i m p l e m e n t a ç ã o d e u m p r o g r a m a d e c o n t r o l e d e q u a l i d a d e n o p r o j e t o e a c o n s t r u ç ã o d a c â m a r a t i p o 6 7 1 p e r m i t e m q u e c a d a c â m a r a f a b r i c a d a t e n h a a s m e s m a s c a r a c t e r í s t i c a s d e u m a c â m a r a d e r e f e r ê n c i a c a l i b r a d a e m a n t i d a n o N P L . A s s i m , p o r m e i o d a r e l a ç ã o c e r t i f i c a d a e n t r e e s t a c â m a r a d e r e f e r ê n c i a e t o d a s a s o u t r a s c â m a r a s d o m e s m o t i p o f a b r i c a d a s , l o g o q u e u m " n o v o " r a d i o n u c l í d e o é p a -d r o n i z a -d o , u m f a t o r -d e c a l i b r a ç ã o p o -d e s e r m e -d i -d o n o N P L e s e r e n t ã o -d i r e t a m e n t e a p l i c á v e l a t o d a s a s o u t r a s c â m a r a s f o r n e c e n d o r a s t r e a b i l i d a d e p a r a a s m e d i d a s d e s t e r a d i o n u c l í d e o p a r t i c u l a r .5 8 - 6 1 E s t e m é t o d o f o i a d o t a d o n a I n g l a t e r r a p a r a s e o b t e r r a s t r e a b i l i d a d e n a s m e d i d a s d e a t i v i d a d e c o m c a l i b r a d o r e s d e d o s e . O s c a l i b r a d o r e s d e d o s e c o m e r c i a i s s ã o n o r m a l m e n t e c a l i b r a d o s p e l o f a -b r i c a n t e u t i l i z a n d o s o l u ç õ e s p a d r ã o d o s r a d i o n u c l í d e o s ( c a l i -b r a ç ã o d i r e t a ) d e u m l a b o r a t ó r i o n a c i o n a l d e p a d r õ e s ( o u r a s t r e á v e l a e l e ) , o u a l t e r n a t i v a m e n t e p o r c o m p a r a ç ã o c o m u m i n s t r u m e n t o d e r e f e r ê n c i a ( c a l i b r a ç ã o i n d i r e t a ) . N a c a l i b r a ç ã o i n d i r e t a , a l e i t u r a d o i n s t r u m e n t o a s e r c a l i b r a d o e a d o i n s t r u m e n t o d e r e f e r ê n c i a d i r e -t a m e n -t e c a l i b r a d o s ã o c o m p a r a d a s p e l a i n -t r o d u ç ã o d e u m a f o n -t e d e r e f e r ê n c i a s o b c o n d i ç õ e s i d ê n t i c a s d e m e d i d a n o p o ç o d e c a d a u m a d a s c â m a r a s . A s c o n d i ç õ e s o p e r a c i o n a i s d a f o n t e a s e r m e d i d a s ã o a p l i c a d a s e a l e i t u r a d o p r i m e i r o i n s t r u m e n t o é a j u s t a d a , M u i t o s d o s c a l i b r a d o r e s d e d o s e a t u a i s p o s s u e m p r é - s e l e ç ã o p a r a d e z o u m a i s r a d i o n u c l í d e o s d e u s o m a i s f r e q ü e n t e , a l é m d a p o s s i b i l i d a d e d e a j u s t e p a r a d i -v e r s o s o u t r o s . Q u a n d o i s t o é f e i t o , o f a t o r d e c a l i b r a ç ã o e o a j u s t e c o r r e s p o n d e n t e
d e v e m s e r f o r n e c i d o s p e l o f a b r i c a n t e . E m o u t r o c a s o , e l e s p o d e m s e r e s t a b e l e c i -d o s p e l o u s u á r i o a p a r t i r -d o s -d a -d o s -d e -d e c a i m e n t o -d o r a -d i o n u c l í -d e o e m q u e s t ã o , m a s i s t o p o d e s e r f e i t o s o m e n t e s e a e f i c i ê n c i a d a c â m a r a e m f u n ç ã o d a e n e r g i a f o r c o n h e c i d a . V á r i o s a u t o r e s t ê m r e l a t a d o m é t o d o s p a r a d e t e r m i n a ç ã o d e c u r v a s d e e f i c i ê n c i a , i n c l u i n d o e x e m p l o s d e d a d o s p a r a t i p o s p a r t i c u l a r e s d e c â m a r a s d e i o n i z a ç ã o .6 2"6 4 E s t a s c u r v a s d e e f i c i ê n c i a s ã o e s p e c i a l m e n t e ú t e i s p a r a s e d e t e r m i -n a r o s f a t o r e s d e c a l i b r a ç ã o d e -n u c l í d e o s r a r o s p a r a o s q u a i s -n ã o e s t ã o d i s p o -n í v e i s p a d r õ e s p a r a c a l i b r a ç ã o , c o m o p o r e x e m p l o i m p u r e z a s r a d i o n u c l í d i c a s . A F i g u r a 2 . 5 m o s t r a u m a c u r v a d e e f i c i ê n c i a d e u m c a l i b r a d o r d e d o s e c o m e r c i a l t í p i c o . i i i i i 5 -1 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ -0
