Efeitos de radiações eletromagnéticas de diferentes energias em quartzo azul

Abstract

Neste trabalho, investigaram-se as propriedades dosimétricas do quartzo azul natural, com foco em suas possíveis aplicações na dosimetria clínica. O estudo foi dividido em quatro etapas: (1) caracterização do material em pó; (2) produção e caracterização de pastilhas sinterizadas; (3) avaliação das propriedades dosimétricas; e (4) testes em ambientes clínicos reais. Na primeira etapa, o quartzo azul em pó, com granulometria entre 0,018 e 0,075 mm, apresentou picos termoluminescentes (TL) em aproximadamente 121, 169, 203, 257 e 342 °C. Tratamentos térmicos a 600, 900, 1000 e 1200 °C modificaram a intensidade TL, sendo o tratamento a 1200 °C o mais eficaz, destacando-se um pico em torno de 204 °C. A sensibilização por pré-dose aumentou significativamente a resposta TL, com máxima intensidade após pré-dose de 1 kGy e ativação térmica a 550 °C. Na segunda etapa, pastilhas de quartzo azul com 6 mm de diâmetro e 1 mm de espessura foram sinterizadas a 1200 °C por uma hora, tornando-se mecanicamente resistentes e adequadas para manuseio, tratamentos térmicos e irradiações repetidas. A resposta TL inicial apresentou dois picos, mas uma sensibilização adicional com pré-dose de 500 Gy e ativação a 550 °C resultou em um aumento de aproximadamente 50 vezes na intensidade. A curva de emissão final exibiu seis picos, em 109, 150, 240, 259, 350 e 450 °C, com energias de ativação correspondentes de 0,92; 1,03; 1,19; 1,40; 1,75 e 1,90 eV. Na terceira etapa, para a avaliação das propriedades dosimétricas, selecionou-se o pico em torno de 214 °C, devido à sua estabilidade e repetibilidade. As pastilhas foram previamente selecionadas quanto à dispersão individual e grupal, resultando em um índice de variabilidade de 3%. As principais propriedades investigadas incluíram: linearidade (60Co: 0,302-8 Gy; 137Cs: 5-30 mGy), sensibilidade (metade da intensidade do TLD-100), desvanecimento (menor que 5% em 40 dias), dependência energética em baixas energias, tratamento térmico de reutilização (400 °C) e pré-aquecimento a 110 °C para eliminação de picos de baixa temperatura. A análise espectral entre 300 e 550 nm revelou duas bandas de emissão: 380 e 460 nm. Observou-se que o pico a 110 °C está associado à emissão em 380 nm, enquanto os picos em torno de 220 °C e 450 °C correspondem às bandas de 380 e 460 nm. Na quarta etapa, realizaram-se testes clínicos. No setor de Medicina Nuclear do Instituto do Coração da USP, pastilhas foram posicionadas em uma cuba de água contendo duas seringas com Tc-99m (32 e 15,5 mCi). As curvas TL obtidas permitiram mapear as doses absorvidas, evidenciando maior exposição próxima à seringa de maior atividade. Na área de Radioterapia do Hospital do Câncer de Uberlândia, pastilhas foram inseridas em um simulador pediátrico de cabeça e irradiadas em um acelerador linear Versa HD. As leituras apresentaram concordância melhor que 5% em relação aos valores de referência do planejamento clínico. Os resultados demonstram que o quartzo azul natural possui características adequadas para uso como dosímetro termoluminescente, destacando-se pelo baixo custo, reusabilidade e resposta estável, indicando seu potencial para aplicações em dosimetria clínica.