Detectores de Radiação: Princípios e Aplicações

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DESCRIÇÃO
Os principais detectores de radiações ionizantes, processos de calibração, manuseio e aplicações.
PROPÓSITO
O método mais eficiente, prático e seguro para que qualquer profissional possa, em sua prática diária,
detectar e mensurar as radiações ionizantes, para fins de proteção radiológica ou terapêuticos, é a partir
dos instrumentos de medições, conhecidos como detectores de radiação.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer os princípios da metrologia
MÓDULO 2
Identificar os princípios físicos dos detectores a gás
MÓDULO 3
Identificar os princípios físicos dos dosímetros: TLD, OSLD e filmes
INTRODUÇÃO
Aplicações das radiações ionizantes requerem, invariantemente, o uso de um detector de radiação, ou
seja, um equipamento que tenha sensibilidade para detectar a presença da radiação, ou mesmo para
quantificá-la. Eles são importantes também em proteção radiológica, pois não temos sensores para
radiação ionizante em nosso corpo. Este conteúdo procura detalhar os principais detectores utilizados
em medições das radiações ionizantes.
MÓDULO 1
 Reconhecer os princípios da metrologia
METROLOGIA: DEFINIÇÃO
A metrologia é definida como a ciência da medição, que abrange aspectos teóricos e práticos, qualquer
que seja a incerteza em qualquer campo da ciência ou da tecnologia.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Os diversos campos de aplicações da metrologia.
A metrologia possibilita saber a precisão das medições e garantir que padrões comuns sejam usados,
com o objetivo central de sustentar a incerteza da unidade em um nível que se torne uma contribuição
desprezível para a incerteza global atribuída ao valor de uma grandeza física.
 
Foto: Shutterstock.com
DEFINIÇÕES METROLÓGICAS (VOCABULÁRIO
INTERNACIONAL DE METROLOGIA – VIM)
O Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) publicou, em 2012, a tradução luso-
brasileira da edição do International Vocabulary of Metrology (para Vocabulário internacional de
metrologia - VIM, em português). Na sequência, estão algumas definições importantes para o uso
prático da metrologia (INMETRO, 2012).
PADRÃO
Veja a definição e classificação dos padrões metrológicos.
UM PADRÃO É A REALIZAÇÃO DA DEFINIÇÃO DE DADA
GRANDEZA, COM VALOR DETERMINADO E INCERTEZA DE
MEDIÇÃO ASSOCIADA, UTILIZADA COMO REFERÊNCIA.
Esses padrões podem ser:
PADRÃO INTERNACIONAL
Reconhecido por um acordo internacional.
PADRÃO NACIONAL
Reconhecido por decisão nacional.
PADRÃO PRIMÁRIO
Mais altas qualidades metrológicas e cujo valor é aceito sem referência a outros padrões de mesma
grandeza.
PADRÃO SECUNDÁRIO
Estabelecido por comparação a um padrão primário de mesma grandeza.
RASTREABILIDADE
Propriedade do resultado de uma medição, de forma que possa ser relacionado com uma referência
por meio de uma cadeia hierárquica interrupta e documentada de calibrações, geralmente padrões
nacionais ou internacionais, cada uma contribuindo para a incerteza de medição.
Padrões nacionais
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Hierarquia piramidal do sistema metrológico.
EXATIDÃO DE MEDIÇÃO
Também conhecida como acurácia, a exatidão avalia o grau de concordância entre um valor medido e
um valor verdadeiro de um mensurando.
 EXEMPLO
Avaliar o quanto a resposta de um detector se aproxima do valor correto ou verdadeiro da grandeza que
mede. O resultado é tanto mais exato quanto mais próximo estiver do valor verdadeiro. A exatidão só
pode ser avaliada por comparação com um padrão.
TEORIA NA PRÁTICA
Na metrologia, há diversos parâmetros que devem ser considerados durante o processo de medição.
Entre eles, estão a precisão e a exatidão, que, embora tenham definições distintas, é muito comum
serem confundidas. A seguir, há uma representação comparativa da precisão e da exatidão em medidas
experimentais.
 
Imagem: Nilséia Barbosa.
 Representação comparativa da precisão e da exatidão.
Vamos agora diferenciar os conceitos de exatidão e precisão nas medições?
RESOLUÇÃO
Exatidão: grau de concordância entre os valores medidos e o valor verdadeiro de um mensurando. Os
itens “b” e “d” da figura anterior exemplificam bem a alta exatidão dos valores medidos. Uma medição
é dita mais exata quando fornece um erro de medição menor.
Precisão: grau de concordância entre os valores medidos, obtidos por medições repetidas, no mesmo
objeto ou em objetos similares, sob condições especificadas. É muito utilizada para definir a
repetibilidade e a reprodutibilidade da medição e é expressa, geralmente, pelo desvio-padrão, pela
variância ou pelo coeficiente de variação, sob condições especificadas de medição. Os itens “c” e “d”
da figura anterior exemplificam bem o conceito de precisão nas medições.
INCERTEZA DE MEDIÇÃO
É um parâmetro que caracteriza a dispersão estatística dos valores atribuídos a uma grandeza medida
(mensurando). Todas as medições estão sujeitas à incerteza, e um resultado de medição é completo
apenas quando é acompanhado por uma declaração da incerteza associada, como o desvio-padrão, o
erro-padrão ou a metade da amplitude de um intervalo, tendo probabilidade de abrangência
determinada.
MEDIÇÃO DE INCERTEZAS
Para conhecer a aplicação das incertezas na metrologia das radiações ionizantes, vejamos alguns
exemplos no vídeo a seguir.
CALIBRAÇÃO
Conjunto de operações que, sob condições específicas:
Determina a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição e os valores
correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões.
Utiliza essa informação para estabelecer uma relação (fator de calibração), visando à obtenção de
um resultado de medição a partir de uma indicação no instrumento.
A seguir, compreenda a relação entre os valores medidos e padrões:
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Esquema da relação entre os valores medidos e padrões.
Algumas razões para calibrar os detectores de radiação:
Conhecer seu funcionamento.
Conhecer as incertezas dos resultados obtidos.
Colocar os resultados em uma cadeia metrológica.
LABORATÓRIO DE CALIBRAÇÃO
Na metrologia das radiações ionizantes, há uma rede internacional, ligada à Agência Internacional de
Energia Atômica (IAEA, na sigla em inglês), de laboratórios-padrão que têm como missão manter os
padrões das grandezas relacionadas com a área, seguindo as diretrizes do Escritório Internacional de
Pesos e Medidas (BIPM, na sigla em francês).
A consistência das medições entre laboratórios nacionais e internacionais de metrologia é mantida por
meio de comparações, diretas ou indiretas, de sua competência de medição, estabelecendo um sistema
hierárquico internacional de rastreabilidade dessas medições. Esse sistema geral se aplica tanto à
dosimetria quanto às medições de radioatividade.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Hierarquia piramidal dos laboratórios de calibração.
O responsável no Brasil, designado pelo Inmetro, é o Laboratório Nacional de Metrologia das
Radiações Ionizantes (LNMRI), vinculado ao Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD) da
Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). O LNMRI guarda e dissemina os padrões nacionais das
unidades no Sistema Internacional (SI) das grandezas básicas: kerma, fluência, equivalente de dose,
dose absorvida e atividade, para as várias aplicações das radiações ionizantes na indústria, na medicina
e em outros campos.
 SAIBA MAIS
O LNMRI integra, desde 1976, a rede de laboratórios de dosimetria padrão secundário (SSDL, na sigla
em inglês) da IAEA e da Organização Mundial da Saúde (OMS), e fornece rastreabilidade dos
resultados para medir o padrão de acordo com a ISO/IEC 17025 (PEIXOTO, 2016).
As instalações do LNMRI são distribuídas em 24 laboratórios e áreas de apoio preparados para a
calibração de fontes e substâncias radioativas, conforme veremos a seguir, além da realização de
programas de intercomparação e de pesquisa e desenvolvimento.
METROLOGIA DE RADIONUCLÍDEOS
Fornecimentode fontes radioativas certificadas.
Padronização absoluta de radionuclídeos.
Padronização relativa.
Produção de amostras de materiais de referência em matrizes naturais.
Teste de proficiência para medição de radionuclídeos em serviços de medicina nuclear e nos
laboratórios de análises ambientais no Brasil.
METROLOGIA DE NÊUTRONS
Calibração de fontes de nêutrons.
Calibração de monitores de área e individuais em feixes de nêutrons.
Irradiação de monitores individuais e de amostras.
METROLOGIA DE RAIOS X, GAMA E ELÉTRONS
Calibração dos padrões de referência para a rede de laboratórios de metrologia.
Calibração de dosímetros clínicos utilizados em radioterapia.
Calibração de monitores de área e de contaminação utilizados em proteção radiológica.
Calibração de dosímetros.
Desenvolvimento de novos sistemas para calibração de detectores.
Padronização absoluta na grandeza kerma no ar.
Um sistema de calibração deve cumprir as seguintes exigências:

Fator de calibração rastreado aos sistemas absolutos e ao BIPM.
Aprovação em testes de qualidade (comparações interlaboratoriais, protocolos e sistemas já
consagrados internacionalmente).


Incertezas bem estabelecidas e pequenas.
Resultados, rastreados ao BIPM e acompanhados de certificados registrados.


Fatores de influência sob controle.
Fatores de interferência conhecidos.


Integração aos sistemas de um laboratório de calibração.
Por que calibrar periodicamente um instrumento de medição?
 RESPOSTA
A calibração periódica busca garantir a confiabilidade dos serviços prestados pelo usuário, tornando os
instrumentos que influenciam cada serviço rastreáveis aos padrões internacionais estabelecidos pelo
Inmetro.
CALIBRAÇÃO
Está na hora de reconhecermos o processo de calibração a partir da diferenciação dos processos de
medição, calibração, regulagem e aferição. Vamos lá!
GRANDEZAS FUNDAMENTAIS CALIBRADAS NOS
PADRÕES NACIONAIS
A grandeza dosimétrica fundamental na qual os padrões nacionais são calibrados para o uso das
radiações ionizantes na medicina é a grandeza kerma no ar.
RADIODIAGNÓSTICO
Em radiodiagnóstico, a partir do kerma no ar, podem-se determinar todas as demais grandezas de uso
prático.

RADIOTERAPIA
Na radioterapia, além da grandeza kerma no ar, a grandeza dose absorvida na água é também
padronizada no LNMRI.
OS PADRÕES NACIONAIS SÃO CALIBRADOS NO BIPM, E
AS GRANDEZAS SÃO DISSEMINADAS PARA DIFERENTES
QUALIDADES DE FEIXES DE RADIAÇÃO.
A calibração de monitores de área e individual, para feixes de fótons de raios X ou gama, no LNMRI, é
realizada de acordo com a grandeza e a unidade apresentada pelo instrumento, inclusive em unidades
do SI. Por exemplo, se o instrumento estiver em mR/h, será calibrado em taxa de exposição; se estiver
em Gy/s, será calibrado em taxa de kerma no ar etc. (PEIXOTO, 2016).
DETECTORES DE REFERÊNCIA
Todos os instrumentos usados como detectores de radiação devem ter calibração rastreável a um
padrão de dosimetria reconhecido. Um pré-requisito para a medição de uma grandeza dosimétrica,
como o kerma no ar, por exemplo, é que haja um sistema de medição internacional que determine a
grandeza e sua unidade.
 EXEMPLO
Os laboratórios de dosimetria padrão primário (PSDL, na sigla em inglês) empregam câmaras de
ionização de ar livre para a medição da dose absorvida rastreável à unidade de dose absorvida (Gy) no
SI. Os laboratórios de dosimetria padrão secundário (SSDL) calibram seus instrumentos de classe de
referência em PSDL e os usam como seus padrões de dosimetria locais. Portanto, a rastreabilidade das
medições para o PSDL específico é mantida. A principal função do SSDL é preencher a lacuna entre um
PSDL e o usuário do detector.
O esquema a seguir apresenta a cadeia de rastreabilidade dos laboratórios.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Cadeia de rastreabilidade dos laboratórios.
As câmaras de ionização de ar livre são frequentemente usadas por PSDL como o padrão primário
para a determinação de kerma no ar, no qual as câmaras-padrão secundárias de SSDL são calibradas.
As câmaras de ionização são dispositivos técnicos definidos especificamente com características
metrológicas aplicadas para medições de radiação de ionização, como proteção, terapia e raios X
aplicados em diagnóstico. As mais comuns usadas para esses fins devem ter seu volume sensível
preenchido com gás (geralmente ar), de modo que se comunique com a atmosfera, independentemente
de sua forma geométrica ou volume.
REDE METROLÓGICA INTERNACIONAL
Você conhece as etapas da metrologia? O vídeo a seguir explicará o funcionamento e a importância da
rede metrológica e como ela atua no Brasil para as radiações ionizantes. Vamos conferir!
DEMONSTRAÇÃO
O monitor de um acelerador linear deve ser calibrado usando uma câmara de ionização. A câmara de
ionização é colocada a uma profundidade de 5cm em um simulador de água e irradiada com raios X de
4MV. 
Geometria: tamanho do campo = ; distância da fonte à superfície do simulador (SSD) é
80cm.
10x10cm2
Após uma irradiação de 120s, a câmara do monitor mostra um valor de 3,00Gy, e um valor de 213,3nC é
obtido pela câmara de calibração. 
Pressão: 100kPa; temperatura: 295K.
Para determinar a recombinação de íons, a câmara é irradiada usando as tensões aplicadas de 300V e
100V. A razão dos valores medidos nas duas tensões é 1,012. Se o objetivo do monitor for fornecer uma
dose absorvida a uma profundidade de 5cm, com um tamanho de campo de , mostre que o
fator de calibração do monitor é de aproximadamente 1,012.
Dados: o fator de calibração da câmara de ionização é
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
RESOLUÇÃO
A dose absorvida na água é dada pela equação:
em que é o valor medido corrigido para as grandezas de influência:
 = (fator de calibração para a câmara utilizada, calibrada no feixe de fótons
de 60Co, em termos de dose absorvida na água, para T = 293K e p = 101,3kPa).
 (fator específico da câmara para corrigir a diferença entre a qualidade do feixe de
referência e a qualidade específica usado, Q. Valor tabelado – IAEA, 2000, tabela 14). 
 (carga medida).
O fator de correção para temperatura e pressão é dado por:
O fator de correção para recombinação dos íons, , é dado por (IAEA, 2000):
em que se e . Então, as constantes são (IAEA, 2000, tabela 9):
, , . Substituindo na equação 
:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
10x10cm2
ND, a  =  0,0139Gy/nC (p = 101,3kPa e T =  293K
Dágua, Q =  MQND,a kQ
MQ
MQ = MRkT ,p ks
ND,a  =  0,0139  Gy / nC  
kQ = 0,998 
MR = 213,3 nC  
kT ,p 
kT ,p =
( 101,3 ) ( 295 )
( 100 ) ( 293 )
ks
ks =  a0  +  a1 ( )+a2 ( )
2
M1
M2
M1
M2
= 1,012 
M1
M2
V1  =  300V V2  =  100V
a0 = 1,198 a1 =   − 0,875 a2 = 0,677
ks =  a0  +  a1 ( )+a2 ( )
2
M1
M2
M1
M2
ks =  1,198  +   − 0,875 (1,012)+0,677 (1,012)
2 = 1,00585
javascript:void(0)
Substituindo na primeira equação apresentada: 
. Como o
valor do monitor é 3,00Gy, isso dá o fator de calibração igual a 3,036Gy/3,00Gy = 1,012, conforme
pedido.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
PROPRIEDADES DE UM DETECTOR
Para todos os tipos de detectores, há algumas propriedades importantes, que devem ser conhecidas, a
fim de que suas respostas sejam adequadamente interpretadas e empregadas corretamente, tais como:
REPETITIVIDADE
Definida pelo grau de concordância dos resultados obtidos sob as mesmas condições de medição.
REPRODUTIBILIDADE
Grau de concordância dos resultados obtidos em diferentes condições de medição.
ESTABILIDADE
Aptidão do instrumento em conservar constantes suas características de medição ao longo do tempo.
EXATIDÃO
Grau de concordância dos resultados com o “valor verdadeiro” ou “valor de referência” a ser
determinado.
PRECISÃO
Dágua, Q = (213,3 nC)  ⋅ (1,00585)  ⋅ (0,998)  ⋅( )   =  3,036 Gy
0,0139 Gy
nC
( 101,3 ⋅ 295 )
(100 . 293)Grau de concordância dos resultados entre si, normalmente expresso pelo desvio-padrão em relação à
média.
SENSIBILIDADE
Razão entre a variação da resposta de um instrumento e a correspondente variação do estímulo.
EFICIÊNCIA
Capacidade de converter em sinais de medição os estímulos recebidos.
A eficiência ( ) de um detector relaciona a resposta do detector com a quantidade de radiação que o
atingiu (essa definição corresponde à eficiência intrínseca, que independe da geometria de irradiação).
De maneira geral, é dada por:
que tem expressões mais específicas para cada tipo de detector. A eficiência é um reflexo da interação
da radiação com o volume sensível do detector: mais interação implica maior eficiência. Dessa maneira,
a eficiência depende da energia da radiação, e a representação de em função da energia é, muitas
vezes, chamada de dependência energética do detector.
Quando a eficiência é dependente das características de construção, da geometria de medição, além da
fonte de radiação que está sendo medida, essa definição corresponde à eficiência absoluta.
ε
ε
ε =
resposta
estímulo
ε
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS DETECTORES
Está na hora de conhecermos as principais características esperadas em um bom detector de radiação.
Vamos lá!
MÃO NA MASSA
1. ANALISE AS AFIRMATIVAS A SEGUIR ACERCA DA CALIBRAÇÃO E DA
CONFIABILIDADE METROLÓGICA DE DETECTORES DE RADIAÇÃO. 
 
I – TODO INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO DEVE SER CALIBRADO, DE MODO A
AUMENTAR A CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS APRESENTADOS POR ELE. 
 
II – A CALIBRAÇÃO DE DETECTORES DE RADIAÇÃO É FEITA COMPARANDO-SE
SUAS CARACTERÍSTICAS DE MEDIÇÃO COM OS PADRÕES DE REFERÊNCIA,
SOB CONDIÇÕES RIGOROSAMENTE CONTROLADAS. 
 
III – A UTILIZAÇÃO DE UM DETECTOR PARA CONDIÇÕES DIFERENTES
DAQUELAS EM QUE FOI CALIBRADO SÓ PODE SER FEITA COM A UTILIZAÇÃO
DE FATORES DE CONVERSÃO ADEQUADOS. 
 
ESTÃO CORRETAS AS AFIRMATIVAS:
A) I e II, apenas.
B) I e III, apenas.
C) II e III, apenas.
D) I, II e III.
E) I, apenas.
2. DE ACORDO COM AS DEFINIÇÕES METROLÓGICAS (VOCABULÁRIO
INTERNACIONAL DE METROLOGIA – VIM), O GRAU DE CONCORDÂNCIA ENTRE
O RESULTADO DE UMA MEDIÇÃO E UM VALOR VERDADEIRO DE UM
MENSURANDO DENOMINA-SE:
A) Repetitividade
B) Exatidão de medição
C) Erro de medição
D) Incerteza de medida
E) Precisão de medição
3. CALIBRAÇÃO É UM CONCEITO MUITO ÚTIL E ROTINEIRAMENTE UTILIZADO
NOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO DE RADIAÇÕES IONIZANTES. ASSINALE A
ALTERNATIVA QUE APRESENTA CORRETAMENTE O CONCEITO DE
CALIBRAÇÃO, SEGUNDO O VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA
(VIM).
A) Processo de obtenção experimental de um ou mais valores que podem ser, razoavelmente, atribuídos
a uma grandeza.
B) Quociente entre a variação de uma indicação do sistema de medição e a variação correspondente ao
valor da grandeza medida.
C) Conjunto de operações efetuadas em um sistema de medição, de modo que ele forneça indicações
prescritas correspondentes a determinados valores de uma grandeza a ser medida.
D) Condição de medição em um conjunto de condições, as quais incluem diferentes locais, diferentes
operadores, diferentes sistemas de medição e medições repetidas no mesmo objeto ou em objetos
similares.
E) Relação entre os valores indicados por um instrumento de medição e os valores correspondentes das
grandezas estabelecidas por padrões e, em uma segunda, utiliza essa informação para estabelecer uma
relação visando à obtenção de um resultado de medição a partir de uma indicação.
4. ACERCA DO SISTEMA DE CALIBRAÇÃO, ANALISE: 
 
I – CONJUNTO DE DETECTORES QUE PERMITE APENAS MEDIR UMA
GRANDEZA RADIOLÓGICA DE MODO RELATIVO. 
 
II – SÃO EXIGÊNCIAS A CUMPRIR, ENTRE OUTRAS: FATOR DE CALIBRAÇÃO
RASTREADO AOS SISTEMAS ABSOLUTOS E AO ESCRITÓRIO INTERNACIONAL
DE PESOS E MEDIDAS (BIPM), APROVAÇÃO EM TESTES DE QUALIDADE
(COMPARAÇÕES INTERLABORATORIAIS, PROTOCOLOS E SISTEMAS JÁ
CONSAGRADOS INTERNACIONALMENTE). 
 
III – INCERTEZAS BEM ESTABELECIDAS E PEQUENAS, FATORES DE
INFLUÊNCIA SOB CONTROLE E FATORES DE INTERFERÊNCIA CONHECIDOS. 
 
ESTÁ(ÃO) CORRETA(S) APENAS A(S) AFIRMATIVA(S):
A) I
B) III
C) I e II
D) I e III
E) II e III
5. SOBRE AS PROPRIEDADES DE UM DETECTOR, MARQUE V PARA AS
AFIRMATIVAS VERDADEIRAS E F PARA AS FALSAS. 
 
( ) EFICIÊNCIA: CAPACIDADE DE CONVERTER EM SINAIS DE MEDIÇÃO OS
ESTÍMULOS RECEBIDOS. 
 
( ) PRECISÃO: REFERE‐SE AO GRAU DE CONCORDÂNCIA DOS RESULTADOS
COM O “VALOR VERDADEIRO” OU “VALOR DE REFERÊNCIA” A SER
DETERMINADO. 
 
( ) EXATIDÃO: GRAU DE CONCORDÂNCIA DOS RESULTADOS ENTRE SI,
NORMALMENTE EXPRESSO PELO DESVIO-PADRÃO EM RELAÇÃO À MÉDIA. 
 
( ) SENSIBILIDADE: RAZÃO ENTRE A VARIAÇÃO DA RESPOSTA DE UM
INSTRUMENTO E A CORRESPONDENTE VARIAÇÃO DO ESTÍMULO. 
 
A SEQUÊNCIA ESTÁ CORRETA EM:
A) V, F, F, V
B) F, V, F, V
C) V, F, V, F
D) F, V, V, F
E) F, V, V, V
6. SOBRE A EFICIÊNCIA DE UM DETECTOR, É CORRETO AFIRMAR QUE:
A) A eficiência intrínseca de um detector depende unicamente da quantidade de partículas incidentes.
B) O tipo e a energia de radiação, normalmente, são fatores ligados às características extrínsecas do
detector.
C) Os fatores que influenciam a eficiência absoluta do detector diferem para cada tipo. Entre eles, estão
o número atômico do elemento sensível do detector, o estado físico do material, a tensão de operação
(para detectores que usam campo elétrico), a sensibilidade da emulsão fotográfica (para filmes) e outros
parâmetros, que são ligados às características físico-químicas de seus materiais constituintes.
D) A eficiência absoluta está relacionada não só com suas características de construção, mas também
com a fonte de radiação que está sendo medida, com o meio e com a geometria de medição.
E) Entre os fatores que influem na eficiência intrínseca, estão a distância do emissor, o tipo do feixe
emitido (radial, colimado), o meio entre o detector e a fonte emissora, além daqueles que influenciam a
eficiência absoluta do detector.
GABARITO
1. Analise as afirmativas a seguir acerca da calibração e da confiabilidade metrológica de
detectores de radiação. 
 
I – Todo instrumento de medição deve ser calibrado, de modo a aumentar a confiabilidade dos
resultados apresentados por ele. 
 
II – A calibração de detectores de radiação é feita comparando-se suas características de
medição com os padrões de referência, sob condições rigorosamente controladas. 
 
III – A utilização de um detector para condições diferentes daquelas em que foi calibrado só pode
ser feita com a utilização de fatores de conversão adequados. 
 
Estão corretas as afirmativas:
A alternativa "D " está correta.
As três afirmativas estão corretas. Todo instrumento de medição deve ser calibrado para garantir
confiabilidade em suas medições, e a calibração deve ser realizada em padrões de referência
(laboratórios primários ou secundários). Além disso, se for utilizado em condições diferentes da
calibração, são necessários fatores de conversão.
2. De acordo com as definições metrológicas (Vocabulário internacional de metrologia – VIM), o
grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro de um
mensurando denomina-se:
A alternativa "B " está correta.
A exatidão avalia o quanto a resposta do instrumento de medição aproxima-se do valor correto ou
verdadeiro da grandeza que mede.
3. Calibração é um conceito muito útil e rotineiramente utilizado nos instrumentos de medição de
radiações ionizantes. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o conceito de calibração,
segundo o Vocabulário internacional de metrologia (VIM).
A alternativa "E " está correta.
Segundo o VIM, a definição mais precisa para o conceito de calibração é: “Operação que estabelece,
sob condições especificadas, numa primeira etapa, uma relação entre os valores e as incertezas de
medição fornecidos por padrões e as indicações correspondentes com as incertezas associadas; numa
segunda etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação visando a obtenção de um
resultado de medição a partir de uma indicação”(INMETRO, 2012).
4. Acerca do sistema de calibração, analise: 
 
I – Conjunto de detectores que permite apenas medir uma grandeza radiológica de modo relativo. 
 
II – São exigências a cumprir, entre outras: fator de calibração rastreado aos sistemas absolutos
e ao Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), aprovação em testes de qualidade
(comparações interlaboratoriais, protocolos e sistemas já consagrados internacionalmente). 
 
III – Incertezas bem estabelecidas e pequenas, fatores de influência sob controle e fatores de
interferência conhecidos. 
 
Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s):
A alternativa "E " está correta.
A afirmativa I está incorreta porque um sistema de calibração permite medir uma grandeza radiológica
não apenas de modo relativo, mas também absoluto.
5. Sobre as propriedades de um detector, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as
falsas. 
 
( ) Eficiência: capacidade de converter em sinais de medição os estímulos recebidos. 
 
( ) Precisão: refere‐se ao grau de concordância dos resultados com o “valor verdadeiro” ou
“valor de referência” a ser determinado. 
 
( ) Exatidão: grau de concordância dos resultados entre si, normalmente expresso pelo desvio-
padrão em relação à média. 
 
( ) Sensibilidade: razão entre a variação da resposta de um instrumento e a correspondente
variação do estímulo. 
 
A sequência está correta em:
A alternativa "A " está correta.
Precisão refere-se ao grau de concordância dos resultados entre si, normalmente expresso pelo desvio-
padrão em relação à média, e exatidão avalia o quanto a resposta do detector aproxima-se do valor
correto ou verdadeiro da grandeza que mede. Logo, apenas a primeira e a última opção estão corretas.
O termo “exatidão” não deve ser utilizado no lugar de veracidade de medição, assim como o termo
“precisão” não deve ser utilizado para expressar exatidão de medição, o qual, contudo, está relacionado
com ambos os conceitos.
6. Sobre a eficiência de um detector, é correto afirmar que:
A alternativa "D " está correta.
As alternativas A, B, C e E estão incorretas. Quanto à alternativa A, a eficiência intrínseca depende da
energia da radiação. Quanto à alternativa B, o tipo de radiação está ligado às características absolutas
da eficiência. Quanto à alternativa C, os fatores que influenciam a eficiência absoluta de um detector
são: características de construção, geometria de medição, meio e fonte de radiação. Quanto à
alternativa E, a eficiência intrínseca é afetada pela energia.
GABARITO
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. O CONCEITO DE INCERTEZA É CORRIQUEIRAMENTE UTILIZADO EM
METROLOGIA, E SUA AVALIAÇÃO É DE EXTREMA IMPORTÂNCIA NOS
PROCESSOS DE MEDIÇÕES. COM RELAÇÃO À INCERTEZA DE MEDIÇÃO,
ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA.
A) Caracteriza a dispersão dos valores atribuídos a um mensurando, com base nas informações
utilizadas.
B) Compreende componentes provenientes de efeitos aleatórios, tais como componentes associados a
correções e valores atribuídos a padrões, assim como a incerteza definicional.
C) Número maior do que um pelo qual uma incerteza-padrão combinada é multiplicada para obter-se
uma incerteza de medição expandida.
D) Relação matemática entre todas as grandezas que, sabidamente, estão envolvidas em uma medição.
E) Grandeza que deve ser medida, ou grandeza cujo valor pode ser obtido de outro modo, para calcular
um valor medido de um mensurando.
2. UM SISTEMA DE CALIBRAÇÃO É UM CONJUNTO DE DETECTORES E
UNIDADES DE PROCESSAMENTO QUE PERMITE MEDIR UMA GRANDEZA
RADIOLÓGICA DE MODO ABSOLUTO OU RELATIVO. PARA ISSO, OS
DETECTORES NECESSITAM OBEDECER A CERTOS REQUISITOS, A FIM DE
SEREM PADRONIZADOS PARA O USO EM PROTEÇÃO RADIOLÓGICA E EM
METROLOGIA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES. ASSINALE A ALTERNATIVA QUE
APRESENTA CORRETAMENTE UMA PROPRIEDADE ESPECÍFICA DO SISTEMA
DE CALIBRAÇÃO DE RADIAÇÃO.
A) Reprodutibilidade e repetitividade.
B) Baixa dependência direcional e rotacional.
C) Apresentar fator de calibração bem estabelecido.
D) Ser construído com material tecido-equivalente.
E) Fator de calibração rastreado aos sistemas absolutos e ao Escritório Internacional de Pesos e
Medidas (BIPM).
GABARITO
1. O conceito de incerteza é corriqueiramente utilizado em metrologia, e sua avaliação é de
extrema importância nos processos de medições. Com relação à incerteza de medição, assinale a
alternativa correta.
A alternativa "A " está correta.
 
Segundo o VIM, a incerteza de medição é o parâmetro que caracteriza a dispersão estatística dos
valores atribuídos a uma grandeza medida (o mensurando). A incerteza de medição inclui componentes
provenientes de efeitos sistemáticos, tais como componentes associados a correções e a valores
atribuídos a padrões, assim como a incerteza definicional. Algumas vezes, não são corrigidos efeitos
sistemáticos estimados, mas, em vez disso, são incorporados componentes de incerteza de medição
associados. A única alternativa que corresponde corretamente à definição de incerteza é a opção A.
2. Um sistema de calibração é um conjunto de detectores e unidades de processamento que
permite medir uma grandeza radiológica de modo absoluto ou relativo. Para isso, os detectores
necessitam obedecer a certos requisitos, a fim de serem padronizados para o uso em proteção
radiológica e em metrologia das radiações ionizantes. Assinale a alternativa que apresenta
corretamente uma propriedade específica do sistema de calibração de radiação.
A alternativa "E " está correta.
 
Um sistema de calibração deve cumprir as seguintes exigências: fator de calibração rastreado aos
sistemas absolutos e ao BIPM; comparações interlaboratoriais, protocolos e sistemas consagrados
internacionalmente; incertezas bem estabelecidas e pequenas; resultados rastreados ao BIPM e
acompanhados de certificados registrados; fatores de influência sob controle; fatores de interferência
conhecidos; e também integração aos sistemas de um laboratório de calibração.
MÓDULO 2
 Identificar os princípios físicos dos detectores a gás
DETECTORES A GÁS: PRINCÍPIOS BÁSICOS
Detectores a gás são conhecidos como dispositivos ativos, pois necessitam de energia elétrica para
funcionar. Eles são basicamente constituídos de um capacitor preenchido com um gás (câmara de gás).
Entre os eletrodos do capacitor, é aplicada uma diferença de potencial, que tem o papel de dirigir os
elétrons liberados no gás aos eletrodos de sinal contrário. As paredes externas desses detectores
podem ser seletivas para algum tipo de radiação.
CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS DOS
DETECTORES A GÁS
O esquema a seguir resume algumas características básicas de um detector/câmara a gás.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Características dos detectores a gás.
REGIÃO DE OPERAÇÃO
Conforme o valor de tensão aplicada entre o cátodo (carcaça) e o ânodo vai aumentando, há um modo
diferente de funcionamento da câmara, conhecido como região de operação.
A probabilidade de interação da radiação com o gás, resultando na formação de pares de íons
(separação de partículas em positivo-negativas), assim formados, varia com o campo elétrico aplicado
(ou tensão aplicada) ao gás dentro do volume sensível (TAUHATA, 2014).
ATIVIDADE DE REFLEXÃO DISCURSIVA
QUE PASSA COM A RADIAÇÃO QUE INCIDE DENTRO
DO DETECTOR GASOSO?
RESPOSTA
Os íons criados pela radiação são acelerados pelo campo elétrico do detector…
Íons primários: íons criados pela radiação incidente. 
Ionizações secundárias: íons criados pelos íons primários. 
Recombinação: íons criados que se “associam” e se neutralizam.
A escolha da tensão aplicada é muito importante: ela deve ser suficiente para coletar todas as cargas
produzidas antes de haver recombinação, mas não deve ser tão alta a ponto de romper a rigidez
dielétrica do gás.
Dentro desses limites, a tensão também define o regime de trabalho do detector. A seguir, veremos o
esquema de variação da amplitude de pulso de um detector de radiação a gás,com variação da tensão
aplicada entre os eletrodos.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Variação da amplitude de pulso de um detector de radiação a gás.
javascript:void(0)
REGIÕES DE OPERAÇÃO DOS DETECTORES
Veja agora o funcionamento e os diferentes fenômenos nas regiões de operação. Vamos lá!
Os principais modos de operação serão resumidos a seguir:
REGIÃO DE RECOMBINAÇÃO
Campo elétrico fraco. 
Os pares de íons movem-se lentamente em direção aos respectivos eletrodos. 
Os íons diferem na frequência de recombinação. 
Pulsos de corrente e tensão de pequena amplitude. 
Região não conveniente para operação. 
CÂMARA DE IONIZAÇÃO
O campo elétrico aumenta, e a recombinação de íons torna-se desprezível (saturação de íons). 
Todas as cargas geradas são coletadas. 
A amplitude do pulso de saída é proporcional à energia da radiação. 
Útil para medições de energia de radiação.
CONTADOR PROPORCIONAL
Conforme o campo elétrico aumenta, os pares de íons primários causam ionizações secundárias. 
A amplitude do pulso de saída é amplificada por um fator constante, assegurando proporcionalidade do
pulso de saída. 
Útil para medições espectroscópicas de radiação.
PROPORCIONALIDADE LIMITADA
O aumento adicional no campo elétrico favorece múltiplas ionizações secundárias. 
Os elétrons são coletados rapidamente, mas os íons positivos, movendo-se lentamente, formam uma
nuvem espacial ao redor do ânodo. 
Isso perturba o campo elétrico e leva à proporcionalidade limitada entre a energia e a amplitude do pulso
de saída. 
Nessa região, os detectores não operam.
CONTADOR GEIGER-MÜLLER (GM)
O campo elétrico é elevado para um valor em que os pares de íons primários causam mais ionizações
secundárias múltiplas, levando à produção de avalanche. 
A amplitude do pulso de saída fica saturada. 
Útil apenas para detecção de radiação.
DESCARGA CONTÍNUA
Há um aumento muito grande da carga coletada com a tensão aplicada.
Essa região deve ser evitada quando da operação normal.
O quadro, por outro lado, definirá as características dos detectores a gás.
Características dos detectores a gás
Tipo Partículas Observação
Câmara de
ionização
 e nêutrons
Região II 100 a 250V 
A sensibilidade de nêutrons resulta da inclusão de
um gás com secção de choque para nêutrons
α,β, γ
~
Proporcional nêutrons,
raios X e elétrons de
recuo
Região III 500 a 750V multiplicação interna 
Janela delgada, nêutrons rápidos, 10<M<1000,
avalanche
Geiger-
Müller (GM)
 raios 
Região V 1000 a 1500V 
Avalanches múltiplas, 1014 < M<108 
Simples, robusto, tempo morto
Quadro: Características dos detectores a gás. 
Elaborado por Nilséa Barbosa.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
CÂMARA DE IONIZAÇÃO: CARACTERÍSTICAS
A câmara de ionização (CI) é um detector que opera na região de saturação de íons. A corrente
produzida será uma representação acurada da taxa de formação de pares de íons, e a medida dessa
corrente de ionização é o princípio básico de uma câmara de ionização.
Apesar disso, a corrente coletada é muito baixa, normalmente da ordem de 10-12 A, sendo necessário
utilizar amplificadores, para que o sinal possa ser convenientemente processado. As CI trabalham
normalmente no modo corrente e, se convenientemente construídas, utilizando o ar como elemento
gasoso, são capazes de medir diretamente a grandeza exposição.
Em função de sua grande estabilidade ao longo do tempo (da ordem de 0,1% de variação ao longo de
muitos anos), as CI são muito utilizadas também como instrumentos de referência para calibração,
pois eliminam a necessidade de recalibrações frequentes.
Elas apresentam diversas formas e tamanhos, dependendo das especificações de uso, mas em geral
devem apresentar as seguintes propriedades:
A mínima variação em sua sensibilidade de resposta em um grande intervalo de energia.
Volumes adequados, para possibilitar medições em um intervalo de interesse de exposição. A
sensibilidade de resposta é diretamente proporcional ao volume sensível da câmara de ionização.
A mínima variação em sua sensibilidade de resposta em relação à direção da radiação incidente.
Ser calibradas utilizando um padrão de referência para cada intervalo de energia de radiação de
interesse.
A mínima perda possível por recombinação iônica.
α,β,   ~
α + β,   X + γ
~
DETECTORES ESPECIAIS QUE FUNCIONAM NO
MODO CI
Existem vários detectores que funcionam no modo CI, tais como:
AR LIVRE (PADRÃO)
Mede a grandeza de exposição. 
Usado em laboratórios primários. 
Requer condição de equilíbrio das partículas carregadas. 
Limitação prática: energia do feixe incidente (até 3MeV) em razão de seu tamanho e da distância das
placas paralelas.
CANETA DOSIMÉTRICA
Muito utilizada em monitoração pessoal. 
Câmara de ionização na qual um fio de quartzo serve como cursor para indicar a exposição (ou dose)
acumulada.
CAVITÁRIO
Mede o kerma no ar e a dose absorvida. 
Utilizado para energias maiores do que 300keV. 
Vantagens sobre as câmaras de ar livre: mesmo para altas energias, pode ter tamanho reduzido; mede
a radiação proveniente de várias direções, sem que seja necessário que a radiação incida
perpendicularmente à sua abertura.
TIPO DEDAL
Tipo mais comum: câmara de ionização Farmer, que apresenta volume sensível de 0,6cm3. 
Facilidade de manuseio. 
Muito útil na dosimetria em serviços de radioterapia para medições de dose absorvida a ser aplicada em
pacientes.
PLACAS PARALELAS
Constituídas por duas placas paralelas, que formam as paredes e os eletrodos da câmara de ionização.
Utilizadas em: programas de controle de qualidade em radiodiagnóstico, dosimetria de feixes em
radioterapia com raios X de energias baixas e intermediárias e elétrons de energias altas.
PORTÁTIL
A ar ou a gás sob pressão. 
Mede: taxas de exposição, taxas de dose e dose acumulada, para radiações X e gama e, às vezes,
beta. É construído de material de baixo Z ou tecido-equivalente.
MEDIÇÃO DE ENERGIA
Você sabe como é possível discernir a energia de fontes por meio da câmara de ionização? Descubra
no vídeo a seguir, que inclusive abordará como exemplo os ativímetros usados na medicina nuclear.
TEORIA NA PRÁTICA
Vamos calcular a carga no interior de uma CI? 
Seu volume é 0,6cm3 e é preenchida com ar. Ela é irradiada durante dois minutos com um feixe de
fótons em um local em que a taxa de dose no ar vale 60mGy/s. Suponha que o ar da câmara tenha
densidade .
RESOLUÇÃO
A massa de ar contida no volume da CI é obtida da densidade:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Com a taxa de dose, calculamos a dose absorvida em (2min = 120s) de irradiação:
 e no ar 
 no ar
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Como: 
, obtemos, então, a energia absorvida na massa de ar da CI:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Para produzir um par de íons no ar irradiado por fótons, gasta-se uma quantidade de energia W, e
podemos obter o número de pares de íons (N) produzidos no ar da CI, utilizando .
ρ =  1,293 kg /m
3
ρ =   → Δm =  ρ Δ VΔm
ΔV
Δm(kg)= 1, 293 x 0,6 10−6 ↔ Δm = 0,776 x 10−6kg.
D = ΔE
Δm
= taxa de dose = 60 x 10−3   → D =(60 x 10−3 )(120s)=  7,  20Gy dD
dt
Gy
s
Gy
s
D = 7,  20Gy 
D = →   Δ E = D Δ mΔE
Δm
ΔE = (7,20 ) x( 0,776 x 10−6kg) = 5,59 x10−6J J
kg
N  = ΔE/W
Como cada íon produzido tem a carga elementar e, a carga produzida (de cada sinal) vale 
Ao substituirmos os valores (o valor de W aceito atualmente é 33,97eV), temos:
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
em que usamos como fator de conversão de eV para J. 
Os valores baixos de carga obtidos mesmo em condições de radioterapia, como a do exemplo, só
podem ser coletados com fidelidade se a câmara estiver acoplada a um eletrômetro de baixo ruídoe boa
precisão.
DEMONSTRAÇÃO
Vamos calibrar um dosímetro pessoal OSL (do inglês optically stimulated luminescence – dosímetros
baseados em luminescência opticamente estimulada), utilizados em proteção radiológica em uma fonte
emissora de raios X.
 ATENÇÃO
Siga todos os passos descritos no roteiro de seu laboratório virtual de dosimetria para a calibração de
dosímetro.
De posse de todas as medidas, vamos calcular o fator de calibração para o dosímetro, utilizando a
equação do sumário teórico (esse exemplo é apenas para a qualidade do feixe de 40kV (N-40).
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
em que é o coeficiente de calibração do sistema de referência em termos de kerma no ar para a
qualidade de radiação 𝑁; é o coeficiente de conversão de kerma para equivalente de
dose pessoal; 𝑀 é a leitura no eletrômetro no momento da medição realizada na CI de referência (𝑟𝑒𝑓)
ou a leitura obtida na “leitora de OSL” após a irradiação do dosímetro pessoal a ser calibrado (𝑢𝑠𝑒𝑟); e 
 é o fator de correção para a densidade do ar, somente aplicado para CI abertas.
Q  =  Ne.
Q = x 1,6 x 10−19C  ≡   C =  164nC
5,59 x 10−6J
33,97eV
5,59 x 10−6J
33,97J
1,6 x 10−19eV /J.
NH
NH = N
ref
H,N .hp(10,N ,  α).( )
M
ref
N kTp
M userN
N
ref
H,N
hp(10,N ,  α)
kTP
A DENSIDADE DO AR INTERFERE NA QUANTIDADE DE
MASSA DE ÁTOMOS QUE ESTARÁ NO VOLUME SENSÍVEL
DA CI E, CONSEQUENTEMENTE, NA QUANTIDADE DE
INTERAÇÕES QUE VÃO OCORRER NESSE VOLUME.
Assim, é importante realizar uma correção nas medidas com o fator de correção dependente da
temperatura, 𝑇, e da pressão atmosférica, p, calculado a partir da seguinte equação:
 SAIBA MAIS
Alguns dados, como os apresentados a seguir, podem ser verificados no roteiro de seu laboratório
virtual.
Valores obtidos: para o padrão ISO-4037 (N-40):
 
Veja no exemplo a leitura desse dado:
 
Imagem: Captura de tela da Algetec.
 Leitura no eletrômetro no momento da medição realizada na CI de referência.
kTP
kT ,p =  ( )
(T+273,15 )
( 293,15 )
101,325
p
N
ref
H,N = 1,67 x 10
4Sv/C
hp(10,N ,  α)= 1,21Sv/Gy (para  0° e d = 2, 5mm)
M
ref
N = 1,3177nC 
Veja o exemplo dessa leitura:
 
Imagem: Captura de tela da Algetec.
 Leitura obtida na “leitora de OSL” após a irradiação do dosímetro pessoal a ser calibrado.
Para os valores de temperatura e pressão e p = 101,
33kPa, observe a medição a seguir:
 
Imagem: Captura de tela da Algetec.
 Valores de temperatura e pressão medidos.
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
M userN =  45,0nC 
T   =  20,0°C = 273,15 + 20 = 293,15°C 
kT ,p =  ( )=  ( )= 1,93
(T+273,15 )
( 293,15 )
101,325
p
( 293,15+273,15 )
( 293,15 )
101,325
101,33
CÁLCULOS
Substituindo os valores na equação :
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Logo, o fator de calibração para o dosímetro OSL, como qualidade do feixe N-40, vale 
.
REGIÕES DE OPERAÇÃO DOS DETECTORES
Acompanhe agora a resolução de cálculos como os apresentados no tópico “Demonstração”. Vamos lá!
NH = N
ref
H,N
.hp(10,N ,  α).( )
M
ref
N kTp
M userN
NH =(1,67 x104 ).(1,21 ).( )= 1,14 x103  SvC
Sv
Gy
( 1,3177 nC ) ( 1,93 )
( 45,0nC )
Sv
C
NH 1,14 x10
3 Sv
C
DETECTORES GEIGER
Os detectores Geiger foram desenvolvidos no início do século XX por Johannes Wilhelm Geiger (ou
Hans Geiger) e Ernerst Marsden, e aperfeiçoados mais tarde por Geiger e seu estudante de doutorado,
Walther Müller. Trata-se do tipo de detector de radiação mais popular em uso, retratado inclusive no
cinema, por sua praticidade e robustez, sendo amplamente utilizado para proteção radiológica em
situações de uso de fontes radioativas.
A robustez e a facilidade de uso tornam-no útil na detecção de áreas contaminadas, que podem depois
ser analisadas quanto ao tipo e à energia da radiação por detectores mais sofisticados.
CARACTERÍSTICAS DO CONTADOR GEIGER
O campo elétrico muito intenso provoca a formação de várias avalanches de elétron.
Altamente sensivel à radiação.
Todos os pulsos apresentam a mesma amplitude (na ordem de volts).
Eletrônica associada simples – baixo custo.
Alto tempo morto -> utilizado em baixa taxa de contagem.
 
Imagem: Shutterstock.com
A tensão aplicada nos Geigers é tão elevada que uma única ionização no gás provoca uma avalanche
de ionizações (avalanche de Townsend), “reação em cascata de pares de íons adicionais que são
coletados”, obtendo-se um sinal único, independentemente da quantidade de energia que a radiação
liberaria no meio.
Você sabe o que é gás de quenching?
Na mistura de gases que preenche o contador, há, em geral, um gás nobre e, em pequena proporção,
um gás que auxilia na extinção da descarga produzida pela avalanche de ionizações, evitando que ela
continue por tempo muito longo ou multiplique-se em descargas secundárias.
Enquanto dura a descarga, o detector fica cego a outros estímulos. A adição do gás de quenching reduz
o tempo de resposta do detector.
Constituído, em geral, de moléculas grandes, que neutralizam os íons positivos produzidos do gás nobre
e que se dirigem ao catodo lentamente.
Exemplo de gás de quenching: moléculas orgânicas e halogêneos. A grande vantagem dos
halogêneos é que se recombinam, aumentando a vida útil do detector.
EFICIÊNCIA DE CONTAGEM
Partículas carregadas:
Qualquer partícula que entrar no volume ativo será detectada em 100%.
A eficiência é determinada pela probabilidade de a partícula atravessar a janela do tubo Geiger-
Müller (GM).
LIMITAÇÕES DO GEIGER-MÜLLER (GM)
O detector GM tem tempo de resposta longo, que impede seu uso em radiologia diagnóstica em geral, e
não distingue tipo ou energia de radiação, exceto por configuração das paredes que envolvem o
detector.
O FAMOSO GEIGER-MÜLLER
Você conhece o detector e suas limitações? Acompanhe a seguir as diversas aplicações do
equipamento e o caso do físico, em Goiânia, no acidente do 137Cs (saturação perto da fonte no prédio
da vigilância sanitária – descobrimento do acidente).
MÃO NA MASSA
1. SOBRE AS REGIÕES DE OPERAÇÃO PARA DETECTORES A GÁS, MARQUE V
PARA AS AFIRMATIVAS VERDADEIRAS E F PARA AS FALSAS. 
 
( ) A PROBABILIDADE DE INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM O GÁS,
RESULTANDO NA FORMAÇÃO DE PARES DE ÍONS, VARIA COM O CAMPO
MAGNÉTICO APLICADO AO GÁS DENTRO DO VOLUME SENSÍVEL. 
 
( ) AS REGIÕES DE PROPORCIONALIDADE LIMITADA E DE DESCARGA
CONTÍNUA NÃO SÃO CONVENIENTES PARA A OPERAÇÃO DE DETECTORES. 
 
( ) NA REGIÃO DE SATURAÇÃO DOS ÍONS OCORRE UM PROCESSO DE
RECOMBINAÇÃO DOS ÍONS, E SOMENTE PARTE DAS CARGAS GERADAS É
COLETADA. 
 
( ) NA REGIÃO GEIGER-MÜLLER, O NÚMERO DE PARES DE ÍONS CRIADOS
PASSARÁ A SER SEMPRE DA MESMA ORDEM DE GRANDEZA. 
 
A SEQUÊNCIA ESTÁ CORRETA EM:
A) V, F, F, V
B) F, V, F, V
C) V, F, V, F
D) V, V, V, F
E) F, V, V, V
2. ALGUNS TIPOS DE DETECTORES ESPECIAIS FUNCIONAM DENTRO DO
MODO DE CÂMARA DE IONIZAÇÃO (CI). ASSINALE A ALTERNATIVA CUJO
DETECTOR NÃO UTILIZA O MODO DE CI.
A) Caneta dosimétrica
B) CI de ar livre
C) Câmara de extrapolação
D) CI Geiger-Müller
E) CI tipo poço
3. ACERCA DO DETECTOR GEIGER-MÜLLER (GM), MARQUE V PARA AS
AFIRMATIVAS VERDADEIRAS E F PARA AS FALSAS. 
 
( ) FUNCIONA COMO UM CONTADOR, NÃO SENDO CAPAZ DE DISCRIMINAR
ENERGIAS. 
 
( ) É NECESSÁRIA A UTILIZAÇÃO DE UM PRÉ‐AMPLIFICADOR PARA O
CORRETO PROCESSAMENTO DO SINAL, UMA VEZ QUE A AMPLITUDE DO
PULSO DE SAÍDA FORMADA NO DETECTOR É BAIXA. 
 
( ) É MAIS INDICADO PARA A DETECÇÃO DE NÊUTRONS DO QUE O DETECTOR
PROPORCIONAL, POIS APRESENTA MELHOR RESPOSTA E PERMITE A
ESPECTROSCOPIA DESSAS PARTÍCULAS. 
 
( ) NÃO PODE SER UTILIZADO PARA ESTIMAR GRANDEZAS COMO DOSE E
EXPOSIÇÃO. 
 
A SEQUÊNCIA ESTÁ CORRETA EM:
A) V, F, F, F
B) V, V, F, V
C) F, F, F, V
D) V, V, V, F
E) F, V, V, V
4. OS DETECTORES GEIGER-MÜLLER (GM) FORAM INTRODUZIDOS EM 1928 E,
POR SIMPLICIDADE, BAIXO CUSTO, FACILIDADE DE OPERAÇÃOE
MANUTENÇÃO, SÃO UTILIZADOS ATÉ HOJE. O FUNCIONAMENTO DESSE TIPO
DE DETECTOR FUNDAMENTA‐SE PELA:
A) Cintilação
B) Termoluminescência
C) Fluorescência
D) Deposição de íons prata em emulsão fotográfica
E) Ionização dos gases
5. EM RELAÇÃO À CÂMARA DE IONIZAÇÃO (CI), ANALISE: 
 
I – OPERA NA REGIÃO DE TENSÃO APLICADA ACIMA DA REGIÃO DE GEIGER-
MÜLLER (GM), E PARA CADA PAR DE ÍONS GERADO PELA PARTÍCULA NO
INTERIOR DO VOLUME SENSÍVEL DO DETECTOR GASOSO UM SINAL É
COLETADO. 
 
II – A CORRENTE COLETADA É ALTA E, PORTANTO, NÃO SÃO NECESSÁRIOS
AMPLIFICADORES PARA O SINAL PODER SER PROCESSADO. 
 
III – É MUITO UTILIZADA COMO INSTRUMENTO DE REFERÊNCIA PARA
CALIBRAÇÃO, EM FUNÇÃO DE SUA GRANDE ESTABILIDADE AO LONGO DO
TEMPO. 
 
ESTÁ(ÃO) CORRETA(S) APENAS A(S) AFIRMATIVA(S):
A) I
B) III
C) I e II
D) I e III
E) II e III
6. OS DETECTORES A GÁS OPERAM UTILIZANDO A IONIZAÇÃO PRODUZIDA
POR UMA RADIAÇÃO QUE PASSA ATRAVÉS DE UM GÁS CONTIDO NO VOLUME
SENSÍVEL DA CÂMARA. TIPICAMENTE, A COLEÇÃO DOS ÍONS PASSA
ATRAVÉS DE DOIS ELETRODOS, EM QUE CERTO POTENCIAL ELÉTRICO É
APLICADO. 
 
ASSINALE A ALTERNATIVA QUE DESCREVA CORRETAMENTE O QUE OCORRE
EM UM DETECTOR DO TIPO CÂMARA DE IONIZAÇÃO (CI):
A) Pode ser utilizado para a detecção de qualquer partícula carregada.
B) O sinal é independente do tipo de partícula, e sua energia, portanto, apenas fornece informações
sobre o número de partículas.
C) Sua operação é simples e por isso são tão úteis, pois fornecem um sinal tão forte, que não necessita
de amplificador.
D) Ocorre a multiplicação de carga, mas o sinal de saída ainda é proporcional à energia depositada no
volume sensível, e a medição da energia de partícula é possível.
E) Não ocorre a multiplicação de carga. O sinal de saída é proporcional à energia dissipada na partícula
do detector, e, por conseguinte, a medição da energia da partícula é possível.
GABARITO
1. Sobre as regiões de operação para detectores a gás, marque V para as afirmativas verdadeiras
e F para as falsas. 
 
( ) A probabilidade de interação da radiação com o gás, resultando na formação de pares de íons,
varia com o campo magnético aplicado ao gás dentro do volume sensível. 
 
( ) As regiões de proporcionalidade limitada e de descarga contínua não são convenientes para a
operação de detectores. 
 
( ) Na região de saturação dos íons ocorre um processo de recombinação dos íons, e somente
parte das cargas geradas é coletada. 
 
( ) Na região Geiger-Müller, o número de pares de íons criados passará a ser sempre da mesma
ordem de grandeza. 
 
A sequência está correta em:
A alternativa "B " está correta.
A primeira afirmativa é falsa, pois varia com o campo elétrico. A segunda é verdadeira, pois regiões de
proporcionalidade limitada e de descarga contínua não são utilizadas. A terceira é falsa, pois na região
de saturação não há recombinação dos íons. A quarta é verdadeira, pois, para campo elétrico muito alto,
a produção de avalanche ocorre até que o efeito da carga espacial dos íons positivos reduza a força dos
campos elétricos abaixo do nível de resistência, para causar qualquer ionização posterior; logo, o
número de pares de íons criados passará a ser sempre da mesma ordem.
2. Alguns tipos de detectores especiais funcionam dentro do modo de câmara de ionização (CI).
Assinale a alternativa cujo detector NÃO utiliza o modo de CI.
A alternativa "D " está correta.
Ainda que o princípio de funcionamento do contador Geiger-Müller seja semelhante à CI, pois são
detectores a gás, contadores Geigers operam em uma região de tensão aplicada, infinitamente superior
à tensão em que as CI operam, produzindo, com isso, múltiplas avalanches.
3. Acerca do detector Geiger-Müller (GM), marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as
falsas. 
 
( ) Funciona como um contador, não sendo capaz de discriminar energias. 
 
( ) É necessária a utilização de um pré‐amplificador para o correto processamento do sinal, uma
vez que a amplitude do pulso de saída formada no detector é baixa. 
 
( ) É mais indicado para a detecção de nêutrons do que o detector proporcional, pois apresenta
melhor resposta e permite a espectroscopia dessas partículas. 
 
( ) Não pode ser utilizado para estimar grandezas como dose e exposição. 
 
A sequência está correta em:
A alternativa "A " está correta.
Apenas a primeira afirmativa é verdadeira. Contadores Geigers não são capazes de discriminar
energias, mas não necessitam de pré-amplificadores. Não sendo indicados para detecção de nêutrons,
podem ser usados, contudo, para medições de exposição.
4. Os detectores Geiger-Müller (GM) foram introduzidos em 1928 e, por simplicidade, baixo custo,
facilidade de operação e manutenção, são utilizados até hoje. O funcionamento desse tipo de
detector fundamenta‐se pela:
A alternativa "E " está correta.
Detectores ou contadores Geigers são detectores a gás, ou seja, o processo de funcionamento é na
ionização dos gases pertencentes que ocupam o volume sensível do detector.
5. Em relação à câmara de ionização (CI), analise: 
 
I – Opera na região de tensão aplicada acima da região de Geiger-Müller (GM), e para cada par de
íons gerado pela partícula no interior do volume sensível do detector gasoso um sinal é coletado. 
 
II – A corrente coletada é alta e, portanto, não são necessários amplificadores para o sinal poder
ser processado. 
 
III – É muito utilizada como instrumento de referência para calibração, em função de sua grande
estabilidade ao longo do tempo. 
 
Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s):
A alternativa "B " está correta.
As afirmativas I e II estão incorretas. A CI opera na região de saturação de íons, cuja faixa de tensão
aplicada é bem abaixo da região de operação dos Geigers. A corrente coletada é muito baixa, logo
necessita de amplificadores para que o sinal possa ser convenientemente processado. Em função de
sua grande estabilidade ao longo do tempo, as CI são muito utilizadas como instrumentos de referência
para calibração, pois eliminam a necessidade de recalibrações frequentes.
6. Os detectores a gás operam utilizando a ionização produzida por uma radiação que passa
através de um gás contido no volume sensível da câmara. Tipicamente, a coleção dos íons passa
através de dois eletrodos, em que certo potencial elétrico é aplicado. 
 
Assinale a alternativa que descreva corretamente o que ocorre em um detector do tipo câmara de
ionização (CI):
A alternativa "E " está correta.
As alternativas A, B, C e D estão incorretas. Sobre a alternativa A, as CI detectam nêutrons também.
Sobre a alternativa B, o sinal é dependente, não independente. Sobre a alternativa C, na verdade,
necessita de amplificador. Por último, sobre a alternativa D, não ocorre a multiplicação de cargas.
GABARITO
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. A CLASSIFICAÇÃO DOS DETECTORES A GÁS É BASEADA NA INTERAÇÃO
DA RADIAÇÃO COM O VOLUME SENSÍVEL DO DETECTOR (CÂMARA DE GÁS),
QUE PODE PROVOCAR A EXCITAÇÃO E/OU IONIZAÇÃO DE SEUS ÁTOMOS. A
SEGUIR, APRESENTAMOS OS MODOS DE OPERAÇÃO DOS DIFERENTES TIPOS
DE DETECTORES A GÁS.
 REGIÕES DE OPERAÇÃO PARA DETECTORES A GÁS.
 
SOBRE O MODO DE OPERAÇÃO DOS DETECTORES, É CORRETO AFIRMAR:
A) A câmara de ionização (CI) opera na região de saturação de íons, e para cada par de íons gerado
pela partícula no interior do volume sensível do detector gasoso um sinal é coletado.
B) Após determinado valor do campo elétrico, todos os íons formados são coletados, e o sinal é, então,
proporcional à energia da radiação incidente; portanto, a região proporcional do gráfico é onde operam
os detectores tipo CI.
C) Detectores proporcionais baseiam-se no fenômeno de multiplicação dos íons e operam na região de
proporcionalidade limitada. Nessa região, ocorre o aumento do campo elétrico, em que os elétrons
acelerados têm energia o suficiente para arrancar elétrons de outros átomos e, dessa forma, criar novos
pares de íons. Esse processo de multiplicação de criação de cargas que perturbam ocampo elétrico e o
sinal permanece o mesmo para um intervalo de variação do campo elétrico.
D) Detectores Geiger-Müller (GM) operam na região de GM, sendo um tipo de detector indicado para
medir a grandeza exposição por sua capacidade de medir a energia das radiações. Seu interior é
constituído de um gás argônio, e o número de pares de íons criados é proporcional ao número de fótons
ou partículas sem carga incidentes na câmara de detecção.
E) Para cada uma das regiões no gráfico, há um tipo de detector específico, sendo: região não
proporcional, para detectores de cintilação a gás; região de saturação, para detectores de câmara tipo
poço; região proporcional, para detectores proporcionais; região proporcional limitada, para detectores
do tipo válvula fotomultiplicadora; região de Geiger-Müller (GM), para detectores do tipo GM; e, por fim,
região de descarga contínua, para detectores de alta energia com espectrômetros gama.
2. VÁRIOS DETECTORES ESPECIAIS PODEM FUNCIONAR DENTRO DO MODO
DA CÂMARA DE IONIZAÇÃO (CI). HÁ, PORÉM, UM QUE SE CARACTERIZA POR
SER A AR OU A GÁS SOB PRESSÃO, DESTINANDO-SE A MEDIR TAXAS DE
EXPOSIÇÃO, DE DOSE, DE DOSE ACUMULADA, PARA RADIAÇÕES X, GAMA E,
ÀS VEZES, BETA. A DESCRIÇÃO ANTERIOR REFERE-SE À CÂMARA
A) caneta dosimétrica.
B) de ionização de ar livre.
C) cavitaria.
D) de ionização tipo dedal.
E) de ionização portátil.
GABARITO
1. A classificação dos detectores a gás é baseada na interação da radiação com o volume
sensível do detector (câmara de gás), que pode provocar a excitação e/ou ionização de seus
átomos. A seguir, apresentamos os modos de operação dos diferentes tipos de detectores a gás.
 Regiões de operação para detectores a gás.
 
Sobre o modo de operação dos detectores, é correto afirmar:
A alternativa "A " está correta.
 
As alternativas B, C, D e E estão incorretas. Sobre a alternativa B, a região proporcional é na qual
operam os detectores proporcionais. Sobre a alternativa C, na região de proporcionalidade limitada não
operam detectores. Sobre a alternativa D, a tensão é tão elevada que os pares de íons primários
causam mais ionizações secundárias múltiplas, levando à produção de avalanche. Sobre a alternativa E,
as regiões não correspondem àquelas de operação dos detectores.
2. Vários detectores especiais podem funcionar dentro do modo da câmara de ionização (CI). Há,
porém, um que se caracteriza por ser a ar ou a gás sob pressão, destinando-se a medir taxas de
exposição, de dose, de dose acumulada, para radiações X, gama e, às vezes, beta. A descrição
anterior refere-se à câmara
A alternativa "E " está correta.
 
A CI tipo portátil funciona a ar ou gás sob pressão e é destinada a medições de taxas de exposição, taxa
de dose e dose acumulada, para radiações X e gama e, às vezes, beta.
MÓDULO 3
 Identificar os princípios físicos dos dosímetros: TLD, OSLD e filmes
DETECTORES DOSIMÉTRICOS: PRINCÍPIOS
BÁSICOS
Os detectores dosimétricos, como os baseados em luminescência (térmica ou opticamente estimulados)
ou os de emulsões fotográficas, como filmes radiográficos e radiocrômicos, entre outros, representam os
dosímetros passivos, ou seja, não precisam de fonte externa de energia elétrica para funcionar, e os
eventos registrados podem ser processados posteriormente. Eles não medem doses instantâneas, ao
contrário dos dosímetros ativos, que são capazes de acompanhar as variações da exposição.
 
Foto: Shutterstock.com
SÃO DOSÍMETROS RELATIVOS, POIS FORNECEM APENAS
UMA ESTIMATIVA DE UMA DOSE ACUMULADA GERAL, O
QUE TORNA NECESSÁRIA A CONSTRUÇÃO DE UMA
CURVA DE CALIBRAÇÃO.
Os próximos tópicos dedicam-se a explorar as características, o funcionamento e as aplicações dos
detectores dosimétricos mais utilizados na dosimetria das radiações ionizantes, tais como os
luminescentes e os de emulsões fotográficas.
TERMOLUMINESCÊNCIA (TL)
A TL é um tipo de fosforescência com tempo de vida muito longo à temperatura ambiente, o que
significa que uma pequena parte da energia absorvida da radiação pelo material ficou armazenada
em estados excitados que não conseguem se desexcitar espontaneamente.
TERMOLUMINESCÊNCIA (TL)
Termoluminescência (TL), também chamada de luminescência termicamente estimulada, refere-se a
um processo no qual um sólido, geralmente na forma cristalina, com níveis de energia bem delimitados,
emite luz enquanto é aquecido após a excitação. A intensidade da luz emitida, registrada em função da
temperatura, é comumente referida como “curva de brilho”, sendo composta por um ou mais picos.
Em geral, a quantidade de luz é proporcional à dose absorvida pelo material termoluminescente, o que
torna possível o uso como dosímetro.
O fenômeno de luminescência termicamente estimulado é composto de dois principais estágios:
1º ESTÁGIO
2º ESTÁGIO
Irradiação: o material passa do estágio de equilíbrio termodinâmico para um estado metaestável
(armazenamento da energia).
Aquecimento: relaxação termoestimulada, em que o material retorna ao estado de equilíbrio
termodinâmico, liberando energia em forma de luz (liberação de energia luminosa).
Um diagrama esquemático dos principais estágios da dosimetria TL é apresentado a seguir.
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Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Representação esquemática dos principais estágios da dosimetria TL.
MODELO DE BANDAS ELETRÔNICAS
Um modelo qualitativo para explicar os fenômenos de luminescência termicamente estimulada (TL) ou
opticamente estimulada (OSL) é o modelo de bandas eletrônicas (EBM, da sigla em inglês para eletronic
band model) dos semicondutores ou dielétricos em equilíbrio termodinâmico.
Em um átomo simples, os elétrons ocupam, necessariamente, os níveis discretos de energia. Em uma
rede cristalina, por outro lado, os níveis eletrônicos de energia são perturbados pelas mútuas interações
entre os átomos e seus constituintes, dando origem ao conceito de banda de energia, que infere a
presença de três bandas de energia fundamentais na estrutura cristalina do material, descritas a seguir:
BANDA DE VALÊNCIA (BV)
Em uma situação de equilíbrio termodinâmico, todos os seus níveis estão preenchidos por elétrons da
rede.
BANDA DE CONDUÇÃO (BC)
Os elétrons encontram-se livres para movimentar-se pelo material cristalino.
BANDA PROIBIDA (BP)
Região na qual há um gap de energia entre a BV e a BC, em que os níveis de energia são
correspondentes aos “defeitos” presentes na estrutura cristalina do cristal iônico.
Os esquemas a seguir ilustram os mecanismos do modelo de bandas eletrônicas.
 
. Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Modelo de bandas eletrônicas.
A introdução de impurezas na preparação de um material cristalino cria “defeitos” na rede cristalina,
criando também níveis permitidos de energia na banda antes proibida (armadilhas para elétrons), que
capturam e aprisionam os portadores de carga, chamados também de estados metaestáveis e os
centros de luminescência.
O esquema a seguir ilustra a sequência de eventos que ocorrem na rede cristalina de alguns materiais,
desde sua irradiação até a leitura.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 SAIBA MAIS
Estímulo térmico (TL) e estímulo luminoso (OSL): para se recuperar o valor da dose de radiação
depositada no material, ele é submetido a um estímulo térmico ( TL) ou luminoso (OSL) suficiente para
fazer com que as cargas armadilhadas voltem à banda de condução, resultando na liberação do par
elétron-buraco e na emissão de um sinal luminoso que, por sua vez, é equivalente à quantidade de
radiação depositada.
Em materiais termoluminescentes, a energia necessária para liberar os elétrons ou buracos deve ser
significativamente superior à energia térmica ambiente, uma vez que eles são estáveis à temperatura
ambiente.
A variação de temperatura dita de leitura é, então, proporcional à quantidade de calor necessário para
fazer com que haja a recombinação dos pares elétrons-buracos, emitindo luz. No entanto, é provávelque existam algumas armadilhas que não estejam totalmente “despovoadas”, porque dependem de uma
temperatura superior àquela pela qual foi feita a leitura. Para tanto, o material termoluminescente pode
voltar à sua condição inicial por meio de um tratamento térmico combinado com várias temperaturas,
para promover que todos os pares elétrons-buracos se recombinem.
CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS DA DOSIMETRIA
TLD
TLD é a sigla em inglês para thermoluminescent dosimeter. O desempenho desses dosímetros é ditado
por algumas de suas propriedades, como as ilustradas a seguir.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptado por Flávio Borges.
 Principais características e vantagens dos TLD.
PRINCIPAIS MATERIAIS TERMOLUMINESCENTES
Há muitos materiais empregados como TLD, destacando-se, entre outros, o fluoreto de lítio, com várias
possibilidades de impurezas (Mg, Ti, Cu, P), e o sulfato de cálcio, com impureza de disprósio, como
exemplificado na imagem a seguir.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Materiais TL.
SISTEMA DE LEITURA TL
A leitura TL é constituída de um sistema de aquecimento controlado do dosímetro e um detector de luz
— em geral, um tubo fotomultiplicador.
 
. Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Esquema do equipamento de leitura TL.
Faz-se o registro de intensidade luminosa e de temperatura, construindo-se a curva de emissão, como
pode ser visto nas imagens a seguir. Essa curva é específica de cada material termoluminescente, mas
sempre é caracterizada por picos (um ou mais) de emissão de luz.
 
Imagem: Nilséia Barbosa.
Pico de emissão na leitura TL
Uma curva com pico de emissão na leitura de um TL (LiF:Mg,Ti) irradiados em um acelerador linear
(Linac), com feixe de fótons de 6MeV e faixa de dose de 20 a 400cGy.
 
Imagem: Nilséia Barbosa.
Curva de calibração
A curva de calibração, que relaciona a dose absorvida com a leitura.
Existem vários modelos de equipamentos de dosímetro, desde modelos simples, que leem uma por uma
as pastilhas, passando pelos semiautomatizados e automatizados, com capacidade de leitura de 50 a
100 dosímetros/h. A seguir, podemos ver uma leitora simples, com capacidade de ler um de cada vez.
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Imagem: Nilséia Barbosa.
 Leitora de TLD Harshaw 3500.
Cada pico corresponde à desexcitação de um estado excitado no material termoluminescente. A área
sob a curva de emissão ou altura de um dos picos da curva pode ser relacionada diretamente com a
dose absorvida, como se vê na curva de calibração.
APLICAÇÃO DA DOSIMETRIA TL
São empregados principalmente na monitoração individual de trabalhadores, na dosimetria de
procedimentos médicos (radiologia e radioterapia), em dosimetria ambiental e em dosimetria
industrial. O organograma a seguir ilustra os diferentes campos de aplicações dos TLD, e a próxima
imagem mostra TLD em forma de crachá, para monitoração individual, e em formatos de microcubos.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Os diferentes campos de aplicação dos TLD.
Veja ainda exemplos de dosímetros TLD em forma de crachá para monitoração individual e microcubos
(3mm3) de TLD.
 
Imagem: Thedavesullivan / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0, adaptada por Nilséia Barbosa.
 À esquerda: dosímetros TLD em forma de crachá para monitoração individual. 
À direita: microcubos (3mm3) de TLD.
PROBLEMAS COM DOSIMETRIA TL
As principais dificuldades na utilização da dosimetria TL estão descritas no esquema a seguir:
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Principais problemas com a dosimetria TL.
CHAVE DO SUCESSO: REPRODUTIBILIDADE
Garantir maior reprodutibilidade e homogeneidade na dosimetria TL, propagando incertezas baixas na
calibração e, consequentemente, na leitura da dose, requer alguns cuidados em todas as etapas do
procedimento. Alguns deles estão listados a seguir:
 Clique nas barras para ver as informações. Objeto com interação.
PASSOS IMPORTANTES PARA O SUCESSO COM A
DOSIMETRIA TL
Cuidado no manuseio.
Ciclos térmicos reprodutivos.
Estabilidade do sistema e detecção e aquisição de dados.
Espectros de calibração igual ao da irradiação, ou correção por meio de algoritmos adequados.
Uso correto dos monitores.
Armazenagem correta.
PASSO A PASSO PARA CALIBRAÇÃO DE TLD
SELEÇÃO DA AMOSTRA
Selecione, dentro de um mesmo lote, uma quantidade que represente uma amostra adequada (se
possível, o lote todo) e realize uma marcação numérica em cada um deles para identificá-los. Podemos
ver a seguir TLD em dois formatos diferentes em um porta-dosímetro com tampa de acrílico.
TRATAMENTO TÉRMICO
Submeta os TLD escolhidos a um tratamento térmico antes da irradiação, a fim de remover os sinais
residuais de TL e restaurar sua sensibilidade.
IRRADIAÇÃO
Configure o sistema de irradiação e submeta-os ao feixe desejado.
LEITURA
Antes de iniciar a leitura dos dosímetros, é necessário um recozimento no mesmo forno em que foi
realizado o tratamento térmico (em média, 15min), a fim de eliminar os picos que apresentam
dependência com a temperatura ambiente. Faz-se a leitura após o recozimento.
GARANTIA DE REPRODUTIBILIDADE E HOMOGENEIDADE
Repita todo o procedimento até o ponto 4 no mínimo três vezes sob as mesmas condições, a fim de
garantir a reprodutibilidade e a homogeneidade de cada detector. Para avaliar a homogeneidade, o
requisito do teste é que o valor avaliado (E) para qualquer dosímetro não deva diferir de outro valor de
qualquer outro dosímetro do mesmo lote em mais de 30%, ou seja: A
reprodutibilidade de cada dosímetro pode ser representada pelo coeficiente de variação (CV), referente
à média das respostas obtidas de cada dosímetro, por meio da equação: Esse valor
não deve ser maior do que 7,5% para cada dosímetro considerado individualmente. O CV representa
uma medida de dispersão relativa para cada dosímetro; corresponde ao desvio-padrão populacional;
e é a média das cinco respostas obtidas para cada dosímetro.
LEITURAS CORRIGIDAS
Agrupe os dosímetros de acordo com sua sensibilidade e corrija as leituras repetidas pelo fator de
controle e de sensibilidade. O fator de sensibilidade individual pode ser determinado pela seguinte
equação: , em que n é o número de dosímetros que compõem a amostra; e é a média
da i-ésima resposta TL de cada dosímetro. Os fatores de sensibilidade individual são aplicados para
minimizar as diferenças de sensibilidade entre os dosímetros.
CURVA DE CALIBRAÇÃO
Selecione as leituras dos TLD que apresentaram melhores reprodutibilidades e homogeneidades e, a
partir da média das leituras corrigidas, construa uma curva de calibração de dose × leitura. A imagem a
seguir ilustra uma curva de calibração com doses variando de 20 a 300cGy × leitura, e a equação linear
do ajuste da curva é utilizada para verificar doses na mesma faixa de calibração com os mesmos TLD.
Observe as imagens:
  ≤ 30%
Emáx− Emín
Emín
CV =   x 100σi−
TLi
σi
−
TLi
fsi =
∑n
i=1
−
Li
n
−
Li
−
Li
 
Imagem: Nilséia Barbosa.
TLD no porta-dosímetro com tampa de acrílico.
 
Imagem: Nilséia Barbosa.
Curva de calibração dos TLD.
DOSÍMETROS TERMOLUMINESCENTES
A seguir, entenderemos o fluxo de trabalho com dosímetros termoluminescentes. Vamos lá!
LUMINESCÊNCIA OPTICAMENTE ESTIMULADA
(OSL)
Outra forma de obter valores de dose é com dosímetros baseados em luminescência opticamente
estimulada (OSL). O princípio de operação é idêntico ao dos conhecidos dosímetros de TL, mas com o
uso de luz (laser), em vez de calor, para estimular a emissão de luminescência pelo material. A luz
emitida nesse processo tem frequência maior do que a da luz usada para o estímulo.
Da mesma maneira que a luminescência, a intensidade de luz é proporcional à dose absorvida.
A radiação (fótons ou elétrons) interage com o material OSL e libera um elétron, que é preso em
uma armadilha.
A emissão de luz laser fornece energia ao elétron preso, que se liberta e volta para uma lacuna.
Nesse momento,o elétron libera um fóton de luz.
CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS DA DOSIMETRIA
OSL
As principais características e vantagens da dosimetria OSL estão ilustradas a seguir:
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Principais características e vantagens da dosimetria OSL.
APLICAÇÕES DA DOSIMETRIA OSL
Medições dosimétricas com OSL apresentam ampla faixa de aplicações, conforme esquematizado a
seguir (YUKIHARA; MCKEEVER, 2008):
Para feixes de fótons, elétrons e partículas pesadas.
Radioterapia, radiologia diagnóstica, dosimetria pessoal e ambiental e dosimetria in vivo em radioterapia.
Sua vasta aplicação na dosimetria pessoal decorre da alta sensibilidade do óxido de alumínio dopado
com carbono (Al2O3:C) para fótons de baixa energia, além de poder ser utilizado para discriminar se os
fótons utilizados na irradiação desse material são de baixa ou alta energia.
SISTEMA DE LEITURA OSL
Um sistema de leitura OSL é constituído de uma fonte de iluminação óptica, um detector de luz e um
filtro óptico. O dosímetro é estimulado pela fonte de estimulação óptica, que se mantém fixa, com
comprimento de onda e intensidade específicos. A luminescência emitida é avaliada pelo sistema de
detecção, e um sistema fotomultiplicador amplifica seu sinal, em função do tempo de estimulação. Com
isso, pode ser obtida a integral da emissão durante o tempo de estimulação, que representa a medida
da dose de radiação absorvida pelo dosímetro. Vejamos um esquema de um sistema de leitura OSL:
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Esquema de um sistema de leitura OSL.
EXISTEM VARIADAS FONTES DE ESTIMULAÇÃO ÓPTICA,
COMO LED AZUL, LED VERMELHO, LED VERDE, DIODO DE
LASER E INFRAVERMELHO.
FILMES
Filmes, quando utilizados para dosimetria fotográfica, são úteis para avaliar tanto doses quanto o tipo de
radiação. Eles incluem os filmes convencionais (radiográficos), utilizados tanto para imagens médicas
quanto como dosímetros para medir a exposição à radiação dos trabalhadores, com o objetivo de
monitorar a segurança da radiação e garantir que recebam doses abaixo do limite permitido.
 SAIBA MAIS
Outra modalidade de filme que vem ganhando muito espaço na dosimetria é o radiocrômico, sendo o
mais comumente utilizado o do tipo gafcrômico. Além de em outros campos de aplicações, eles são
mais rotineiramente utilizados em dosimetria de tratamentos radioterápicos.
Nos próximos tópicos, serão descritas as principais características dos filmes, suas aplicações e os
processos de leitura para avaliação das doses.
FILME RADIOGRÁFICO / DOSIMETRIA FOTOGRÁFICA
Filmes radiográficos consistem em uma base de plástico fino com emulsão sensível à radiação (grãos
de brometo de prata – AgBr, apoiados em gelatina) revestido uniformemente em um ou em ambos os
lados da base.
As emulsões absorvem diretamente a radiação ionizante no filme e escurecem (enegrecimento do filme).
Essa propriedade pode ser usada para dar uma medida da “quantidade” de radiação a que um filme foi
exposto. Basicamente, é necessário saber medir o grau de escurecimento do filme e, a partir de uma
curva de calibração, associar esse valor à radiação recebida, correlacionando a densidade óptica (DO)
do filme com a dose.
A próxima imagem apresenta a esquematização de um filme radiográfico convencional utilizado para
obter imagens.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Esquematização de um filme radiográfico convencional.
APLICAÇÕES DOS FILMES DOSIMÉTRICOS
O filme dosimétrico ainda encontra muitas aplicações como um dosímetro na monitoração pessoal de
radiação usando crachás de filme. Os crachás de filme são o dispositivo de monitoração mais barato e
mais comum.
 
Imagem: OpenStax / Wikimedia Commons/ CC BY 4.0, adaptada por Flávio Borges.
 Ilustração de crachá de filme.
O esquema a seguir mostra as características do filme dosimétrico e seus campos de aplicações.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Características do filme dosimétrico e aplicações.
Os dosímetros de filme para monitoração diferem um pouco dos filmes radiográficos, pois estes são
geralmente revestidos com duas emulsões diferentes:
GRÃO GRANDE
De um lado, grão grande, conhecido como emulsão rápida (sensível a baixos níveis de exposição).

GRÃO FINO
Do outro, grão fino, conhecido como emulsão lenta (menos sensível à exposição).
Uma vez que baixas doses de radiação já fornecem enegrecimento do filme, com a emulsão dos dois
lados é possível medir baixas e altas doses de radiação e, dessa forma, mensurar com maior precisão a
dose recebida pelo trabalhador. Por exemplo, se a radiação provoca na emulsão rápida alto grau de
enegrecimento que não pode ser interpretado, a emulsão é rapidamente removida e a dose é calculada
com base na emulsão lenta.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Esquematização de crachá de filmes revestidos com 
filtros metálicos.
Como a sensibilidade à radiação depende da energia do fóton, filtros são aplicados no crachá para
diferenciar a qualidade da radiação e seu poder de penetração. Os materiais dos filtros são metálicos,
como cobre, alumínio, alumínio-chumbo, alumínio-cádmio, entre outros, de forma que a radiação de
dada energia é atenuada em graus diferentes pelos diferentes atenuadores. O porta-crachá pode conter
uma janela aberta para exposição à radiação de partículas beta e alfa.
Os emblemas do filme fornecem um registro permanente da exposição, ou seja, não podem ser
reutilizados. Além disso, sua dependência da energia do fóton, a temperatura e produtos químicos
limitam sua precisão.
LEITURA E CALIBRAÇÃO
A dose de radiação é estimada pelo enegrecimento que o filme apresentar. Compara-se, então, o filme
com um padrão de enegrecimento, que tem relação de tons de cinza × dose. Esse processo é realizado
com um instrumento conhecido como densitômetro óptico.
A calibração dos filmes é feita sob condições específicas, em que amostras do mesmo lote que serão
usados na prática são submetidas à irradiação com doses conhecidas. Cria-se, então, uma tabela de
medida de DO × dose e faz-se um ajuste de curva. O filme para revelação depende de um
processamento químico, etapa que exige muito cuidado e conhecimento da técnica. O fornecimento, o
processamento e a análise de tais dosímetros são tarefas de departamentos e empresas especializadas.
O processo resumido da medida de DO se dá da seguinte maneira:

Construa uma planilha com o nome de todos os trabalhadores que acumularam doses naquele referido
mês.
Posicione o filme no densitômetro óptico um a um, buscando sempre centralizar a região do filme a ser
medida, para evitar efeitos de borda.


Utilize filmes de controle, pois o densitômetro emite luz de um lado, e do outro há um detector. Se toda
luz emitida for captada do outro lado, a DO é zero.
Ao colocar o filme irradiado e jogar o feixe de luz, este vai bloquear a passagem de luz, e a DO é medida
pela fração de luz que foi transmitida do outro lado.


Ao comparar os resultados com aqueles medidos no processo de calibração, a energia da radiação
pode ser estimada, e a dose, calculada, sabendo a resposta da emulsão para aquela dada energia.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DO FILME
DOSIMÉTRICO
Conheça, a seguir, as vantagens e as desvantagens na dosimetria com filmes.
 
Imagem: Nilséia Barbosa, adaptada por Flávio Borges.
 Vantagens do filme dosimétrico.
As maiores desvantagens de usar filmes como dosímetro para medir dose está nas variações do
processamento, que são:
É a etapa mais crítica.
Químicos devem ser sempre preparados da mesma forma.
Temperatura e tempo de imersão devem ser sempre os mesmos.
Variações no processamento alteram o enegrecimento e a dose estimada.
O gráfico ilustra testes realizados por Srivastava e Das (2012) que mostram a influência da temperatura
na leitura (DO) para dois tipos de filmes da Kodac (EDR e XV), expostos a duas doses de radiação cada
(EDR: vermelho –