Luminescência opticamente estimulada do fluoreto de cálcio dopado com terras-raras e metais produzidos por meio da síntese de combustão em solução

Abstract

O desenvolvimento de novas metodologias aplicadas à obtenção de materiais termoluminescentes (TL) ou opticamente estimuláveis (OSL) permite a fabricação de dosímetros para radiações ionizantes com características e aplicações específicas. Um exemplo disso são os sistemas de salvaguardas da Agência Internacional de Energia Atômica (Internacional Agency Energy Atomic - IAEA) que são aprimorados todos os anos com o intuito de monitorar fontes radioativas e plantas de energia nuclear de vários países. Uma proposta em desenvolvimento é a utilização de dosímetros passivos constituídos de pares de materiais luminescentes com igual dependência energética e tempos de desvanecimento distintos para mensurar o período após a passagem de uma fonte radioativa em um determinado local, como um artefato nuclear. Portanto para este trabalho foram produzidos materiais luminescentes do fluoreto de cálcio dopados com terras-raras e codopados metais alcalinos por meio da síntese de combustão em solução, entre os quais, destacaram-se as respostas luminescentes do CaF2:Ce,Al e CaF2:Tb,Li. O efeito do dopante alumínio no CaF2:Ce resultou num aumento da intensidade termoluminescente 6,5 vezes maior em relação a apenas o CaF2:Ce; e para a luminescência opticamente estimulada (OSL) com luz infravermelha (IRSL) houve ganho de 2,6 vezes e estimulado no azul (BSL), de 2,7 vezes. Foi também observado que o uso do lítio no CaF2:Tb resultou em ganhos de intensidade TL foi 2,2 vezes maior em relação ao CaF2:Tb, de 1,9 vezes para a IRSL e 1,5 vezes para a BSL. O desvanecimento do sinal à temperatura ambiente após as amostras terem sido expostas à radiação para o CaF2:Tb0,2%,Li0,1% para o CaF2:Ce0,2%,Al0,1% mostrou que o sinal reduz ao background após cerca de 12 h. As respostas IRSL em função da dose para os dois materiais apresentou linearidade com R2 de 0,9986 para o CaF2:Tb0,2%,Li0,1% e R2 de 0,9997 para o CaF2:Ce0,2%,Al0,5%, para uma faixa de dose de 0,1 a 10 mGy. A partir dos resultados, foi concluído que os materiais têm características desejáveis para serem aplicados em sistemas de cronômetro dosimétrico, contudo melhoramentos precisam ser feitos para que eles possam apresentar respostas para doses menores na ordem de μGy.