Estudo da resposta luminescente do tetraborato de magnésio dopado com terras raras e codopado com lítio

Abstract

Novas abordagens na produção de materiais luminescentes têm possibilitado a fabricação de dosímetros destinados à medição de radiações ionizantes, destacando-se os boratos. O tetraborato de magnésio (MgB4O7) é um material promissor na dosimetria devido ao seu número atômico efetivo próximo ao tecido humano, a facilidade de produção e resposta luminescente dependendo da dopagem utilizada. O MgB4O7 vem sendo investigado com diferentes dopantes do tipo terras raras e que podem apresentar resposta tanto pela técnica da termoluminescência (TL) e como pela luminescência oticamente estimulada (OSL). O objetivo deste estudo foi produzir pelo método de combustão em solução compostos à base de MgB4O7, utilizando como dopante as terras raras: Ce, Tm, Tb, Eu, Pr, Ho, Y e Sm nas concentrações de 0,1 e 2 mol %. Os resultados mostraram que o MgB4O7:Tm, MgB4O7:Tb e MgB4O7:Ce destacaram-se pelas suas respostas luminescentes em relação aos demais. Observou-se que o MgB4O7:Tm apresentou intensidade luminescente superior ao MgB4O7:Tb através da técnica TL; enquanto o MgB4O7:Ce destacou- se na técnica OSL, utilizando estimulação na faixa de emissão do azul. Com intuito de melhorar a resposta luminescente, esses compostos foram codopados com Li, utilizando uma concentração fixa de 10 mol %. Para o composto MgB4O7:Tm,Li variou-se a concentração do Tm de 0,5 a 2,5%, sendo o MgB4O7:2%Tm,10%Li que apresentou maior resposta TL, três vezes mais intenso do que a resposta do TLD-100. Este composto apresentou um desvanecimento cerca de 50% em 30 dias, uma linearidade na faixa de 0,1 a 500 mGy e com um limite inferior de detecção de 0,08 mGy. O MgB4O7:Ce,Li foi produzido variando a concentração do Ce de 0,1 a 1%. O MgB4O7:0,5%,10%Li, foi o que apresentou a melhor resposta luminescente (OSL) utilizando estimulação na região de comprimento de onda do azul. Seu desvanecimento foi de aproximadamente 40% em 30 dias e apresentou linearidade na faixa de 96 a 480 mGy. Os resultados permitiram concluir que o MgB4O7 é um candidato promissor para a dosimetria das radiações ionizantes, mostrando viabilidade como detector luminescente nas técnicas TL e OSL. No entanto, algumas otimizações são necessárias para que possa ser aplicado como dosímetro pessoal.