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Síntese e caracterização de aluminatos de cálcio e lítio dopados com terras-raras para uso como detectores de radiações ionizantes (2016)

  • Authors:
  • Autor USP: VENTIERI, ALEXANDRE - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PSI
  • Subjects: DOSÍMETROS; LUMINESCÊNCIA; TERMOLUMINESCÊNCIA; MATERIAIS CERÂMICOS; PROCESSO SOL-GEL
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Neste trabalho foram estudadas as propriedades dosimétricas de aluminatos de cálcio e lítio sintetizados pela técnica sol-gel e codopados/dopados com os terras-raras európio e térbio. No aluminato de cálcio as caracterizações morfológicas apresentaram fase predominante do Ca12Al14O33 com grãos variando entre 150 - 270 μm, sistema poroso de 200 - 290 nm. As incorporações dos dopantes foram observadas com a formação dos compostos de CaEuAl3O7 e CaTbAl3O7 para as calcinações em 1100 °C e apresentaram os melhores resultados luminescentes. A caracterização luminescente revelou alta intensidade LOE para a amostra codopada com 0,8 mol% de Eu,Tb e baixa intensidade TL-UV que não pode ser correlacionado com a LOE na faixa de doses estudadas (irradiações-β de 0,08 - 16 Gy). Foram reportados três picos na TL-VIS, 92, 216 e 310 °C para o aluminato puro e 92, 135 e 216 °C para o codopado. Usando a técnica de LOE, a mínima dose detectável (MDD) obtida foi de 16 mGy com a amostra codopada e o menor fading foi de 5% do pico de 216 °C para TL-Vis do puro. Pelos estudos de Tm-Tstop e deconvoluções (CGCD) foi possível ajustar as curvas TL-VIS com 6 picos de cinética de ordem geral e 4 componentes CW-LOE com 2.ª ordem. Pela LM-LOE foram obtidos elevados valores de seções de choque de fotoionização, o que justificou a alta sensibilidade óptica deste material. No aluminato de lítio (calcinação a 900 °C) a caracterização morfológica revelou grãos com dispersão de 25 - 70 μm fase predominando de у LiAlO2. Após a incorporação dos dopantes de Tb houve a formação dos compostos Al2Tb4O9 e TbAlO3 e de estruturas longitudinais de ~500 nm nas superfícies dos grãos.As amostras apresentaram um sistema luminescente altamente complexo, com sobreposição de 6 picos na TL-VIS do aluminato puro (65, 100, 140, 203, 304 e 370 °C), 7 picos na TL-VIS do dopado (70, 100, 140, 184, 211, 295 e 340 °C). A MDD obtida foi de 5 mGy pela técnica LOE e de 2,2 mGy do pico de 211 °C da TL-VIS do aluminato de lítio dopado com Tb. O menor fading obtido foi 1,5 % do pico de 140 °C do aluminato puro na TL-VIS. Pelos estudos de Tm-Tstop e CGCD, as curvas TL-VIS foram ajustadas utilizando 9 picos e as de TL-UV com 8 e 7 picos para as amostras pura e dopada, respectivamente. Neste aluminato também foram observados fenômenos inéditos de ganho de luminescência de até 2 vezes a intensidade LOE inicial oriundos das transferências energéticas mediante estimulação térmica e óptica pós irradiação. Um modelo fenomenológico de bandas simplificado utilizando duas armadilhas profundas de competição está sendo proposto neste trabalho. O aluminato de lítio dopado apresentou elevada intensidade LOE e estabilidade térmica mesmo após 300 °C de tratamento térmico, entretanto, demonstrou alta sensibilidade à exposição óptica. As curvas de LM-LOE foram ajustadas com 4 componentes de elevadas seções de choque de fotoionização o que confere com a alta sensibilidade óptica reportada.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 22.09.2016
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      VENTIERI, Alexandre; TATUMI, Sonia Hatsue. Síntese e caracterização de aluminatos de cálcio e lítio dopados com terras-raras para uso como detectores de radiações ionizantes. 2016.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19122016-142840/pt-br.php >.
    • APA

      Ventieri, A., & Tatumi, S. H. (2016). Síntese e caracterização de aluminatos de cálcio e lítio dopados com terras-raras para uso como detectores de radiações ionizantes. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19122016-142840/pt-br.php
    • NLM

      Ventieri A, Tatumi SH. Síntese e caracterização de aluminatos de cálcio e lítio dopados com terras-raras para uso como detectores de radiações ionizantes [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19122016-142840/pt-br.php
    • Vancouver

      Ventieri A, Tatumi SH. Síntese e caracterização de aluminatos de cálcio e lítio dopados com terras-raras para uso como detectores de radiações ionizantes [Internet]. 2016 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-19122016-142840/pt-br.php

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