Estudo da luminescência opticamente estimulada do quartzo natural de Solonópole (CE, Brasil) sensibilizado por radiação gama e tratamentos térmicos

Abstract

A luminescência opticamente estimulada (LOE) utilizando grãos de quartzo é amplamente empregada na datação em arqueologia, geologia do Quaternário e na dosimetria retrospectiva. Dada sua complexidade, seja pela baixa intensidade da emissão luminescente ou pela mudança de sensibilidade pela exposição à luz, irradiação e/ou efeitos térmicos, o estudo do sinal LOE em cristais de quartzo de alta sensibilidade pode, no futuro, contribuir para aprimorar os protocolos de datação e dosimetria. Estudos anteriores mostraram a possibilidade de tornar cristais procedentes de pegmatitos localizados no município de Solonópole sensíveis a doses de mili-Gray (Gy) para dosimetria termoluminescente (TL) mediante sensibilização com altas doses radiação gama (dezenas de kGy) e tratamentos térmicos moderados. Porém, a caracterização do sinal LOE desse material, nestas condições, ainda não foi suficientemente investigada. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o sinal LOE de discos de quartzo-teflon preparados com um cristal de Solonópole nas condições sensibilizada e natural (não sensibilizada). Para atingir tal objetivo, foi avaliada a influência dos principais parâmetros de leitura (tempo de contagem por canal, temperatura de preaquecimento, potência de estimulação e filtros) na aquisição do sinal LOE em modo contínuo (MC). Na sequência, foi realizada a determinação do número de componentes do sinal LOE. Para tal, os sinais LOE- MC foram transformados matematicamente em sinais pseudo linearmente modulados (pLM) com o pacote Luminescence da linguagem de programação R. Na caracterização da intensidade LOE em função da dose-teste (0,5 a 40 Gy) observou-se considerável mudança de sensibilidade. Dessa forma, foi calculado um fator de mudança de sensibilidade para a correção das intensidades dos últimos ciclos de leitura. O modelo cinético empregado para simular os sinais TL e LOE do quartzo não foi satisfatório para reproduzir os resultados experimentais; indicando que as mudanças na configuração das armadilhas e/ou centros de recombinação decorrentes da sensibilização foram significativas. A comparação dos sinais LOE do quartzo de Solonópole nas condições não-sensibilizada (baixa intensidade da emissão luminescente) e sensibilizada mostrou que a sensibilização é responsável pelo surgimento das componentes rápida e média. Medidas exploratórias do sinal TL residual sugerem que a estimulação com LEDs azuis reduz a intensidade do pico TL sensibilizado (~300 °C) em ~20%, sugerindo que os sinais LOE e TL são pelo menos em parte oriundos das mesmas armadilhas eletrônicas. Uma redução mais significativa foi observada para o pico TL a 110 °C. A diferença entre as intensidades LOE e TL foi explicada pelas emissões ocorrerem na região do violeta-azul e não na faixa do ultravioleta-próximo para o qual os sistemas de detecção dos equipamentos LOE são projetados.