Síntese e caracterização da alumina para dosimetria termoluminescente

Abstract

óxido de alumínio dopado com carbono (J-Al2O3:C) é um importante material para dosimetria das radiações ionizantes por leitura termoluminescente (TL). Esse material apresenta sensibilidade à radiação que é cerca de 50 vezes mais sensível que o LiF:Mg,Ti. No entanto, a sua fabricação normalmente requer técnicas de crescimento de cristais que utilizam infra-estrutura de laboratórios com fornos de altas temperaturas e sob condições atmosféricas redutoras. Tendo isto em vista, o objetivo deste trabalho é o estudo e a caracterização de duas rotas alternativas para a síntese do J-Al2O3:C: os métodos Eletroquímico e da Combustão. No método Eletroquímico, as amostras foram produzidas pela oxidação de uma placa de alumínio (99,99%), em ácido oxálico, sob uma diferença de potencial constante. Já no método da Combustão, as amostras são fabricadas misturando-se quantidades adequadas de nitrato de alumínio, uréia e um material dopante (Mg, Si, Eu, Eu-Mg, Eu-Si, Tb, Tb-Mg). Os reagentes foram aquecidos até 500 °C até obter a combustão e, em seguida as amostras foram tratadas termicamente a temperaturas entre 600 e 1500 °C. Para o método Eletroquímico, os resultados mostraram uma relação linear entre a intensidade TL linear e a dose absorvida no ar, para feixes de radiação gama do Co-60, no intervalo entre 0,5 a 4,5 Gy. Os parâmetros que resultaram na maior resposta TL foram: concentração de ácido oxálico igual a 0,10 M e tensão e tempo de anodização iguais 130 V e 300 min, respectivamente. As imagens produzidas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostraram que as pastilhas produzidas nessas condições apresentam poros com diâmetros que variam entre 40 e 80 nm e que a área correspondente aos poros representa cerca de 10 % da área superficial da amostra. Para o método da Combustão, as amostras apresentaram resposta TL linear com a dose absorvida no ar de radiação gama do Co-60, entre 0,05 e 5 Gy. As maiores sensibilidades à radiação foram obtidas para as amostras dopadas com Tb e Tb-Mg, tratadas a 1500 °C por 4 h. Essas amostras apresentaram curva característica de emissão TL com dois picos em cerca de 190 e 350 °C. Pode-se concluir pelos resultados que a rota de síntese por Combustão produz amostras mais sensíveis à radiação que a síntese por anodização. Os materiais obtidos abrem novas perspectivas no campo de desenvolvimento de dosímetros para aplicações em dosimetria termoluminescente