Estudo da resposta de cristais de quartzo natural para dosimetria termoluminescente

Abstract

Nos últimos anos, muitos estudos vêm sendo realizados com o objetivo de caracterizar e/ou desenvolver materiais com propriedades termoluminescentes (TL) para fins de dosimetria das radiações ionizantes. Nesse sentido, este trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar as propriedades termoluminescentes de cristais de quartzo natural visando sua aplicação em dosimetria de radiação X e gama. Os cristais de quartzo utilizados são originários de jazidas das seguintes regiões do país: Batatal (MG), Governador Valadares (MG), Palmeira (CE), Pium (TO) e Solonópolis (CE), cujas concentrações de impurezas e coordenadas geográficas são conhecidas. As amostras foram orientadas paralelas ao eixo cristalográfico [0001] e cortadas nas dimensões de 5x5x1 mm. Inicialmente foi efetuado o estudo da curva de emissão TL destes cristais (glow curve), sendo observado que apenas as amostras de Solonópolis e Batatal apresentam sinal TL na região de 200 a 320°C para faixa de doses de 1,0 a 20,0mGy. Para compreender este comportamento, foram efetuadas análises espectroscópicas de Infravermelho (IV) e Ultravioleta visível (UV-VIS). Em seguida as amostras de Solonópolis e Batatal foram irradiadas em uma fonte 137Cs a fim de determinar a repetibilidade e a reprodutibilidade da sua resposta termoluminescente na região de 160 a 320°C (433 a 593K). Os resultados mostram uma variação menor ou igual que 3%. A resposta TL em função da dose de radiação foi avaliada para feixes de radiação gama do 60C e do 137Cs e para feixes de raios-X com energias entre 16 a 65Kev. Os resultados mostram uma resposta linear em função da dose e que a sensibilidade das amostras de quartzo de Solonópolis e Batatal é maior que do TLD-100. A grande sensibilidade desses cristais foi discutida em função da natureza dos centros de defeitos relacionados ao alumínio substitucional. O estudo do desvanecimento da resposta TL à temperatura ambiente do pico entre 160 e 320°C foi realizado para um período de 75 dias. Nesse período o sinal TL não apresentou perdas significativas (~3%)