PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, ÓPTICAS E DOSIMÉTRICAS DE CRISTAIS DE CaSO4:Mn,Tb: ABORDAGENS COMPUTACIONAIS E EXPERIMENTAIS.

Resumo

Diferentes materiais sintéticos e inorgânicos com propriedades luminescentes, incluindo os de CaSO4, têm sido utilizados para dosimetria das radiações ionizantes por meio das técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL). Estudos de materiais baseados em CaSO4 mostram que, apesar de sua alta sensibilidade TL, o CaSO4:Mn apresenta limitações dosimétricas por possuir níveis de energia muito rasos dos centros de captura de portadores de cargas responsáveis pelo sinal luminescente. Porém, recentemente foi observado que esse composto apresenta características promissoras para dosimetria OSL. Na tentativa de superar essa limitação, tem sido proposta também a incorporação de novos elementos como co-dopantes do CaSO4. Elementos terras-raras não usuais, como o térbio (Tb) tornam o CaSO4 dopado promissor para ser aplicado como dosímetro TL/OSL. Este trabalho propõe a produção e caracterização estrutural, óptica e dosimétrica de compósitos de CaSO4 dopados com manganês e térbio com diferentes concentrações de dopantes, com a finalidade de utilizá-los como dosímetros TL/OSL alternativos aos difundidos no mercado. Os cristais serão produzidos por métodos convencionais, como evaporação lenta, sol-gel, precipitação e reação de estado sólido. As características dosimétricas do CaSO4:Mn,Tb como sensibilidade, linearidade, reprodutibilidade, dose mínima detectável, desvanecimento da resposta (fading) e os parâmetros cinéticos das curvas de emissão TL e de decaimento OSL serão avaliadas, de forma comparativa com as respectivas características dos dosímetros comercialmente empregados. Adicionalmente, serão realizados cálculos atomísticos dos materiais, utilizando o código computacional GULP, para compreender a localização dos íons dopantes na rede cristalina, os mecanismos de compensação de carga elétrica e a influência dos defeitos pontuais intrínsecos e extrínsecos nas propriedades ópticas desse material.