Síntesis de nuevos sulfatos dopados con tierras raras y su caracterización termoluminiscente y dosimétrica al ser expuestos a radiación ionizante

Abstract

Tesis de doctorado en ciencia de materiales. En esta tesis se reporta la síntesis de CaSO4 dopado con elementos de tierras raras, utilizando una reacción de co-precipitación química en solución acuosa, sencillo, económico, y ambientalmente amigable. El método ha permitido reportar por primera vez, una forma de fabricar fósforos de CaSO4 para aplicación en dosimetría termoluminiscente en forma de muestras sólidas, sin necesidad de utilizar material aglomerante. De las condiciones de preparación investigadas, se determinó que un tratamiento térmico a 700 °C por nueve horas de muestras dopadas con 0.5 % mol de Eu, proporciona las muestras con mejores características termoluminiscentes para usarse en dosimetría de radiaciones. Estas muestras, -en forma de pastilla-exhiben un máximo de termoluminiscencia a 200 °C si se usa una razón de calentamiento de 5 °C/s, tienen una sensibilidad 2 veces mayor que la del dosímetro comercial TLD-100, y se obtuvo una dosis mínima detectable menor a 1.0 mGy. La deconvolución computarizada de las curvas de brillo llevada a cabo de las curvas de brillo residuales de experimentos de McKeever, reveló que la curva de brillo consta de 4 picos con cinética de orden intermedio. El pico principal sigue cinético de orden b = 1.48. Este resultado es compatible con el calculado utilizando la fórmula de Chen, basada en la forma de la curva de brillo, utilizando los datos del máximo de termoluminiscencia. El método reportado en esta tesis puede ser usado para sintetizar CaSO4 dopado con otras impurezas diferentes a las utilizadas en este trabajo, por lo que abre un gran número de posibilidades en la búsqueda de nuevos dosímetros de estado sólido.