Efecto del tamaño de partículas sobre las propiedades termoluminiscentes de CaSO4

Abstract

En este trabajo se llevó a cabo un estudio sobre la influencia del tamaño de partícula en las propiedades termoluminiscentes de CaSO4 expuesto a irradiación con partículas beta. Las muestras de CaSO4 fueron sintetizadas por un método de precipitación química simple y amigable con el medio ambiente. El polvo se comprimió para formar pastillas, las cuales fueron tratadas térmicamente a 700 °C y 900 °C, posteriormente fueron sometidas a una molienda durante 2, 4 y 6 minutos en un molino de bolas, y parte del polvo obtenido se comprimió de nuevo para volver a formar pastillas. La distribución del tamaño de partícula fue obtenida a partir de las imágenes de microscopia electrónica de barrido, indicando que el tamaño de partícula disminuyó, desde los18 μm que presentaron las muestras sin moler, hasta los 1.5 μm que presentaron las muestras con mayor tiempo de molienda (6 minutos). Las muestras en forma de pastilla que fueron tratadas a 700 °C y molidas durante 6 minutos fueron las que presentaron mayor estabilidad, y son las que se caracterizaron completamente. Los estudios de difracción de rayos X mostraron que estas muestras presentaron la estructura de CaSO4 anhidrita. Las muestras de CaSO4 tratadas a 700 °C sin moler y las molidas 6 minutos presentaron curvas de brillo complejas con al menos tres máximos situados aproximadamente a 90 °C, 200 °C y 300 °C. Sin embargo, se observó que la intensidad de TL del máximo que se presenta a aproximadamente 90 °C aumenta al disminuir el tamaño de partícula, mientras que la intensidad de TL de los máximos que aparecen a mayores temperaturas disminuye. La muestra de CaSO4 molida durante 6 minutos experimentó un desvanecimiento mayor al 80% al alcanzar las 24 horas de espera entre irradiación-lectura. Estas muestras presentaron una buena reproducibilidad de la luminiscencia persistente en diez ciclos sucesivos de irradiación lectura, con una respuesta lineal desde los 16.0 Gy hasta los 64.0 Gy. Los resultados de luminiscencia persistente mostraron que este material presenta características promisorias para su aplicación en dosimetría de tiempo real, en medicina en el área de radioterapia.