Síntesis de ZnO:Cu para su aplicación en el desarrollo de detectores de radiación ionizante

Abstract

En el área de dosimetría de radiaciones constantemente se busca la obtención de nuevos materiales que permitan medir las dosis de radiación que un cuerpo absorbe cuando se expone a fuentes de radiación ionizante. Un material apropiado para este propósito es el ZnO, que presenta termoluminiscencia cuando se dopa con diferentes tipos de impurezas debido a la introducción de defectos en la red cristalina. Por ello, en este trabajo se sintetizó ZnO mediante un método químico de precipitación controlada y se dopó con Cu. Los estudios de TL mostraron un apagamiento de la curva de brillo del ZnO con la introducción del Cu, sin embargo, se logró un abuena reproducibilidad de la TL del ZnO:Cu dopando con molienda en mortero de ágata y molino planetario; además, el estudio de reusabilidad mediante ciclos de irradiación - lectura demostró que el ZnO:Cu posee una desviación estándar muy pequeña, de solamente 1.35 %. El estudio de dosimetría mostró una mejor linealidad del ZnO:Cu (R2 ajustada = 0.98802) en relación con la de ZnO (R2 ajustada = 0.67801) en el rango de dosis de 64 a 4096 Gy. El estudio de desvanecimiento de la información almacenada mostró que el ZnO:Cu conserva más del 50 % de la señal después de 72 horas. El estudio de DRX mostró que ZnO:Cu presenta la estructura de la zincita. El estudio morfológico mediante MEB mostró partículas semi esféricas para todas las muestras analizadas y de menor tamaño. El estudio de fotoluminiscencia mostró un apagamiento de la intensidad de emisión cuando el Cu se introduce en el ZnO, lo que demostró la presencia del dopante en la red cristalina. Los estudios de EDS corroboraron la presencia de cobre en las muestras de ZnO dopadas. Los resultados indican que es posible fabricar ZnO:Cu con el método de síntesis usado y que el fósforo sintetizado en este trabajo tiene propiedades adecuadas para su uso potencial como dosímetro para altas dosis de radiación, los cuales son escasos en la actualidad.