Preparação e Caracterização de Quartzo Particulado e Discos Quartzo-Teflon para Dosimetria Termoluminescente das Radiações Ionizantes

Recentemente, medidas da emissão TL realizadas em cristais de quartzo natural sensibilizado, mostraram resultados bastante favoráveis à sua aplicação como dosímetro TL. Também foi observado que a resposta TL do quartzo depende da concentração de impurezas e da procedência dos cristais. Estudos mostram que a utilização de materiais particulados contribui para uma diminuição da dispersão na resposta TL, o que permitiria a utilização de cristais de quartzo com distribuição heterogênea de impurezas. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um procedimento para produção de discos de quartzo policristalinos e analisar a resposta TL em função do tamanho de partícula visando aplicações dosimétricas. Para tal, fragmentos de um bloco de quartzo natural procedente do município de Solonópole (Estado do Ceará, Brasil) foram cominuídos e classificados em dez faixas granulométricas, entre 38 e 4760 m. Parte do material particulado de cada faixa foi exposto a uma dose de 25 kGy utilizando uma fonte de 60Co e então submetido a três tratamentos térmicos consecutivos a 400 oC durante 1 hora. Após a sensibilização, foi constatado que a intensidade TL cresce com o aumento do diâmetro médio das partículas (Dm) de 18 para 304 μm. Entretanto, uma queda acentuada na intensidade TL foi observada para partículas com Dm > 304 μm. Este comportamento foi explicado pela baixa intensidade do sinal RPE associado aos centros E 1 perturbados pelo germânio substitucional. Nesta etapa, concluiu-se que partículas de quartzo sensibilizado com Dm entre 138 e 304 μm são recomendadas para utilização na dosimetria TL, e por esta razão, foram as escolhidas para a obtenção de discos policristalinos. Para produzir discos coesos de 6 mm de diâmetro, aglomerantes de natureza mineral e orgânica foram testados. Depois de definida a combinação adequada granulometria-aglomerante, discos quartzo-Teflon na proporção 1:1 foram produzidos por compactação em uma matriz metálica e posterior tratamento térmico a 400 oC durante 6 horas. A integridade dos discos produzidos foi caracterizada por meio de ensaios vibratórios e medidas de perda de massa, perfilometria de contato e microscopia eletrônica de varredura. Por sua vez, as propriedades dosimétricas foram caracterizadas pela análise da reprodutibilidade, estabilidade e sensibilidade do pico TL a 310 oC; da resposta TL vs. dose entre 0,5 e 200 mGy e da dependência energética para raios X e raios . Constatou-se que os discos quartzo-Teflon apresentaram reprodutibilidade melhor que 10%, maior sensibilidade que dosímetros LiF:Mg,Ti, estabilidade do sinal TL equivalente ao BeO e CaSO4;Dy e menor dependência energética que dosímetros CaSO4:Dy e CaF2:Dy. Portanto, a sensibilidade e linearidade da resposta TL do quartzo sensibilizado, associada à simplicidade do método de preparação proposto e a quantidade de ocorrências deste recurso mineral no Brasil, corroboram a viabilidade de utilização de discos quartzo-Teflon e também do quartzo particulado com Dm entre 138 e 304 μm para dosimetria TL das radiações ionizante