Fósforos estimulables ópticamente para detección de radiación ionizante

J. MARCAZZÓ

Mar del Plata

Taller; V Taller de Óptica y Fotofísica (V TOPFOT); 2009

Muchos materiales sintéticos y naturales que han sido previamente irradiados con radiación ionizante emiten luz de color característico si son estimulados adecuadamente. Si la estimulación es térmica, el fenómeno se conoce como termoluminiscencia (TL). Si, en cambio, la estimulación es óptica, se está en presencia de la luminiscencia estimulada ópticamente (OSL). Dado que la intensidad de la luz emitida durante la estimulación es en general proporcional a la dosis de radiación absorbida, ambos fenómenos pueden aprovecharse para dosimetría. Si bien la TL es una técnica ampliamente utilizada para dosimetría, el uso de dosímetros OSL presenta varias ventajas. En particular, la estimulación óptica en lugar de térmica requiere de instrumentación más simple y confiable, y además evita cambios estructurales de los dosímetros que pueden repercutir sobre su respuesta. Por otro lado, permite el uso de dosímetros plásticos o fósforos luminiscentes impregnados en matrices plásticas, lo cual proporciona dosímetros más robustos. En algunos casos, la OSL permite realizar múltiples lecturas, a diferencia de la TL. Aunque ya existen algunos sistemas comerciales para dosimetría basados en el uso de materiales OSL, es continua la búsqueda de detectores eficientes que presenten una respuesta estable y confiable para ser aplicados en la práctica dosimétrica. En esta tesis se estudió la OSL de varios materiales (K2YF5:Pr, CsY2F7:Tb, CsY2F7:Tb, Mg2SiO4:Tb, MgO:Tb, KMgF3:La, SrB4O7:Eu y PbB4O7:Eu) con el fin de determinar cuál de ellos resulta más apropiado para ser utilizado como dosímetro OSL. En todos los casos se comparó su respuesta OSL con la de dosímetros comerciales (Al2O3:C y BeO), determinándose las concentraciones de dopado que dan lugar a la mayor eficiencia de emisión. Se midieron diversas propiedades de interés en dosimetría: fading de la señal OSL, respuesta en dosis, estabilidad térmica y óptica, etc. de las muestras más eficientes (K2YF5:Pr y KMgF3:La), determinándose también las longitudes de onda de estimulación y emisión más adecuadas. También se propuso un modelo integral OSL-TL el cual da cuenta la transferencia de cargas en el material más apropiado como dosímetro OSL (K2YF5:Pr) y se diseñó y construyó un equipo lector OSL de bajo costo para las mediciones de OSL.