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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26308| Título: | Avaliação da eficiência de detectores OSL baseados na fluorita natural brasileira com adição de nanopartículas metálicas |
| Título(s) alternativo(s): | OSL efficiency of CaF2 detectors based on brazilian natural fluorite with the addition of metallic nanoparticles |
| Autor(es): | Reway, Adriana Pereira |
| Orientador(es): | Malthez, Anna Luiza Metidieri Cruz |
| Palavras-chave: | Detectores Luminescência Nanopartículas Fluorita Detectors Luminescence Nanoparticles Fluorspar |
| Data do documento: | 30-Jul-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | REWAY, Adriana Pereira. Avaliação da eficiência de detectores OSL baseados na fluorita natural brasileira com adição de nanopartículas metálicas. 2021. Dissertação (Mestrado) Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Detectores por luminescência oticamente estimulada (OSL – Optically Stimulated Luminescence) permitem estimativas da dose de radiação ionizante absorvida pelo material após irradiação devido às propriedades luminescentes do material detector. Estas propriedades estão relacionadas aos efeitos de absorção e emissão da luz que são características intrínsecas da estrutura de bandas do material. Com o objetivo de estudar o efeito das nanopartículas metálicas (Nps-M) na sensibilidade e eficiência de detectores OSL baseado na fluorita natural brasileira (CaF2) foram produzidas folhas detectoras de CaF2 e adicionadas à sua superfície Nps-M em suspensão de acetona. As Nps escolhidas para este estudo foram dos seguintes elementos químicos: prata (Nps-Ag), ouro (Nps-Au), chumbo (Nps-Pb) e bismuto (Nps-Bi). As Nps-M foram produzidas por processo de ablação laser em solução (LASiS – Laser Ablation Synthesis in Solution) em acetona. As folhas detectoras foram confeccionadas sob a forma de filme fino e após a adição das Nps-M foram recortadas em pastilhas circulares de aproximadamente 3 mm de diâmetro. Dessa forma, com o objetivo de analisar a eficiência e a resposta OSL das amostras, estas foram irradiadas com diferentes tipos e energias de radiação ionizante. Por meio deste estudo verificou-se que há dependência da concentração de Nps-M na eficiência do detector OSL de CaF2. Além disso, constatou-se que a resposta do detector com Nps-M varia quando comparada a resposta dos detectores sem Nps-M conforme o valor de dose e tipo de radiação incidente. Todos os detectores com adição de Nps-M expostos a partículas beta apresentaram aumento na eficiência luminosa. Como forma de comparação, foram produzidas folhas sem CaF2 com e sem adição de Nps-M. As amostras sem CaF2 e com Nps-Pb apresentaram maior sensibilidade em relação às demais amostras sem CaF2 para todas as energias, podendo ser um indicativo do efeito LSPR (Localized Surface Plasmon Resonance) com a estimulação óptica de leitura realizada na faixa do azul (~470nm). Para os detectores com CaF2 e com Nps-Pb e Nps-Bi foi possível observar um aumento de 34% e 26% nos valores de intensidade OSL, respectivamente, para todas as doses empregadas quando comparadas aos detectores sem Nps-M. |
| Abstract: | Optically Stimulated Luminescence (OSL) detectors allow estimating the absorbed dose of ionizing radiation by the detector, after irradiation due to luminescent properties of the detector material. These properties are related to the effects of light absorption and emission, that are intrinsic characteristics in band structure. In order to study the effect of metallic nanoparticles (Nps-M) on the sensitivity and efficiency of OSL detectors based on natural Brazilian fluorite (CaF2), CaF2 detector thin films were produced and added a Nps-M in acetone suspension. The Nps used for this study were: silver (Nps-Ag), gold (Nps-Au), lead (Nps-Pb) and bismuth (Nps-Bi) produced by laser ablation process (LASiS) in acetone. OSL detectors were produced in sheets and cut into circular pellets (about 3 mm) that were distributed into groups with and without CaF2. In order to analyze the efficiency and OSL response of the samples, those were exposed with different types and energies of ionizing radiation. Through this study, it was verified that there is a dependence of the concentration of Nps-M with the efficiency of the CaF2 OSL detector. Furthermore, it was found that the response of the detector with Nps-M, compared to the response of detectors without Nps-M, changes according the dose and type of incident radiation. The influence of the LSPR (Localized Surface Plasmon Resonance) effect of the Nps-M was observed in the study of the efficiency of CaF2 with Nps-M detectors. All detectors with the addition of Nps-M, expose to beta particles, presented an increase in luminescent efficiency. Nps-Pb samples without CaF2 presented an increase in sensitivity for all energies, which may be an indicator of the LSPR effect for stimulation with a blue LED. It was also possible to observe an increase of 26%and 34% in the OSL intensity values of detectors with Nps-Bi and Nps-Pb respectively, for all doses used when compared to detectors without Nps-M. Based on the results, the hypothesis that the LSPR effect occurs due to stimulation in the blue band (Risø stimulation LED) and self-stimulation by luminescent emission from CaF2 crystals can be inferred. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26308 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia |
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