| A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada |
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DESENVOLVIMENTO DE SENSORES CERÂMICOS DE RADIAÇÃO |
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| Geane da Cruz Santana 1 |
| Ana Carolina Santana de Mello 1 |
| Mário Ernesto Giroldo Valério 1 |
| Zélia Soares Macedo 1 |
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| (1. Universidade Federal de Sergipe/UFS) |
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| INTRODUÇÃO: |
Este trabalho investiga o potencial de aplicação do material cerâmico de Germanato de Bismuto (Bi4Ge3O12-BGO) dopado com os íons lantanídeos Nd3+ e Eu3+ como cintilador para uso em sensores industriais, equipamentos hospitalares e em física de altas energias. Cintiladores são materiais luminescentes que absorvem radiação ionizante e convertem a energia desta radiação em luz. Entre as vantagens do uso das cerâmicas, podem ser citados os custos reduzidos de produção, a distribuição mais homogênea de dopantes na rede cristalina e a possibilidade de se produzir corpos cerâmicos de tamanhos e formas variados. |
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| METODOLOGIA: |
A produção dos pós cerâmicos de BGO utilizou a rota de síntese de estado sólido, envolvendo a moagem dos reagentes por 48 horas e sua posterior calcinação a 810º C por 8h em forno de atmosfera aberta. Após a síntese, os pós eram conformados por uma pressão uniaxial de 25 MPa formando pastilhas com 6 mm de diâmetro por em torno de 2mm espessura, depois foram sinterizados a 840º C por 10h. Para fins de estudos comparativos, foram produzidos pós cerâmicos puros e dopados com 1mol% de Nd3+ ou Eu3+ e 0,5mol% de Eu3+. A analise estrutural dos pós calcinados e das cerâmicas sinterizadas foi realizada através da difratometria de Raios-X (XRD). A densidade das cerâmicas “verde” e sinterizadas foi acompanhada através dos métodos geométrico e de Arquimedes. Em seguida, as cerâmicas produzidas foram caracterizadas por meio das técnicas de termoluminescência (TL) e radioluminescência (RL). |
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| RESULTADOS: |
A análise por espectroscopia de raios-X, revelou a presença de duas fases cristalinas distintas no pó calcinado, sendo que a fase desejada (Bi4Ge3O12) é majoritária, enquanto a fase espúria (Bi12GeO20) ocorre em pequena quantidade. Após a sinterização o espectro de raios-X apresentou apenas a fase desejada. A densidade das cerâmicas evolui de um valor inicial de 60% até um valor final de 98%, em relação a densidade teórica do monocristal (ρteórica = 7,1 g/cm3), durante o processo de sinterização. As medidas de termoluminescencia mostraram um pico de emissão em torno de 58ºC em todas as amostras testadas, e bandas de radioluminescência em torno de 450 nm na cerâmica pura, com bandas adicionais nos materiais dopados, indicando o aumento da cintilação devido à formação de novos centros de luminescência. |
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| CONCLUSÕES: |
Observou-se através da espectroscopia de raios-X a formação de duas fases cristalinas distintas durante a calcinação do pó, sendo a maior porcentagem formada pela fase desejada (Bi4Ge3O12). Após a sinterização das cerâmicas obteve-se apenas a fase Bi4Ge3O12. O processo de sinterização resultou em corpos cerâmicos com alta densidade relativa e devido a dopagem ocorreu o aumento da concentração de centros luminescentes. Apesar da difratometria de raios–X apresentar fase única, os resultados obtidos nas medidas de termoluminência mostraram picos característicos da fase Bi12OGe20. Entretanto, para irradiações diferentes o pico mudou de 62ºC para 94ºC e verificou-se que a quantidade de armadilhas não a síntese,foi a mesma nos dois casos. |
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Cerâmica; Germanato de Bismuto; Cintilador. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |