Respuesta termoluminiscente de los compuestos de MgB4O7:Dy y MgB4O7:Dy,Na ante rayos gamma y neutrones.

Abstract

El MgB4O7 es un borato que dopado con tierras raras y elementos alcalinos ha sido reportado para aplicaciones en el campo de dosimetría, como un excelente TLD;  por su alta sensibilidad, Zeff cercano al del tejido biológico y bajo desvanecimiento. El MgB4O7:Dy es utilizado como detector oficial de neutrones en el Instituto de Ciencia Nuclear, Vinca en Belgrado, Serbia. En éste trabajo, se sintetizaron matrices termoluminiscentes de MgB4O7:Dy y MgB4O7:Dy,Na para evaluar su respuesta TL ante la exposición a rayos gamma y neutrones. El Dy fue añadido en un rango de concentraciones de 0.01-1.5 % mol de dopaje total, mientras que el Na se fijó la concentración de 0.5% mol para determinar la respuesta TL en función del dopaje. La síntesis de los fósforos se llevó a cabo mediante el método de reacción húmeda asistida por tratamiento térmico; las muestras fueron caracterizadas por técnicas de SEM y DRX para determinar el tamaño de grano y fase cristalográfica respectivamente. Para el estudio dosimétrico, las matrices termoluminiscentes fueron irradiadas por 30 min. con una fuente de 137Cs con una energía de 0.662 MeV (A0= 30 mCi)   y una de dosis de 6.8±0.415 mGy para evaluar su respuesta a la exposición de rayos gamma, mientras que para neutrones, se utilizó una fuente de 241AmBe con una A0= 100 mCi, el tiempo de irradiación fue 17 h (dosis de 0.18±0.004 mGy). Los resultados respecto a la caracterización (SEM y DRX) mostraron que la forma de la partícula es irregular y hubo la formación de aglomerados (material en bulk).  De acuerdo a DRX , no hubo la formación de una fase única, obteniendo la mezcla de fases (específicamente de MgB4O7 y Mg2(B2O5). En relación  al estudio dosimétrico, los fósforos sintetizados tienen una buena respuesta ante la exposición a rayos gammas. Las muestras co-dopadas (con Na), son las que presentan una mayor respuesta TL de hasta 88.07 nC al ser irradiadas con fotones de 0.662 MeV. En el caso de los neutrones, las muestras presentaron muy poca respuesta debido posiblemente al grado de cristalinidad de las muestras y los defectos de la matriz huésped.