Efeito da radiação UV e 'gama' nas propriedades de absorção ótica, de ressonância paramagnética eletrônica e de termoluminescênca (2002)
- Authors:
- Autor USP: SOUZA, SUSANA OLIVEIRA DE - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FNC
- Subjects: FÍSICA NUCLEAR; RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA; RADIAÇÃO GAMA; RESSONÂNCIA PARAMAGNÉTICA ELETRÔNICA; TERMOLUMINESCÊNCIA
- Language: Português
- Abstract: O esponumênio ('LiAlSi IND. 2' 'O IND. 6') de cor lilás, chamado kunzita, encontrado no Estado de Minas Gerais, foi investigado no presente trabalho. A análise de fluorescência de raios-X revelou, além das componentes básicas Si'O IND. 2', 'Al IND. 2' 'O IND.3' e 'Li IND. 2'O, várias impurezas, sendo Mn e Fe as principais. Para comparação com o material natural, um policristal "puro" de 'beta'-espodumênio foi produzido pela devitrificação de um vidro obtido da mistura de Si'O IND. 2', 'Al IND. 2' 'O IND. 3' e 'Li IND. 2'O. Esse método de devitrificação proporciona um processo importante e relativamente simples para produzir um policristal puro que pode ser usado na comparação do material natural. A curva de emissão termoluminescente (TL) da amostra recozida em 600 'GRAUS'C por 1h apresentou picos em 145, 215, 350, 370 e '460 GRAUS'C, após uma irradiação com doses entre 10 e 5000 Gy. A resposta TL desses picos, acima de 50 Gy, é supralinear. A luz TL emitida por amostras naturais recozidas entre 500 e '900 GRAUS'C e, então, irradiadas, mostra que com o tratamento térmico em '900 GRAUS'C a sensibilidade TL aumenta por um fator de 3 comparado com o recozimento entre 500 e '800 GRAUS'C. Esses tratamentos térmicos afetam, também, a estrutura cristalina, mantendo a cristalinidade, mas produzindo um rearranjo nos planos de reflexão e no tamanho dos grãos. O espectro da luz TL da amostra natural apresenta uma banda em torno de 610 nm, intensa e larga ('DA ORDEM DE'200 nm) paratodos os picos, embora uma banda muito fraca e larga seja, também, observada em torno de 480 nm. Isto significa que, praticamente todos os elétrons que chegam na BC, após o aquecimento para a leitura TL, recombinam-se com um único centro, emitindo luz em torno de 610 nm, sendo ele o centro de alumínio ['AlO IND. 4'/h]. As medidas TL do policristal irradiado e não irradiado mostram que, exceto pelos picos TL em 350 e '370 GRAUS'C, ) todos os outros são devidos a defeitos intrínsecos. Esta conclusão é confirmada pelo espectro de emissão, o qual mostra na amostra artificial a mesma banda em 610 nm. A luz UV induz diretamente a termoluminescência. Como a energia dos fótons é bem inferior à largura da banda proibida, a indução de TL foi interpretada como sendo devido à absorção de dois fótons. A resposta TL observada resultante da irradiação UV de luz syncrotron ou com lâmpadas fluorescentes ou de Hg é diferente da produzida por irradiação gama e diferente entre elas próprias. Ainda não foi encontrada explicação para o fenômeno. No início da irradiação UV, para o pico de 460 'GRAUS'C, predomina o acúmulo de transportadores de carga nas armadilhas. Com a longa exposição (>22h) há a diminuição desse pico, prevalescendo o processo de fototransferência acompanhado de fotoesvaziamento. A irradiação intensa cria vacâncias de oxigênio, que recebem em seguida, elétrons da ionização dando origem a centros F. O cristal torna-se predominantemente verde. As bandas de absorção ópticaque surgem com irradiação e pertencem a esse centro F, 310, 360, 470 e 630 nm, decaem entre 150 e '250 GRAUS'C. Esse comportamento é similar ao do pico TL em '220 GRAUS'C, indicando que esse centro TL está correlacionado ao centro F. Há forte evidência, como no quartzo contendo alumínio como impureza, que o íon de 'Al POT. 3+' tem a tendência de substituir o íon de 'Si POT. 4+' no tetraedro Si'O IND. 4', dando origem ao centro '[Al'O IND. 4'] POT. -'. Este é neutralizado por um íon alcalino ('Li POT. +' ou 'Na POT. +'). A irradiação remove 'M POT. +' e o radical resultante captura um buraco, dando origem ao centro de alumínio [Al'O IND. 4'/h]. Foi aqui proposto, por isso, o seguinte mecanismo de emissão da luz TL em torno de '220 GRAUS'C: i) Durante a irradiação formam-se os centros F e os centros de alumínio. ) ii) Durante o aquecimento na região de '150 GRAUS'C a '220 GRAUS'C para a leitura TL, tem-se: a) Centro F 'calor' SOBRE 'seta' Vacância de O + 2 'e POT. -' (ou 'E IND. 1' + 'e POT. -') b) [Al'O IND. 4]+'e POT. -' -> '[Al'O IND. 4'] POT. -' + 'hv IND. TL'(pico de '220 GRAUS'C). Foi constatado que a banda de AO em 530nm cresce entre 200 e '300 GRAUS'C, decaindo além de '300 GRAUS'C, para tornar a kunzita incolor em torno de '400 GRAUS'C. Como o 'Mn POT. 3+' é suposto ser o responsável pela cor lilás, ele dá origem à banda em 530 nm. Por outro lado, o tratamento térmico isócrono mostra que os picos TL em '350 GRAUS'C e '370 GRAUS'C decaem entre 320 e'375 GRAUS'C, mostrando que há forte correlação entre a banda de absorção em 530 nm e os picos TL em 350 e '370 GRAUS'C. Foi, então, proposto que o 'Mn POT. 4+' presente na amostra, se torna 'Mn POT. 3+' como aquecimento entre 200 e '300 GRAUS'C, capturando um elétron. Com o aumento da concentração de 'Mn POT. 3+' a cor lilás fica mais intensa. Acima de '300 GRAUS'C, tem-se a liberação de um elétron do Mn POT. 3+', que se torna novamente 'Mn POT. 4+'. O elétron assim liberado pode recombinar-se com o centro de alumínio e há emissão de luz TL. Comparando-se o comportamento térmico do pico TL em '460 GRAUS'C e um sinal em g=1,997 pode-se afirmar que os dois centros têm uma relação íntima. Esse centro paramagnético tem semelhança ao centro 'E IND. 1', porém, nenhuma indicação definitiva dessa identificação foi encontrada
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.01.2002
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ABNT
SOUZA, Susana Oliveira de. Efeito da radiação UV e 'gama' nas propriedades de absorção ótica, de ressonância paramagnética eletrônica e de termoluminescênca. 2002. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04102012-152133/. Acesso em: 24 abr. 2024. -
APA
Souza, S. O. de. (2002). Efeito da radiação UV e 'gama' nas propriedades de absorção ótica, de ressonância paramagnética eletrônica e de termoluminescênca (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04102012-152133/ -
NLM
Souza SO de. Efeito da radiação UV e 'gama' nas propriedades de absorção ótica, de ressonância paramagnética eletrônica e de termoluminescênca [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04102012-152133/ -
Vancouver
Souza SO de. Efeito da radiação UV e 'gama' nas propriedades de absorção ótica, de ressonância paramagnética eletrônica e de termoluminescênca [Internet]. 2002 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04102012-152133/
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