Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-29T17:49:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO - DANIEL AZEVEDO.pdf: 2684891 bytes, checksum: c5cf0ad3eed5c462740d0bce638484d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-29T17:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO - DANIEL AZEVEDO.pdf: 2684891 bytes, checksum: c5cf0ad3eed5c462740d0bce638484d1 (MD5) Previous issue date: 2015-05-13 / FACEPE / As radiações ionizantes são amplamente utilizadas em aplicações médicas e industriais, requerendo sempre o uso de dosímetros para a avaliação da dose recebida pelos trabalhadores e pacientes, bem como para o controle de qualidade dos processos. Dentre os materiais sensíveis utilizados para a dosimetria das radiações destaca-se o fluoreto de cálcio (CaF2) que apresenta uma resposta termoluminescente sensível a baixas doses de radiação. Este trabalho tem por objetivo a síntese do CaF2 dopado com túlio através do método de combustão e sua caracterização para aplicações dosimétricas das radiações ionizantes. A análise por difração de raios X mostrou que o material produzido era de fato CaF2 e estudos do espectro de emissão TL mostraram a presença das linhas espectrais do Tm3+, sendo as principais linhas centradas em 455 nm 482 nm. Dentre os parâmetros de fabricação, observou-se que a melhor concentração do dopante foi de 0,20 mol% em relação ao cálcio; a condição de temperatura, tempo e atmosfera de sinterização que mais aumentou a intensidade TL foi 400 °C por 8 h no ar. A resposta em função da dose para a radiação gama do 137Cs e 60Co mostrou ser linear para a faixa entre 100 μGy e 100 Gy. A partir dos resultados pode-se concluir que o CaF2:Tm produzido pelo método de combustão tem potencial para ser utilizado como dosímetro em aplicações das radiações ionizantes. / Ionizing radiations are widely used for medical and industrial applications, always requiring the presence of dosimeters to evaluate the absorbed dose on workers and patients, as well as for quality control of processes. Among the materials available for radiation dosimetry, calcium fluorite (CaF2) is one of the most sensitive thermoluminescent (TL), used in low radiation dosimetry. The aim of this work is to synthesize a thulium doped CaF2 by the combustion method, and characterize it for dosimetric applications of ionizing radiations. The X-ray diffraction analysis showed that CaF2 was in fact produced. Studies of TL emission spectrum, after irradiation with 60Co, showed the presence of Tm3+ spectral lines, with larger intensities for 455 nm and 482 nm. The optimum fabrication parameters were: Tm concentration of 0.20 mol% in relation to calcium, with 400 °C post combustion sintering for 8 h, in air. The analysis of TL response a linear dose response in the range of 100 μGy to 100 Gy. Therefore, it was concluded that CaF2:Tm produced by the combustion method can be used as a dosimeter for ionizing radiation.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dilcelino de souza.pdf: 2029319 bytes, checksum: aed0574bdada794ffabe0ffb7972cc7b (MD5) Previous issue date: 2010-04-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The dynamics in the transition phase is one of the problems of interest to both theoretical and experimental, since they can understand and therefore modify the industrial applications. Simulation of Molecular Dynamics is used in this work to study the properties of both static and dynamic CaF2. The study of the properties and behavior of CaF2 has been studied by several groups, these studies was due to some properties, such as: thermoluminescence, a superionic conductor at high temperatures, and high availability in mineral, in addition to its technological application. The potential proposed for describing the interaction of this compound is the effective pairs potential of Vashishta Rahman, which includes interaction stereometric, Coloumb interaction, the interaction of van der Waals and polarization effects. We studied the behavior of CaF2 in the phase transition using the simulation in the ensemble isoent´alpico isoent´alpico-isobaric developed by Parrinelo Rahman [1], and reproduce the diagrams of energy and volume change in function of temperature, and order of the structure with the correlation of pairs function. We will study the behavior of CaF2 under critical conditions of temperature and pressure, with the aim of describing the dependence of melting temperature with pressure for this compound, because this relationship is a challenge for many working groups in order to describe the mechanisms of formation Earth s mantle. The comparison of experimental data with the results obtained in the simulation reproduces satisfactorily the behavior of phase transition of CaF2, and there is good agreement with other data from Din amica Molecular. / A dinâmica na transição de fase é um dos problemas de interesse tanto teórico quanto experimental, uma vez que se pode compreender e consequentemente modificar as aplicações industriais. Simulação de Dinâmica Molecular é utilizado neste trabalho para o estudo das propriedades tanto estáticas quanto dinâmicas do CaF2. O estudo das propriedades e comportamento do CaF2 tem sido pesquisados por vários grupos, tal estudo se deve a algumas propriedades, tais como: termoluminescência, um condutor superiônico em elevadas temperaturas, e a grande disponibilidade na forma de minério, além de sua aplicação tecnológica. O potencial proposto para descrever a interação para este composto é o potencial efetivo de pares de Vashishta Rahman, que inclui interação estereométrica, interação Coloumbiana, interação de van der Waals e efeitos de polarização. Estudamos o comportamento do CaF2 na transição de fase usando a simulação no ensemble isoentálpico isoentálpico-isobárico desenvolvido por Parrinelo Rahman [1], e reproduzimos os diagramas de energia e variação do volume em função da temperatura, e o ordenamento da estrutura com a função de correlação de pares. Estudamos o comportamento do CaF2 sob condições críticas de temperatura e pressão, com intuito de descrever a dependência da temperatura de fusão com a pressão para este composto, devido esta relação ser um desafio para muitos grupos de pesquisa afim de descrever os mecanismos de formação da crosta terrestre. A comparação dos dados experimentais com os resultados obtidos na simulação, reproduz de forma satisfatória o comportamento de transição de fase do CaF2, e há boa concordância com outros dados de Dinâmica Molecular.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, CaF2, SrF2 and LiCaAlF6 pure and doped with rare earths were produced by microwave-assisted hydrothermal synthesis, which is a promising method to produce nanostructured powders in a simple, low cost and fast way. The samples were produced with or without using chelating agent and synthesized at low temperature, under pressure and a short time period. The crystalline phases of the samples were identified by X-ray diffraction (XRD) and the morphology of the particles was determined by scanning electron microscopy (SEM). The particles present similar morphology to CaF2 and SrF2 samples produced with and without using chelating agent. While the LiCaAlF6 samples presented a different morphology when produced with EDTA. The study of the chemical composition of CaF2 was performed by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and the results indicated the presence of reasonable amounts of hydroxyl groups and oxygen ions in the samples produced with chelating agent. Optical study was conducted by emission and excitation spectra to understand the band structure and to determine the band gap of the materials. The emission spectrum showed that the CaF2 and SrF2 presents an intrinsic luminescence with an band at approximately 300 nm associated with the exciton emission. The fundamental absorption associated to the band gap was estimated at 11.7 eV for CaF2, 10.9 eV for SrF2 and 12.1 eV for LiCaAlF6. The emission and excitation spectra were measured in the Toroidal Grating Monochromator (TGM) beamline of the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) and the results shown evidences that the formation energy of the exciton and band gap energy are smaller than the ones for the single crystal. / Neste trabalho, CaF2, SrF2 e LiCaAlF6 puros e dopados com terras raras foram produzidos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, o qual é um método promissor para produzir pós nanoestruturados de uma forma simples, com baixo custo e rápida. As amostras foram produzidas com e sem agente quelante e sintetizadas em baixa temperatura, sob pressão e curto período de tempo. As fases cristalinas das amostras foram identificadas por Difração de Raios X (DRX) e a morfologia das partículas determinada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As partículas apresentaram morfologias semelhantes para as amostras de CaF2 e SrF2 produzidas com e sem o uso do agente quelante. Enquanto que as amostras de LiCaAlF6 apresentaram uma morfologia diferente ao adicionar agente quelante. O estudo da composição química do CaF2 foi realizado por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e os resultados indicaram a presença de uma quantidade razoável de grupos OH e íons de oxigênio na amostra produzida com agente quelante. Os estudos ópticos foram conduzidos por meio dos espectros de emissão e excitação para compreender a estrutura de bandas e determinar o band gap dos materiais. Os espectros de emissão mostraram que o CaF2 e o SrF2 apresentam luminescência intrínseca com uma banda em aproximadamente 300 nm associada a emissão do éxciton. A absorção fundamental associada ao band gap foi estimada em 11,7 eV para o CaF2, 10,9 eV para o SrF2 e 12,1 para o LiCaAlF6. Os espectros de emissão e excitação foram realizados na linha de luz TGM do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) e os resultados mostraram evidências de que a energia de formação do éxciton e a energia do band gap são menores do que para o monocristal.