Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2015-05-08T14:21:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_315_PROTEN_Juliana_Bibiano_Fev2015.pdf: 4075493 bytes, checksum: efb8b7c3781086360877f05cbce1fac8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-08T14:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_315_PROTEN_Juliana_Bibiano_Fev2015.pdf: 4075493 bytes, checksum: efb8b7c3781086360877f05cbce1fac8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / CAPES / Características termoluminescentes (TL) e de luminescência opticamente estimulada (LOE) de fluoritas naturais (CaF2) de três minas brasileiras foram investigadas com o objetivo de verificar a possibilidade de utilizar o material para a dosimetria de radiação gama. Embora a resposta de TL do CaF2 seja bem conhecida, existem poucos estudos relatando as propriedades LOE desse mineral. As amostras de fluorita investigadas neste estudo são procedentes de três estados brasileiros: Bahia (de coloração roxa), Rio Grande do Norte (verde clara) e Santa Catarina (cor verde escura). Difratogramas de raios X foram obtidos para verificar que as amostras eram fluoreto de cálcio (CaF2). Para avaliar a respostas TL e LOE, fragmentos de cristais de fluorita foram manualmente moídos, utilizando um almofariz e pistilo de ágata, e peneirados na faixa de tamanho de grão 75 x 150 μm. Posteriormente, as pastilhas de fluorita foram fabricadas através de prensagem de uma mistura homogênea de fluorita particulada e PTFE floculado (DuPont) em temperatura ambiente. A proporção de fluorita: PTFE na mistura era de 70%:30%, em massa. Vinte e cinco pastilhas com cerca de 50 mg, 6 mm de diâmetro e 1 mm de espessura foram produzidas para cada tipo de fluorita investigada. Para avaliar a curva de emissão TL, as pastilhas foram irradiadas com radiação gama com feixe de 137Cs numa faixa de doses de 10 a 50 mGy, e o sinal TL foi medido numa leitora Harshaw-Bicron, modelo 3500. Os resultados mostraram curvas de emissão TL apresentam diferentes picos dependendo da coloração e da origem da amostra de fluorita. A estimulação para medições do sinal LOE foi realizada com LEDs azuis que têm um comprimento de onda de 470 nm e a estimulação foi no modo contínuo. Os resultados mostraram que a fluorita verde clara do RN é mais sensível do que a fluorita roxa da BA e do que a verde escura de SC tanto para as respostas TL e LOE. O efeito da leitura LOE no sinal TL também foi investigado e observou-se que os todos os picos TL são afetados pela leitura LOE realizada previamente, mas eles não são eliminados. Estes resultados demonstraram que é possível reutilizar para leitura TL um dosímetro que já tenha sido lido através da LOE.

Um método dosimétrico para avaliação da exposição à radiação ultravioleta foi estabelecido com os detectores Al2O3:C InLight e com o sistema leitor OSL microStar e software, da Landauer, associados às técnicas de Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) e Luminescência Opticamente Estimulada Fototransferida (PTOSL). As etapas principais do trabalho foram: caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica OSL; caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, pré-condicionados, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica PTOSL; e aplicações práticas dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento e pré-condicionados, em locais de exposição à RUV solar e RUV artificial proveniente de processos de soldagens elétrica e TIG (Tungsten Inert Gas). Os detectores Al2O3:C InLight apresentaram respostas OSL e PTOSL satisfatórias em relação aos parâmetros: comprimento de onda, tempo de iluminação UV, irradiância, exposição radiante e dependência angular, quando expostos à RUV. Esses detectores mostraram estimulação máxima OSL e PTOSL para o comprimento de onda de 330 nm, o que os torna uma opção viável para detecção e dosimetria da radiação na faixa UVA. / A dosimetric method for the exposure evaluation to ultraviolet radiation was established with Al2O3:C InLight detectors and an OSL microStar reader and software, of Landauer, associated to the techniques of Optically Stimulated Luminescence (OSL) and Phototransferred Optically Stimulated Luminescence (PTOSL). The main phases of this work were: characterization of the Al2O3:C InLight detectors, without pre-conditioning, exposed to ultraviolet radiation (RUV) of solar and artificial sources, using the OSL technique; characterization of the Al2O3:C InLight detectors, pre-conditioned, exposed to RUV solar and artificial sources, using the PTOSL technique; practical applications of the Al2O3:C InLight detectors to the solar and artificial RUV, originating from TIG (Tungsten Inert Gas) and electric welding. The Al2O3:C InLight detectors presented satisfactory OSL and PTOSL responses in relation to the parameters: wavelength, UV illumination time, irradiance, radiance exposure and angular dependence to the RUV. Those detectors presented maximum OSL and PTOSL stimulation for the wavelength of 330 nm, showing that they are may be useful for UVA radiation detection and dosimetry.

Um método dosimétrico para avaliação da exposição à radiação ultravioleta foi estabelecido com os detectores Al2O3:C InLight e com o sistema leitor OSL microStar e software, da Landauer, associados às técnicas de Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) e Luminescência Opticamente Estimulada Fototransferida (PTOSL). As etapas principais do trabalho foram: caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica OSL; caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, pré-condicionados, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica PTOSL; e aplicações práticas dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento e pré-condicionados, em locais de exposição à RUV solar e RUV artificial proveniente de processos de soldagens elétrica e TIG (Tungsten Inert Gas). Os detectores Al2O3:C InLight apresentaram respostas OSL e PTOSL satisfatórias em relação aos parâmetros: comprimento de onda, tempo de iluminação UV, irradiância, exposição radiante e dependência angular, quando expostos à RUV. Esses detectores mostraram estimulação máxima OSL e PTOSL para o comprimento de onda de 330 nm, o que os torna uma opção viável para detecção e dosimetria da radiação na faixa UVA. / A dosimetric method for the exposure evaluation to ultraviolet radiation was established with Al2O3:C InLight detectors and an OSL microStar reader and software, of Landauer, associated to the techniques of Optically Stimulated Luminescence (OSL) and Phototransferred Optically Stimulated Luminescence (PTOSL). The main phases of this work were: characterization of the Al2O3:C InLight detectors, without pre-conditioning, exposed to ultraviolet radiation (RUV) of solar and artificial sources, using the OSL technique; characterization of the Al2O3:C InLight detectors, pre-conditioned, exposed to RUV solar and artificial sources, using the PTOSL technique; practical applications of the Al2O3:C InLight detectors to the solar and artificial RUV, originating from TIG (Tungsten Inert Gas) and electric welding. The Al2O3:C InLight detectors presented satisfactory OSL and PTOSL responses in relation to the parameters: wavelength, UV illumination time, irradiance, radiance exposure and angular dependence to the RUV. Those detectors presented maximum OSL and PTOSL stimulation for the wavelength of 330 nm, showing that they are may be useful for UVA radiation detection and dosimetry.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T12:27:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Leonardo Bruno Ferreira de Souza.pdf: 4863588 bytes, checksum: 46229304e5a400a3ac96993734dc57b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:27:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Leonardo Bruno Ferreira de Souza.pdf: 4863588 bytes, checksum: 46229304e5a400a3ac96993734dc57b7 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / Com o uso crescente da termoluminescência (TL) e da luminescência opticamente estimulada (LOE) nos protocolos de datação torna-se cada vez mais necessário um melhor entendimento das propriedades luminescentes do quartzo. Como se sabe, as emissões TL e LOE estão associadas aos centros luminescentes, que são defeitos pontuais na estrutura dos cristais dielétricos estão diretamente relacionados à sensibilidade luminescente. Até então, observou-se que a mudança na sensibilidade luminescente ocorre em procedimentos que envolvem aquecimento, irradiação e exposição à luz. Mas, esta propriedade ainda não está bem caracterizada e, para finalidades como datação e dosimetria retrospectiva, representa uma dificuldade para estimar a dose absorvida. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar o efeito da sensibilização por tratamentos térmicos e altas doses de radiação nas respostas TL e LOE de cristais de quartzo natural e analisar estas respostas em função das concentrações de defeitos pontuais responsáveis pelos mecanismos das emissões luminescentes. Para isso, foram utilizados cristais de quartzo natural procedentes de Solonópole (CE) e Pouso Alegre (MG). As respostas TL foram estudadas considerando as curvas de intensidade, os parâmetros cinéticos e o espectro de emissão TL. As respostas LOE foram avaliadas considerando as curvas de decaimento e as curvas de intensidade com estimulação linearmente modulada (LOE-LM). Os sinais TL e LOE foram relacionados em medidas da TL fototransferida e da estabilidade térmica dos sinais TL e LOE. O estudo da dessensibilização da resposta TL foi realizado em procedimentos que envolveram altas doses de radiação gama (200 kGy), tratamentos térmicos (até 600 °C) e exposição à luz azul. Os defeitos pontuais foram caracterizados em diferentes condições de sensibilização. Os centros associados aos grupos OH, os centros [AlO4]0, [GeO4/Li]0, [E’1-Ge]0 e [O3-2/Li]0 foram identificados utilizando espectroscopia de absorção no infravermelho, ultravioleta-visível e por ressonância paramagnética eletrônica (RPE). Os resultados mostraram que o procedimento utilizado para sensibilizar o pico TL a ~300 °C (25 kGy + 400 °C) também sensibiliza o sinal LOE. Os espectros de emissão TL revelaram que o pico sensibilizado emite luz a 480 nm. No sinal LOE, a componente rápida foi a que apresentou a maior sensibilização. O estudo da estabilidade térmica dos sinais TL e LOE mostrou a existência da relação entre o pico TL sensibilizado e a componente rápida do sinal LOE. Nas medidas da TL fototransferida observou-se que as armadilhas profundas são sensíveis à luz azul. Por sua vez, no estudo da dessensibilização TL verificou-se que as armadilhas profundas desempenham o papel de armadilhas competidoras. Essas armadilhas são esvaziadas por tratamentos térmicos e exposição à luz azul. Observou-se ainda que a maior concentração dos centros de defeitos associados aos grupos OH resultou em menor sensibilização. O sinal RPE dos centros [E’1-Ge]0 e [O3-2/Li]0 foram os únicos observados após a sensibilização. Esses centros foram associados as armadilhas profundas competidoras. Os resultados indicaram que o centro [GeO4/Li]0 atua como armadilha eletrônica responsáveis pelo sinal luminescente do quartzo sensibilizado. Com base nesses resultados foi proposto um modelo que descrevesse a emissão luminescente do quartzo sensibilizado, identificando os centros de defeitos responsáveis pelo armadilhamento e recombinação dos portadores de carga.

A radiação ionizante é amplamente utilizada em diversas áreas na indústria e na medicina. No campo da medicina, a radiação ionizante é utilizada tanto para fins terapêuticos como para fins diagnósticos, abrangendo assim um grande intervalo de doses de diferentes tipos de radiações. Para certificar que a finalidade da prática esteja sendo alcançada, são necessários estudos detalhados de detectores e dispositivos que atendam aos diferentes tipos de radiações. Neste trabalho foi realizado um estudo das características dosimétricas de amostras de BeO em feixes padronizados de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, utilizando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) e propondo um sistema adequado para sua utilização em dosimetria de feixes. Os principais resultados obtidos foram: alta sensibilidade à luz branca durante a irradiação, boa reprodutibilidade das respostas TL e OSL (coeficientes de variação inferiores a 5%), parâmetros cinéticos correspondentes aos valores obtidos em todos os métodos testados, sem fading dentro do período estudado para ambas as técnicas. As características dosimétricas obtidas neste trabalho mostram a possibilidade de aplicação das amostras de BeO em dosimetria da radiação X, considerando os intervalos de dose empregados, pelas técnicas de TL e OSL. Assim, as amostras de BeO apresentaram sua utilização potencial para dosimetria de feixes de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada. / The ionizing radiation is widely used in several areas in industry and medicine. In the field of medicine, the ionizing radiation is used both for therapeutic purposes and for diagnostic purposes, thus covering a wide range of doses of different types of radiation. To certify that the goal of practice is being achieved detailed studies of detectors and devices that respond to different types of radiation are required. In this work, a study of dosimetric characteristics of BeO samples was performed in standard beams of conventional diagnostic radiology, mammography and computed tomography, using the techniques of thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL), and proposing a suitable system for its use in beam dosimetry. The main results obtained were: high sensitivity to white light during the irradiation, good reproducibility of responses TL and OSL (coefficients of variation of less than 5%), and kinetics parameters corresponding to the values obtained in all of the tested methods, without fading within the observed period for both techniques. The dosimetric characteristics obtained in this work show the possibility of application of BeO samples for dosimetry of X radiation, considering the tested dose interval, by the TL and OSL techniques. Thus, the BeO samples presented potential use for dosimetry of conventional diagnostic radiology, mammography and computed tomography beams.

Uma metodologia dosimétrica foi estabelecida, para determinação das doses recebidas em extremidades por indivíduos ocupacionalmente expostos à radiação beta, com detectores de Al2O3:C e sistema leitor microStar, da Landauer, associados à técnica de luminescência opticamente estimulada (OSL). As principais etapas do trabalho foram: caracterização do material dosimétrico Al2O3:C utilizando a técnica de OSL; estabelecimento de um método para avaliação de dose em extremidades; determinação de taxas de dose de fontes de radiação beta; aplicação do método estabelecido em um teste prático com indivíduos ocupacionalmente expostos à radiação beta durante uma simulação de procedimento de calibração de aplicadores clínicos; validação do método desenvolvido por meio de comparação das doses obtidas no teste prático pela técnica de OSL com doses obtidas pela técnica de TL. Os resultados mostram que os detectores de Al2O3:C e a técnica de OSL podem ser utilizados em monitoração individual de extremidades e radiação beta. / A dosimetric methodology was established for the determination of extremity doses of individuals occupationally exposed to beta radiation, using Al2O3:C detectors and the optically stimulated luminescence (OSL) reader system microStar, Landauer. The main parts of the work were: characterization of the dosimetric material Al2O3:C using the OSL technique; establishment of the dose evaluation methodology; dose rate determination of beta radiation sources; application of the established method in a practical test with individuals occupationally exposed to beta radiation during a calibration simulation of clinical applicators; validation of the methodology by the comparison between the dose results of the practical test using the OSL and the thermoluminescence (TL) techniques. The results show that both the OSL Al2O3:C detectors and the technique may be utilized for individual monitoring of extremities and beta radiation.

Atualmente a utilização de fótons de raios X e gama na Medicina (radiodiagnóstico e radioterapia) gerou a necessidade do conhecimento da dose absorvida nos tecidos dos pacientes. Para isso, utiliza-se detectores com diversas funcionalidades a fim de conhecer a deposição de energia. Para ser possível a utilização destes materiais, é necessário caracterizá-los tanto quanto à resposta em função da dose absorvida, quanto à dependência com a energia. Neste trabalho foi estudada a dependência energética da resposta OSL dos dosímetros compostos por BeO e Al2O3 em feixes de raios X convencional com espectro largo, feixes de raios X de aceleradores clínicos e do acelerador Microtron do Instituto de Física da USP e fontes gama de Cs-137 e Co-60, em uma faixa de doses desde centenas de mGy até aproximadamente 2 Gy. Foram utilizadas em conjunto simulações em Monte Carlo com o código PENELOPE, que simula o transporte de fótons e elétrons na matéria, a fim de conhecer a deposição de energia nos materiais. Os espectros utilizados nas simulações foram validados através da comparação das características dos feixes tais como a deposição de dose com a profundidade, camada semirredutora, energia média e resolução espectral. Utilizando um sistema de varredura por câmara de ionização controlado remotamente, foi estudada a distribuição de doses no campo de irradiação para definir uma região de irradiação com dose uniforme para pode realizar a irradiação de um conjunto de dosímetros simultaneamente. Foram encontrados valores do fator de dependência energética experimental para os feixes mais energéticos (Co-60, Microtron 5 MeV e aceleradores clínicos de 6 e 15 MeV), com desvio menor que 3% para o Al2O3 e 5% para o BeO, indicando independência com a energia do feixe de irradiação. Já nos feixes de baixa energia, os fatores de dependência energética relativos à energia do Co-60 para o Al2O3 foram de 1,68 e 1,42, e, para o BeO, de 0,78 e 0,90 para os feixes W150 e W200 respectivamente. Estes valores indicam que, nesta faixa de energia, a resposta OSL depende mais fortemente da energia do feixe. As simulações em Monte Carlo feitas para os fatores de dependência energética se mostraram bem consistentes com os valores experimentais para o BeO em toda faixa de energia e para o Al2O3, excetuando-se os feixes de baixa energia, possivelmente pelo não completo conhecimento de todos os elementos constituintes do dosímetro empregado (fita de Luxel®). Quanto às curvas de emissão OSL para as diferentes energias de irradiação, foi observado que o sinal decai mais rápido quanto mais elevada é a energia média do feixe para o BeO. Para o Al2O3, o efeito foi mais sutil e oposto. Os estudos do feixe do Microtron mostraram que, desde que a corrente seja monitorada durante as irradiações para posterior correção da dose, é possível realizar estudos utilizando um feixe de fótons de Bremsstrahlung produzido com alvo externo e energias médias (simuladas e ainda não validadas experimentalmente) próximas às energias das fontes gama de Cs-137 e Co-60. Os resultados experimentais para as respostas OSL dos dois materiais foram compatíveis com as simulações. / Nowadays the use of X and gamma-ray photons in Medicine (radiodiology and radiotherapy) has generated the necessity of knowing the absorbed dose to the tissues of patients. For this purpose, detectors with diverse functionalities are used to know the energy deposition. To make possible the use of these materials, it is necessary to characterize the dose response, as well as the energy dependence of the response. In this work the energy dependence of the OSL response of the BeO and Al2O3 dosimeters was studied for conventional X-ray beams with wide energy spectrum, X-ray beams from clinical accelerators and from the Microtron accelerator of the Institute of Physics (University of São Paulo), and for gamma sources of Cs-137 and Co-60, in a dose range from hundreds of mGy to about 2 Gy. Monte Carlo simulations were used with the PENELOPE code, which simulates the photons and electrons transport of in the matter, to know the energy deposition in the materials. The energy spectra used in simulations were validated by comparison with beam characteristics such as depth dose deposition, half-value layer, mean energy and spectral resolution. Using a remotely controlled ionization chamber scanning system, the dose distribution within the irradiation field was evaluated to define a uniform dose region for irradiation or a set of dosimeters simultaneously. Experimental energy dependence factor values were obtained for the high-energy beams (Co-60, Microtron 5 MeV, and clinical accelerators of 6 and 15 MeV), with a deviation of less than 3% for Al2O3 and 5% for BeO, indicating independence with the beam energy. For the low-energy X-ray beams, the energy dependence factors, relative to the Co-60 energy, for Al2O3 were 1.68 and 1.42, and, for BeO, 0.78 and 0.90 for W150 and W200 beams respectively. These values indicate that, in this energy range, the OSL response depends on beam energy. Monte Carlo simulations for the energy dependence factors were consistent with experimental values for the BeO in entire energy range and for the Al2O3, with the exception of low energy beams, possibly due to the incomplete knowledge of all the elements that constitute the Luxel®. As for the shape of OSL emission curves for the different irradiation energies, it was observed that the signal decays faster the higher is the average beam energy for BeO. For Al2O3, the effect was more subtle and opposite. The Microtron beam scanning has shown that, as long as the current is monitored during irradiation for further dose-rate correction, it is possible to carry out studies using a beam of Bremsstrahlung photons produced with external target and mean energies (simulated but still not validated experimentally) close to the energies of the Cs-137 and Co-60 sources. The experimental results for the OSL responses of both materials were compatible with simulations.

Neste trabalho, estudou-se as propriedades termoluminescentes e fotoluminescentes (em processo anti-Stokes), além de algumas propriedades químicas e físicas, de amostras sintéticas de KAlSi3O8, dopadas com Mn ou Gd, obtidas por meio da técnica sol-gel. O objetivo principal do estudo foi a obtenção de um novo material, com possibilidades reais de aplicação em dosimetria das radiações ionizantes, como elemento sensor de dosímetros luminescentes. As amostras foram obtidas e trabalhadas na forma de pós com tamanho médio de partícula em 600 nm e suas estruturas composta por uma matriz amorfa e com presença de nano partículas, presente apenas nas amostras dopadas. Os resultados de EPR mostraram que os dopantes incorporaram na matriz sob a valência de Mn2+ e Gd3+ respectivamente. As curvas de emissão TL apresentaram formatos semelhantes para todas as regiões estudadas, com a presença de um pico principal de intensidade alta e reprodutível em torno de 170°C. As curvas de decaimento da LOE da amostra não dopada e dopada com Mn exibiram um decaimento total da luminescência para 40 s de estimulação centrada em 470 nm; por outro lado, a amostra dopada com Gd, exibiu um rápido decaimento da LOE (aproximadamente 71,4 % da intensidade inicial), para os primeiros 40 s de estimulação, seguida por um decaimento mais lento e persistente para o restante do período de estimulação, o que indica claramente a presença de duas componentes de decaimento. As amostras dopadas com Mn apresentaram emissão TL mais intensa em torno 570 nm, sendo mais eficientes para os estudos de TL no VIS; enquanto que, as dopadas com Gd, exibiram emissão mais intensa em 470 nm, porém, devido ao formato dos sinais (presença de um único pico aparente), mostraram-se melhor para os estudos de LOE e TL no UV. As amostras dopadas com 0,5% e 8% em mol de Mn e Gd, respectivamente, apresentaram os sinais luminescentes mais intensos, tanto para LOE quanto para TL. No estudo da dependência energética para diferentes energias de raios-X, o tipo de dopante influenciou no padrão de resposta obtido, tendo sido observado um decréscimo da intensidade luminescente com o aumento da energia para a amostra dopada com Mn; para a amostra não dopada e dopada com Gd, não se observou um padrão de decréscimo ou aumento da intensidade com a energia. As curvas de calibração foram ajustadas por meio de retas com grau de confiabilidade alto (fator R2 próximo a 1), e as menores doses detectáveis variaram entre 20 e 60 mGy aproximadamente. Todas as amostras apresentaram perdas consideráveis de intensidade luminescente com o passar do tempo após irradiação, e que foi de aproximadamente 80%, em média, para os 10 primeiros dias. Concluiu-se que, a princípio, os materiais têm maior possibilidade de aplicação na dosimetria em tempo real do que na dosimetria convencional ou passiva por TLDs, devido a sua alta resposta luminescente. Contudo, estudos futuros a respeito de tratamento térmico prévio, podem viabilizá-los a esta última aplicação. Com relação ao campo de aplicação, sugere-se a dosimetria ambiental, devido aos valores Z obtidos, que estão mais próximos do dos materiais que compões rochas e sedimentos. / In this work the thermoluminescent and photoluminescent properties (in the anti-Stokes process), and some other chemical and physical properties of KAlSi3O8 synthetic samples, doped with Mn or Gd, obtained by sol-gel method, were studied. The main goal of this study was to obtain a new material, with real possibility of application in ionizing radiation dosimetry as sensor element in luminescent dosimeters. The obtained samples were composed of powders with average particle size around 600 nm and they structures were composed of an amorphous matrix with presence of nanoparticles, observed only in the doped samples. The EPR results showed that the dopants incorporated in the matrix in the Mn2+ and Gd3+ valences, respectively. The TL glow curves exhibited a similar pattern for all the studied regions, composed of a main high-intensity and reproducible peak around 170 °C. The OSL shine-down curves for the undoped and Mn doped samples exhibited a total decay of luminescence for 40 s of stimulation centered at 470 nm; on the other hand, Gd doped sample exhibited an quick OSL decay (approximately 71.4 % of the initial intensity), for the first 40 s of stimulation, followed by a slower and more persistent decay, which clearly indicates the presence of two decay components. Mn doped samples showed the highest TL emission around 570 nm, being more efficient for the TL studies in the VIS, while the Gd doped samples exhibited the highest emission at 470 nm; however, due to the obtained curve pattern (with an apparent single peak), they had shown more efficient results for the applications in the UV. The samples doped with 0.5 and 8 mol% of Mn and Gd, respectively, showed the highest luminescent response improvement for OSL and TL. Energetic dependence on different X-rays energies study showed that the dopants changed the obtained response pattern. The Mn doped sample exhibited a decrease in luminescent response, while the Gd and the undoped samples do not show a pattern of decrease or increase in luminescence. The calibration curves were fitted by straight lines with high reliability degree (R2 near to 1), and the lowest detectable doses were between 20 and 60 mGy. All the samples exhibited considerable losses in luminescent intensity with the time after irradiation (about 80% for the firsts 10 days). From the results it was concluded that the studied materials are more applicable to real time than to passive TLD dosimetry, due to their high luminescent response. However, studies about previous heating treatment could make them feasible for the last application. The use of these materials in environmental dosimetry is suggested due to the obtained Z values, which are closer to those which form rocks and sediments.

Dosimetria usando Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) é uma área em constante crescimento dentro da ciência e com excelentes perspectivas comerciais. O Óxido de Alumínio crescido na presença de uma atmosfera rica em Carbono (Al 2O3:C) tem fornecido bons resultados como detector luminescente. Esse material apresenta alta sensibilidade à radiação ionizante e boa resposta à estímulos ópticos. Estima-se que cerca de dois milhões de pessoas façam uso de dosímetros com detectores de Al 2O3:C em rotinas de dosimetria individual externa, que por apresentar varias vantagens experimentais acredita-se substituirá as outras duas técnicas dosimétricas mais adotadas: dosimetria fotográfica e termoluminescente. A certificação de uma técnica de dosimetria para uso comercial exige uma série de estudos. Neste trabalho apresentamos contribuições que complementam o entendimento e adoção da técnica de OSL em dosimetria pessoal. Nossa primeira contribuição consiste numa serie de testes de desempenho mostrando a eficácia da técnica para justificar nossa proposta de certificação de dosimetria individual externa usando OSL no Brasil. No intuito de relacionar centros paramagnéticos e o processo de luminescência, apresentamos resultados de espectros de EPR em detectores OSL. Detectamos e classificamos sinais de EPR relacionados a impurezas nas amostras, porem, sinais dos centros luminescentes não foram detectados. Finalmente, apresentamos um estudo preliminar sobre a resposta de luminescência do Al2O3:C quando exposto a diferentes comprimentos de onda de radiação UV. A inexistência de dosimetria de nêutrons por técnicas de OSL motivou o estudo de vários óxidos dopados com Térbio como possíveis candidatos a material dosimétrico. Alguns resultados preliminares do espectro de EPR desses óxidos quando irradiados em campo beta de 90Sr/90Y e da resposta de luminescência em função da luz de excitação para análise dos tipos de armadilhas criadas pela presença do Tb+3 são apresentados. / Dosimetry using Optically Stimulated Luminescence (OSL) is an expanding scientific research area which also shows excellent commercial potential. Aluminum oxide grown in an atmosphere in the presence of Carbon, Al 2O3:C, presented excellent results as a luminescent detector. This material has high sensitivity when exposed to ionizing radiation and good responses to optical stimulation. Over two million people use dosimeters with Al 2O3:C detectors in personal dosimetry procedures. The experimental advantages of using OSL are believed to replace the two other usual techniques: photographic and thermoluminescent dosimetry. To validate the commercial use of a dosimetry technique it is necessary to evaluate a number of studies. In this work we present results which increase our understanding of OSL dosimetry. First we present a number of behavior tests to show the efficiency of the technique for the purpose of justifying the use of OSL in personal dosimetry in Brazil. In an attempt to correlate paramagnetic centers and the luminescence process we present EPR results in OSL detectors. We could detect and classify impurities centers in our samples; however we could not find conclusive results about paramagnetic centers generated by exposition to ionizing radiation. We present a preliminary study about the luminescence behavior from Al 2O3:C when exposed to different UV wavelengths. The nonexistence of a neutron dosimetry using OSL suggested a study of three types of oxides doped with Terbium which are strong candidates as OSL detectors due to their sensitivity to neutron expositions. We present preliminary results of EPR spectroscopy from these oxides when exposed in a beta field of 90Sr/90Y and the luminescent response when the excitation light is used to analyze traps generated by the presence of Tb+3.

A ilha de São Francisco do Sul (ISFS) está localizada no litoral norte de Santa Catarina. Abrange uma área de cerca de 265 km2 com uma extensão de costa oceânica de aproximadamente 40 km. A ISFS foi formada por sistemas deposicionais costeiros ativos durante as variações do nível do mar dos últimos 120 mil anos. A progradação costeira da barreira regressiva localizada a leste da lagoa de Icaraí da ISFS estaria associada à desaceleração da ascensão do nível relativo do mar do Holoceno médio combinada com um aporte alto de sedimentos. Características geomorfológicas da SFSI foram analisadas principalmente com o auxílio do Google Earth e com levantamentos de campo que indicaram a prevalência de sobreposição de dunas vegetadas formadas pela influência dos ventos S-SE na parte central e norte da barreira holocênica. Ao longo da costa, predomina uma estreita faixa de 5 a 10 m de dunas frontais associadas com swales. Em direção ao interior, as dunas frontais são gradualmente substituídas por blowouts e/ou dunas parabólicas de 10 a 20 m de altura ou por dunas com formatos irregulares seguidos por alinhamentos de cordões litorâneos. Foram feitas datações de 11 amostras de sedimentos através de luminescência opticamente estimulada (LOE); cinco de cordões litorâneos, cinco de dunas parabólicas e uma de blowout numa área total de 7 km2 . As datações demonstraram que a construção da barreira mediante progradação de cordões litorâneos sem atividade eólica significativa ocorreu no período entre 4900 a pelo menos 3100 anos atrás. A partir de 1900 anos atrás, a progradação da barreira passou a ocorrer com o desenvolvimento de dunas parabólicas, cuja estabilização teria ocorrido até cerca de 1200 anos atrás. A sensibilidade LOE do quartzo foi estimada nas alíquotas analisadas para avaliar o retrabalhamento dos sedimentos nas diferentes unidades geomorfológicas. As amostras mais antigas dos cordões litorâneos mostraram valores elevados de sensibildade LOE que indicam sedimentos muito retrabalhados, possivelmente submetidos a vários ciclos de deposição e de erosão. Análise granulométrica e de minerais pesados foram realizadas em 45 amostras. Os cordões litorâneos foram caracterizados por areias finas e por uma assembléia metamórfica de minerais pesados em contraste com as dunas parabólicas, blowouts e areias da praia atual onde predominam sedimentos de granulometria média e uma maior contribuição de proveniência de rochas plutônicas ácidas. A progradação holocênica da barreira da ISFS teve uma mudança acentuada na morfodinâmica há cerca de 1900 a 1800 anos atrás, caracterizada pelo desenvolvimento episódico das dunas parabólicas migrando para o NW sobrepostas aos cordões litorâneos e a uma mudança acentuada na proveniência dos sedimentos. Essa mudança morfodinâmica é associada a um aumento na força dos ventos de sul e a maior intensidade da deriva litorânea rumo ao norte. Esses fatores indicam o fortalecimento das frentes frias a partir de 1900 a 1800 anos atrás. A maior atividade das frentes frias no sul do Brasil pode estar relacionada com a expansão para o norte da faixa de ação dos ventos de oeste (Westerlies) e intensificação do El Niño/Oscilação Sul (ENOS). A alterações geomorfológicas e de proveniência detectadas na ISFS demonstram que as barreiras holocênicas do sul e sudeste do Brasil são sensíveis à mudanças climáticas do Holoceno Tardio. Assim, a geocronologia e sedimentologia de fácies geomorfológicas, como demonstradas em uma pequena área de SFSI, podem atuar como um indicador válido de eventos climáticos do passado. / São Francisco do Sul Island (SFSI) is located on the northern coast of Santa Catarina State, Brazil. It covers an area of about 265 km2 with an approximate length of oceanic coastline of 40 km. The island was formed by coastal depositional systems active during the relative sea-level changes of the last 120,000 years. The following relative sea -level fall after the Mid-Holocene maximum highstand combined with high sediment input have contributed to coastal progradation of the regressive barrier located eas t of Icaraí lagoon. Geomorphological features of SFSI were analyzed primarily with the aid of Google Earth and field surveys and indicated the prevalence of superimposed vegetated dunes formed under the influence of the S-SE winds on the central and northern part of the Holocene barrier. Along the coastline, a narrow belt of 5-10 m high foredune ridges associated with swales occurs. The foredunes are gradually replaced inland by blowouts and/or 10-20 m high parabolic or irregular dune forms followed by beach ridges. Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating of 11 samples using the single-aliquot regenerative-dose (SAR) protocol of the beach ridges (5 samples), parabolic dunes (5 samples) and blowouts (1 sample) over an area of 7 km2 showed two distinct periods of stabilization. Beach ridges stabilized at the 4.9-3.1 ka period and parabolic dunes at the 1.9-1.2 period. Quartz OSL sensitivity was measured in the dating aliquots to evaluate the sedimentary reworking of sands from the studied geomorphological units. Elevated OSL-sensitivity values associated with the oldest beach ridge samples indicate highly reworked sediments, possibly submitted to many cycles of barrier construction and erosion. Grain-size and heavy minerals analyses were performed in 45 samples. Beach ridges were characterized by fine sands and a metamorphic heavy minerals assemblage in contrast to the parabolic dunes, blowouts and present beach sands of medium grain-size and a higher contribution of an acid plutonic rocks provenance. The Holocene progradation of the SFSI barrier had a pronounced morphodynamic shift around 1.9-1.8 ka, which is characterized by the episodic development of the parabolic dunes migrating to NW over beach ridges and a marked change in sediment provenance. This morphodynamic shift derived from an increase in the strength of winds from south and northward alongshore drift, implied strengthening of cold fronts activity since 1.9-1.8 ka. Higher cold fronts activity in Southern Brazil can be linked with the northward expansion of the south westerly wind belt (Westerlies) and intensification of El Niño Southern Oscilation (ENSO). Thus, the luminescence chronology and sedimentology of different geomorphological facies in barrier systems as shown in a small area of SFSI may act as a valid proxy for past climate events.