Esta dissertação poderia ser dividida em duas partes, sem que houvesse prejuízo para o seu entedimento: uma tratando do topázio natural (Al IND.2 SiO IND.4[F, OH] IND.2) e outra, a respeito dos vidros silicatos tipo soda-lime (SiO IND.2+CaO+Na IND.2 O). Em ambas se procura contribuir para o estudo de defeitos com algumas técnicas experimentais, mais enfaticamente as correntes de despolarização termicamente estimuladas (CDTE). Com relação ao topázio, há diversos estudos tratando de sua termoluminescência (TL) e de possíveis aplicações no que tange ao seu emprego como dosímetro termoluminescente. Procuramos complementar esses resultados com medidas de CDTE, técnica que ainda não havia sido utilizada para este material. Localizamos no topázio três bandas de CDTE, porém os resultados não são conclusivos no que se refere às origens dessas bandas. Em parte porque temos consciência de que os resultados variam bastante quando se estudam amostras naturais, com composições que variam dentro de um mesmo pedaço de cristal. No que diz respeito aos vidros soda-lime, o estudo foi mais abrangente. Há várias trabalhos no sentido de se conhecer melhor os efeitos causados pela irradiação de vidros silicatos. Acredita-se que o sódio desempenhe um papel fundamental nas principais mudanças processadas nesse material após irradiação gama. Assim, este estudo procurou comparar os resultados de TL e CDTE, além de absorção óptica, de vidros soda-lime com diferentes concentrações de Na POT.+ e K POT.+. Ao que tudo indica os processos responsáveis pela TL e CDTE dependem da relação entre as concentrações desses íons. Verificaram-se também variações com a taxa de dose, e os efeitos de tratamentos térmicos para situações onde um ou outro íon prevalece. / This work could be split in two different parts without impairment understanding. One of them, on natural topaz (Al2SiOdF,OH] 2) and the other on soda-lime silicate (SLS) glasses (Si02 + CaO + Na20) . In both of them we intend to contribute with more information on their defect composition, using some experimental techniques, especially the so called thermally stimulated depolarization currents (TSDC) . There are many surveys on topaz thermoluminescence (TL) and the possibility of its use as a TL dosimeter. So, one of the purposes of this study was to make a contribution with a technique not used so far with such material. We have detected three TSDC peaks. The results are not conclusive about the origin of those peaks, in part because we are dealing with a natural material whose composition can vary even within the same piece of crystal. As the SLS glasses, the study was more comprehensive. There are plenty of papers on irradiation effects in silicate glasses and attempts to understand the mechanisms responsible for them. It is believed that sodium plays a fundamental role in the main modifications caused by gamma irradiation of these glasses. In addition, this study attempts to compare the TL and TSDC results in SLS glasses with different concentrations of Na+ and K+. From our observations, the processes responsible for both TL and TSCD peaks depend on the relative concentrations of those ions. Furthermore, variations on the signals were also noticed; depending on the irradiation rate and on the thermal treatments performed, in samples where one or another ion prevails.

A Radioterapia em Arco Modulado Volumétrico (VMAT) é uma técnica avançada de Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT). Esse avanço na técnica é devido à rotação contínua do gantry juntamente com a modulação do feixe de radiação proporcionando um tempo menor no tratamento do paciente. O objetivo desse trabalho é a verificação de curvas de isodose em uma simulação de um tratamento de vértebra com proteção de medula espinhal utilizando as técnicas de dosimetria termoluminescente (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) e os dosímetros de LiF:Mg,Ti (TLD-100), CaSO4:Dy e Al2O3:C e microdosímetros de LiF:Mg,Ti (TLD-100). Os dosímetros foram caracterizados com a utilização de placas de PMMA de 30x30 cm2 e diversas espessuras. Todas as irradiações foram feitas utilizando o acelerador linear Truebeam STx da Varian do Hospital Israelita Albert Einstein, com feixe de fótons de 6 MV. Após a caracterização dos dosímetros, os mesmos foram irradiados seguindo a simulação do planejamento escolhido e utilizando um objeto simulador de PMMA produzido para medidas de VMAT. Essa irradiação teve como finalidade verificar através das duas técnicas de dosimetria as curvas de isodose dessa simulação de tratamento. Todos os tipos de dosímetros apresentaram resultados satisfatórios na verificação das curvas de isodose utilizando ambas as técnicas de dosimetria. Porém, analisando a complexidade das curvas de isodose e a possibilidade das curvas estarem muito próximas, o microdosímetro de LiF:Mg,Ti se mostrou o mais apropriado para o uso devido à suas pequenas dimensões. Em relação à melhor técnica, como ambas apresentaram resultados satisfatórios, a técnica TL é a que apresenta menor complexidade em ser utilizada, pois a maioria dos Departamentos de Radioterapia já possuem um Laboratório para leitura TL. A técnica OSL exige mais cuidados e maior investimento do Departamento. / The Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT) is an advance technique of Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT). This progress is due to the continuous gantry rotation with the radiation beam modulation providing lower time of the patient treatment. This research aimed the verification of the isodose curves in a simulation of a vertebra treatment with spinal cord protection using the thermoluminescent (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) dosimetry techniques and theLiF:Mg,Ti (TLD-100), CaSO4:Dy and Al2O3:C dosimeters and LiF:Mg,Ti microdosimeters (TLD-100). The dosimeters were characterized using PMMA plates of 30x30x30 cm3 and different thickness. All irradiations were done using Truebeam STx linear accelerator of Hospital Israelita Albert Einstein, with 6 MV photons beam. After the dosimeter characterization, they were irradiated according the specific planning simulation and using a PMMA phantom developed to VMAT measurements. This irradiation aimed to verify the isodose curves of the treatment simulation using the two dosimetry techniques. All types of dosimeters showed satisfactory results to determine the dose distribution but analysing the complexity of the isodose curves and the proximity of them, the LiF:Mg,Ti microdosimeter showed the most appropriate for use due to its small dimensions. Regarding the best technique, as both technique showed satisfactory results, the TL technique presents less complex to be used because the most of the radiotherapy departments already have a TL laboratory. The OSL technique requires more care and greater investment in the hospital.

Radiação gama com energias maiores que 1,25 MeV são usualmente encontradas em ambientes de reatores, aceleradores de partículas e campos de radiação de origem cósmica. Nestas energias, a resposta de um dosímetro varia fortemente com a espessura de material absorvedor, até atingir um valor máximo conhecido como espessura de equibl^rio de partículas carregadas. O objetivo principal do presente trabalho foi a determinação experimental do perfil de dose absorvida por uma amostra de alumínio, para várias energias de feixes de raios gama, de forma a obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de equilíbrio de partículas carregadas para o alumínio. Os dosímetros foram irradiados com radiação gama produzida pela captura de neutrons térmicos em 23 materiais alvos no arranjo experimental montado no canal tangencial do reator do IPEN-CNEN/SP. Na determinação da camada de equilíbrio de partículas carregadas, foi ajustada aos dados experimentais uma função semi-empirica que permitiu obter a espessura de ETPC (Equilíbrio Transitório de Partículas Carregadas) para cada espectro de radiação gama utilizado neste trabalho, com energia média variando no intervalo de 3,26 a 7,85 MeV. Os resultados experimentais do presente trabalho permitiram obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de ETPC, que apresenta uma excelente concordância com o alcance corrigido dos elétrons gerados naquela energia. / Gamma radiation with energies greater than 1.25 MeV are usually produced in reactor environments, particle accelerators and in cosmic radiation fields. For these energies, the response of a dosimeter heavily vary with the absorber material thickness, up to attain a maximum value named as charged particle equilibrium thickness. The main gol of this paper was the experimental determination of the absorbed dose profile in an aluminum sample for several energies of gamma ray beam, in order to obtain a relationship between the average energy of the gamma radiation field and the charged particle equilibrium thickness. The dosimeters were irradiated with gamma radiation produced by thermal neutron capture in 23 target materials in the experimental arrangement mounted at the tangential beam hole of the BPEN-CNEN/SP reactor. For the determination of the charged particle equilibrium thickness, it was fitted to the experimental data a semi-empirical fimction which allowed to obtain the thickness of CTPE ( Charged Particle Transient Equilibrium ) for each gamma radiation spectrum used in this work, with average energy varying in the interval from 3.26 to 7.85 MeV. The experimental results of the present paper allowed to obtain a relationship between average energy of the radiation field and the CTPE thickness, which presents an excellent agreement with the corrected range for electrons produced in that energy.

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons. / Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor.

Esta dissertação poderia ser dividida em duas partes, sem que houvesse prejuízo para o seu entedimento: uma tratando do topázio natural (Al IND.2 SiO IND.4[F, OH] IND.2) e outra, a respeito dos vidros silicatos tipo soda-lime (SiO IND.2+CaO+Na IND.2 O). Em ambas se procura contribuir para o estudo de defeitos com algumas técnicas experimentais, mais enfaticamente as correntes de despolarização termicamente estimuladas (CDTE). Com relação ao topázio, há diversos estudos tratando de sua termoluminescência (TL) e de possíveis aplicações no que tange ao seu emprego como dosímetro termoluminescente. Procuramos complementar esses resultados com medidas de CDTE, técnica que ainda não havia sido utilizada para este material. Localizamos no topázio três bandas de CDTE, porém os resultados não são conclusivos no que se refere às origens dessas bandas. Em parte porque temos consciência de que os resultados variam bastante quando se estudam amostras naturais, com composições que variam dentro de um mesmo pedaço de cristal. No que diz respeito aos vidros soda-lime, o estudo foi mais abrangente. Há várias trabalhos no sentido de se conhecer melhor os efeitos causados pela irradiação de vidros silicatos. Acredita-se que o sódio desempenhe um papel fundamental nas principais mudanças processadas nesse material após irradiação gama. Assim, este estudo procurou comparar os resultados de TL e CDTE, além de absorção óptica, de vidros soda-lime com diferentes concentrações de Na POT.+ e K POT.+. Ao que tudo indica os processos responsáveis pela TL e CDTE dependem da relação entre as concentrações desses íons. Verificaram-se também variações com a taxa de dose, e os efeitos de tratamentos térmicos para situações onde um ou outro íon prevalece. / This work could be split in two different parts without impairment understanding. One of them, on natural topaz (Al2SiOdF,OH] 2) and the other on soda-lime silicate (SLS) glasses (Si02 + CaO + Na20) . In both of them we intend to contribute with more information on their defect composition, using some experimental techniques, especially the so called thermally stimulated depolarization currents (TSDC) . There are many surveys on topaz thermoluminescence (TL) and the possibility of its use as a TL dosimeter. So, one of the purposes of this study was to make a contribution with a technique not used so far with such material. We have detected three TSDC peaks. The results are not conclusive about the origin of those peaks, in part because we are dealing with a natural material whose composition can vary even within the same piece of crystal. As the SLS glasses, the study was more comprehensive. There are plenty of papers on irradiation effects in silicate glasses and attempts to understand the mechanisms responsible for them. It is believed that sodium plays a fundamental role in the main modifications caused by gamma irradiation of these glasses. In addition, this study attempts to compare the TL and TSDC results in SLS glasses with different concentrations of Na+ and K+. From our observations, the processes responsible for both TL and TSCD peaks depend on the relative concentrations of those ions. Furthermore, variations on the signals were also noticed; depending on the irradiation rate and on the thermal treatments performed, in samples where one or another ion prevails.

Os processos de agregação de dipolos I-V (dipolos impureza divalente catiônica-vacância catiônica) em cristais de fluoreto de lítio com impurezas de magnésio, titânio e hidroxila foram estudados pelas técnicas de correntes de despolarização termicamente estimuladas e absorção óptica (nas regiões ultravioleta, visível e infravermelho). Da correlação com medidas da termoluminescência (TL) desses cristais foi avaliado o papel dos dipolos e dos agregados de dipolos na emissão de luz TL. Tratamentos térmicos diversos e irradiação com raios gama foram empregados para produzir modificações na distribuição dos dipolos I-V presentes na solução sólida das amostras cristalinas. Nas curvas de correntes termoiônicas observou-se a banda em (219 mais ou menos 3) K (aqui denominada banda B), já conhecida e devida a dipolos I-V livres no cristal, além de duas outras: a primeira (banda A), à temperatura de (200 mais ou menos 4) K, foi identificada com pequenos agregados de dipolos, possivelmente dímeros; a segunda (banda C) se manifesta a temperaturas entre 300 e 330 K, dependendo da quantidade de impurezas presenta na amostra e do tratamento térmico efetuado, e está provavelmente associada a gnrades agregados de defeitos, com participação de impurezas e vacâncias. Uma quarta banda foi observada (banda D), também acima da temperatura ambiente, sendo mais destacada para amostras de LIF nominalmente puro. Provavelmente está associada à relaxação de defeitos intrínsecos que se concentram próximos a deslocações existentes nos cristais. As energias de ativação para a relaxação térmica das bandas foram determinadas: E IND O = 0,66 eV, E IND B = 0,64 eV sendo que, para as bandas C e D, os resultados obtidos apontam para a existência de uma distribuição de valores de energia de ativação, no intervalo de 0,3 a 1,0 eV. Estudos da cinética de agregação dos dipolos I-V indicam que o desaparecimento dos dipolos da solução sólida durante recozimentos isotérmicos se dá ora pela formação de dímeros, ora de trímeros, de acordo com a temperatura e o intervalo de tempo do recozimento. As energias de ativação determinadas para os dois processos são bastante similares e valem (0,75 mais ou menos 0,17) eV para dímeros e (0,71 mais ou menos 0,07) eV para a formação de trímeros. A absorção óptica de amostras não irradiadas apresenta uma banda em 200 nm, relacionada a transições atômicas do titânio, cuja intensidade decresce com tratamentos térmicos a 100 GRAUS C. Esse resultado faz supor uma participação dos íons de titânio na formação de agregados de defeitos. Para amostras irradiadas observou-se que a absorção óptica em 310 nm aumenta quando o tratamento térmico pré-irradiação inclui um recozimento a 100 GRAUS por 120 minutos após têmpera. Esta banda está associada à presença de pequenos agregados de dipolos I-V. As medidas de absorção óptica no infravermelho não revelaram a presença de linhas de absorção devidas a íons hidroxila associados às impurezas em algumas amostras propositalmente dopadas com OH e revelaram a sua presença em cristais nominalmente livres de OH. A principal linha de absorção está centrada em 3568 cm POT. -1. As mudanças observadas nas curvas de emissão TL de LIF com impurezas de magnésio e titânio evidenciam que as amostras submetidas a tratamentos de têmpera seguido de recozimento a 100 GRAUS C por 120 minutos, responsáveis pela diminuição da concentração de dipolos I-V livres e pelo aumento considerável da concentração de pequenos e grandes agregados de dipolos, apresentam com maior densidade o pico TL em 190 GRAUSC (denominado pico V), enquanto que o tratamento de têmpera isolado ressalta um conjunto de picos TL (picos II e III) na região de 80 a 100 GRAUS C. As hipóteses feitas diante desses resultados são que as armadilhas de carga responsáveis pelos picos II e III são defeitos simples, enquanto que as armadilhas relacionadas ao pico V são grandes agregados de defeitos, contendo íons de magnésio e titânio, vacâncias de íons da rede e, provavelmente, íons hidroxila. / Aggregation process of divalent impurity-cation vacancy dipoles (1-V dipoles) in lithium fluoride doped with magnesium, titanium and hydroxyl were studied with techniques of thermally stimulated depolarization currents and optical absorption from near ultraviolet to near infrared regions. These results are correlated with thermoluminescent (TL) measurements in order to understand of the role of 1-V dipoles and aggregates in the TL phenomenon. Changes in the dipole distribution inside the samples were attained with suitable thermal treatments and gamma irradiation.

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons. / Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Many materials with luminescent properties are used for ionizing radiation dosimetry through the thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) techniques. Detectors based on lithium fluoride (LiF), calcium sulphate (CaSO4) and aluminum oxide (Al2O3), doped or codoped with various elements, are the TL or OSL commercial dosimeters most widely used currently. However, several researches are focused to the development of new TL /OSL materials aiming to enhance the dosimetric properties, since no TL/OSL dosimeter has all the ideal characteristics for monitoring radiation. In this context, magnesium tetraborate (MgB4O7), which has been presented in the literature as a material for TL dosimetry, was investigated in this work. As there are no reports on the structural characterization of this material or regarding its applicability in OSL dosimetry, the proposal of the present work was to develop compounds based on MgB4O7, with different doping, by solid state synthesis. It was made the structural, optical, TL and OSL characterization of the compound to verify its feasibility for application in radiation dosimetry. Initially, it was determined the calcination temperature and time for MgB4O7 formation, with the use of thermal analyses and x ray diffraction. We produced , in powder form, the compounds:MgB4O7, MgB4O7:Dy, MgB4O7:Dy,Li, MgB4O7:Ce, MgB4O7:Ce,Li, MgB4O7:Nd and MgB4O7:Nd,Li. For TL and OSL analyses it were produced pellets sintering at 950º C for 2 hours. The radioluminescence (RL) results from the MgB4O7:Dy and MgB4O7:Dy,Li composites shows wavelength emissions at 490, 590, 670 and 760 nm. For MgB4O7:Ce and MgB4O7:Ce,Li composites, we observed a wide emission band in the ultraviolet region. With the results obtained from the TL characterization, we also discuss aspects such as: effect of sintering and dopant concentrations in emissions, influence of doping and codoping with Li in MgB4O7 matrix, thermal treatment reuse, TL signal reproducibility, dose response curve, relative sensitivity and we analyzed the kinetic parameters of the TL emission curves. The OSL analyses of MgB4O7:Dy,Li,MgB4O7:Ce,Li and MgB4O7:Nd,Li indicate that the compounds have high cross section for photoionization to the wavelength emitted by blue LEDs, and from three compounds analyzed the MgB4O7: Ce,Li showed greater sensitivity.Partial preheating and partial cleaning methods allowed to elucidate the OSL phenomenology in compounds. / Muitos materiais com propriedades luminescentes são utilizados para dosimetria das radiações ionizantes através da técnica da termoluminescência (TL) e da luminescência oticamente estimulada (LOE). Os detectores à base de fluoreto de lítio (LiF), o sulfato de cálcio (CaSO4) e o óxido de alumínio (Al2O3), dopados ou codopados com diversos elementos, são os dosímetros comerciais TL ou LOE mais utilizados atualmente. Porém, diversas pesquisas estão focadas para o desenvolvimento de novos materiais TL/LOE com intuito de aprimorar as propriedades dosimétricas, tendo em vista que nenhum dosímetro TL/LOE possuem todas as características ideais para a monitoração da radiação. Neste contexto, o tetraborato de magnésio (MgB4O7), que tem sido apresentado na literatura como um material para dosimetria TL, foi investigado. Como não há relatos sobre a caracterização estrutural desse material nem quanto à sua aplicabilidade em dosimetria LOE, a proposta do presente trabalho foi desenvolver compostos à base de MgB4O7, com diferentes dopagens, através da síntese de estado sólido. Foi realizada a caracterização estrutural, ótica, TL e LOE do composto para se verificar a viabilidade dele para aplicações em dosimetria das radiações. Inicialmente, foi determinada a temperatura e o tempo de calcinação para a formação do MgB4O7, com uso de análises térmicas e difratometria de raio X (DRX). Foram produzidos, na forma de pó, os compostos: MgB4O7, MgB4O7:Dy, MgB4O7:Dy,Li, MgB4O7:Ce, MgB4O7:Ce,Li, MgB4O7:Nd e MgB4O7:Nd,Li. Para a análise TL e LOE, foram produzidas pastilhas sinterizadas a 950º C por 2 horas. Os resultados de radioluminescência (RL) dos compostos MgB4O7:Dy e MgB4O7:Dy,Li mostram emissões em 490, 590, 670 e 760 nm. Para o compostos MgB4O7:Ce e MgB4O7:Ce,Li foi observada uma larga banda de emissão RL na região do ultravioleta. Com os resultados obtidos da caracterização TL, também foram discutidos aspectos como: efeito das sinterizações e das concentrações de dopantes nas emissões, influência dos dopantes e do codopante Li na matriz MgB4O7, tratamento térmico de reutilização, reprodutibilidade do sinal TL, curva dose-resposta, sensibilidade relativa e foram feitas análises dos parâmetros cinéticos das curvas de emissões TL. As análises LOE dos MgB4O7:Dy,Li,MgB4O7:Ce,Li e MgB4O7:Nd,Li indicaram que os compostos apresentaram alta secção de choque para fotoionização para o comprimento de onda emitido por LEDs azuis, e que dos três compostos analisados o MgB4O7:Ce,Li apresentou maior sensibilidade LOE. Os métodos de aquecimentos parciais e limpeza parcial permitiram elucidar a fenomenologia LOE nos compostos.

The dosimetry of ionizing radiation is essential to procedures could be taken in order to maximize the beneficial effects that the use of such radiation can offer to society, as well as minimize damage from such radiation. As a result, different materials detectors have been proposed in the literature for use in personal and environmental dosimetry. Thermoluminescent detectors are widely used in these dosimetric procedures. The motivation of this work was to produce crystals of CaSO4 doped with unusual elements such as europium (Eu) and silver (Ag), including in the form of nanoparticles, prepared by an adaptation of the method developed by Yamashita (1971). The interest in the production of these materials was to investigate other methods of producing thermoluminescent materials. In the new growth route, the crystals were produced from calcium carbonate (CaCO3), by incorporating the dopants (Eu2O3 or Ag2O3) in a solution of sulfuric acid. Silver nanoparticles Ag(NP) were obtained through a synthesis route called polyol method, which is based on the reduction of Ag ions in a polyalcohol, in this case the ethylene glycol. The composites were obtained from the mixture of the base compound and glass or Teflon. The thermally stimulated exoeletronic emission of the new materials was investigated. Thermoluminescent characteristics as linearity, reproducibility, energy dependence, minimum detectable dose, fading and kinetics order were evaluated. The composites showed TL emission glow curves with a single peak centered around 200 ° C for samples containing Teflon and 230 ° C for samples with addition of glass. The new routes for the preparation of dosimeters were shown to be viable, being the dosimeter based on calcium sulfate doped with europium and silver nanoparticles (CaSO4:Eu,Ag(NP)), which provides the most intense TL emission between the preparations studied, being linear, reproducible, with low fading and low detection limit. / A dosimetria das radiações ionizantes é essencial para que procedimentos possam ser tomados com o objetivo de maximizar os efeitos benéficos que o uso dessas radiações pode oferecer à sociedade, assim como minimizar os danos decorrentes de tais radiações. Em decorrência disso, diferentes materiais detectores têm sido propostos na literatura para o emprego em dosimetria pessoal e ambiental. Detectores termoluminescentes têm larga utilização nesses procedimentos dosimétricos. A motivação deste trabalho foi produzir cristais de CaSO4 dopados com elementos não usuais como o európio (Eu) e a prata (Ag), inclusive na forma de nanopartículas, preparados por meio de uma adaptação do método desenvolvido por Yamashita (1971). O interesse na produção desses materiais foi o de investigar outras metodologias de produção de materiais termoluminescentes. Pela nova rota de crescimento, os cristais foram produzidos a partir do carbonato de cálcio (CaCO3), incorporando-se os dopantes (Eu2O3 ou Ag2O) numa solução de ácido sulfúrico. As nanopartículas de prata Ag(NP) foram obtidas através da rota de síntese chamada de método poliol, que se baseia na redução de cátions Ag em um poliálcool, neste caso o etileno glicol. Os compósitos foram obtidos a partir da mistura do composto base e da adição eletiva de vidro ou Teflon. A emissão exoeletrônica termicamente estimulada dos novos materiais produzidos foi investigada. Características termoluminescentes como linearidade, reprodutibilidade, dependência energética, dose mínima detectável, desvanecimento e ordem cinética foram avaliadas. Os compósitos apresentaram curvas de emissão TL com um único pico, centrado em torno de 200°C para as amostras contendo Teflon e 230°C para as amostras com adição de vidro. As novas rotas de preparação dos dosímetros termoluminescentes mostraram-se viáveis, sendo o dosímetro à base de sulfato de cálcio dopado com európio e nanopartículas de prata (CaSO4:Eu,Ag(NP)) o que apresenta a emissão TL mais intensa entre as preparações estudadas, sendo linear, reprodutível, com baixo desvanecimento e baixo limite inferior de detecção.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The spodumene (LiAlSi2O6 - LAS) is a silicate that has shown good results for high-dose dosimetry for gamma rays. This silicate may be obtained naturally or synthetically. The synthetic spodumene has been produced by solid state reaction, whose difficulty arises from the need to employ high temperatures. This paper aims to produce LAS through two different production routes: the proteic sol-gel and Pechini methods. The material produced was characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry (TGA) in order to evaluate the structural properties of the material, as well as possible changes in physical or chemical properties depending on the temperature. It was found by XRD and Rietveld refinement was possible to obtain LAS B-spodumene phase by both methods. The thermal analysis showed that the material for both methods suffer considerable loss of weight in the temperature range 20-600 °C. Through thermoluminescent measures, one can observe that the LAS produced by both methods shows thermoluminescent peaks from beta irradiation at a dose of 1 Gy, thus allowing its application dosimetry. It can be concluded therefore that there is the possibility of producing them in large numbers at reduced cost and environmental impact, being viable in dosimetry. It also follows that the sol-gel protein appeared to be the best way to produce the LAS compared with other routes used, such as solid state synthesis or devitrification. / O espodumênio (LiAlSi2O6 LAS) é um silicato que tem demonstrado bons resultados para dosimetria de altas doses para raios gama. Esse silicato pode ser obtido de forma natural ou sintética. O espodumênio sintético tem sido produzido por reação do estado sólido, cuja dificuldade provém da necessidade de se empregar altas temperaturas. O presente trabalho tem o objetivo de produzir o LAS por meio de duas rotas de produção diferentes: a sol-gel proteica e método Pechini. O material produzido foi caracterizado através da difração de raios X (DRX), análises térmica diferencial (DTA) e termogravimétrica (TGA) com o intuito de avaliar as propriedades estruturais do material, bem como as possíveis mudanças de propriedades físicas ou químicas em função da temperatura. Verificou-se através da DRX e do refinamento Rietveld que foi possível se obter LAS na fase B-espodumênio por ambos os métodos. As análises térmicas mostraram que o material, por ambos os métodos, sofre perda considerável de massa no intervalo de temperatura de 20 a 600 °C. Através de medidas termoluminescentes, pode-se observar que o LAS produzido por ambos os métodos apresenta picos termoluminescentes a partir de irradiação beta com dose de 1 Gy, possibilitando sua aplicação dosimétrica. Pode-se concluir, assim, que há possibilidade de produção do LAS em larga escala a um custo e impacto ambiental reduzidos, sendo viável sua utilização em dosimetria. Também se conclui que o método sol-gel proteico se apresentou como sendo a melhor forma de produzir o LAS em comparação com outras rotas utilizadas, tais como síntese de estado sólido ou desvitrificação.