Thesis--University of Oklahoma. / Bibliography: leaves 81-83.

Foram estudados as propriedades de absorção ótica, de termoluminescência e de ressonância paramagnética eletrônica do mineral natural de silicato de nome MONTICELITA do grupo Olivina, para caracterização desse mineral, cuja formula química é CaMgSiO4. A absorção ótica mostrou que há três bandas de absorção em 450 nm, 660 nm e 1050 nm. As duas primeiras bandas, a primeira no azul e a segunda no amarelo-vermelho são responsáveis pela cor verde da Monticelita. Essas duas bandas são consequência do elemento cromo contido no mineral absorver fótons do feixe universal no visível de frequências centradas em 450 nm e 660 nm. A banda em 1050 nm é devido ao Fe2+. As curvas de emissão de uma amostra de Monticelita irradiada com raios gama de doses entre 10 e 1000 Gy apresenta três picos em 150 °C , 270 °C e 370 °C . Pelo método da deconvolução e de várias taxas de aquecimento foram obtidos energia E1=1,35 eV e fator de frequência s1=4,98x1011 s-1 para o pico 270 °C e E2=1,70 eV e s2=1,88x1011 s-1 para pico 370 °C . A irradiação com raios gama de doses entre 5 kGy e 50 kGy produziram pico TL de 380 °C com intensidade TL em função da dose linear e crescente. Este resultado e importante para dosimetria da radiação de altas doses. O espectro EPR de uma amostra natural, mostrou um resultado não esperado e interessante. Além dos sinais típicos de interação hiperfina do Mn2+, um sinal avantajado de g =6,34 indica que o ferro formou moléculas de hematita, Fe2O3. Esse sinal desaparece com aquecimento acima de 800 °C de recozimento, dando origem dipolos magnéticos de Fe3+, que dá origem a um sinal típico em g =2. Esta descrição mostra bem a caracterização do mineral Monticelita. / The properties of optical absorption, thermoluminescence and electron paramagnetic resonance of natural silicate mineral named MONTICELLITE belonging to Olivine group have been investigate in order to characterize this mineral of chemical formula CaMgSiO4. The optical absorption spectrum has shown that there are three bands in visible and near infrared. They occur at 450, 660 and 1050 nm. The two first absorption bands, first one around blue and second one around yellow-red are responsible for green colour of mineral. It was shown that these two absorption bands are due to absorption by chromium contained in the material of 450 nm photon and 660 nm photon from incident beam in the spectrophotometer causing excitation from fundamental to two excited states. 1050 nm band is due to Fe2+. Glow curves of Monticellite sample irradiated with γ-rays have shown TL peaks at 150, 270 e 370 °C. Using deconvolution method and various heating rates method following activation energy and frequency factor values for 270 °C peak, E1=1.35 eV and s1=4,98x1011 s-1 and for 370 °C peak E2=1.70 eV and s2=1,88x1011 s-1. Irradiation with y-rays with dose varying from 5 to 50 kGy a linear TL vs dose curve was obtained. This result shows that Monticellite Mineral can be used for high dose radiation dosimetry. The EPR spectrum of the natural sample presented an unexpected and interesting result. Besides a typical six lines due to hyperfine interaction in Mn2+ ion, a large signal with g =6,34 indicate an aggregate of hematite (Fe2O3). This signal changes into Fe3+ signal with g =2, under annealing at high temperatures of 800 to 1100 °C. Altogether these results characterize sufficiently enough the mineral Monticellite.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08286.pdf: 4148498 bytes, checksum: f9d73111bc4c47c409ba95ffcaec8d14 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:99/06632-0

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00998.pdf: 3890394 bytes, checksum: f7a5208c2219ba04446d3fa5d5165986 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo - IF/USP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01126.pdf: 2703621 bytes, checksum: c9690fe8a870c90938ebd51a03303dc6 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo - IF/USP

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-21Bitstream added on 2014-06-13T20:53:36Z : No. of bitstreams: 1 salmazo_go_me_ilha.pdf: 1435780 bytes, checksum: 267d629a52fdf58b7156f4c83fc33587 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A formação geológica Rio Claro constitui um dos mais importantes registros sedimentares cenozóicos da Depressão Periférica Paulista. Apesar de essa formação geológica ser muito estudada, sua idade ainda encontra-se indeterminada. De modo a contribuir aos conhecimentos sobre a formação geológica Rio Claro, o trabalho objetivou um estudo geocronológico de seus sedimentos. Para isso, foram estudas cinco amostras sedimentares coletadas de pontos arbitrários da formação geológica, as quais foram denominadas de DSRC- 09, DSRC-10, DSRC-21, DSRC-22 e DSRC-23, e caracterizadas pela técnica da termoluminescência (TL). Grãos de quartzo de diâmetros entre 75 a 180 μm foram utilizados na caracterização. As amostras apresentaram sinal de termoluminescência natural entre 200 e 450 °C. Com exceção da amostra DSRC 22, todas as amostras apresentaram região de Plateau, que indica a região da curva de emissão que se manteve estável durante o período geológico a temperatura ambiente. A região de Plateau de DSRC-09, DSRC-10, DSRC 21 e DSRC-23 compreendeu o intervalo de temperatura de 320 a 380 °C. Pelo método Tm-Tstop se observou a presença de três picos constituindo a curva de emissão termoluminescente nessa região de temperatura. O nível residual da TL foi obtido após 80 horas de exposição dos grãos de quartzo à luz solar. Os sedimentos apresentaram não estar saturados, pois a intensidade do sinal TL aumentou em função de dose adicional artificial. Para a avaliação da idade dos sedimentos, o pico de 325 °C foi isolado e a energia de ativação foi calculada pelo método de crescimento inicial. As idades de deposição obtidas para as amostras DSRC-09, DSRC-10 e DSRC-21 foram respectivamente de 188.000 anos, 210.000 anos e 166.000 anos. / The geological formation Rio Claro constitutes one the most important sedimentary records of São Paulo Peripheral Depression. Although this geological formation is too much studied, its age yet is not determinate. To contribute to knowledge about Rio Claro geological formation, the work aimed a geocronological study of its sediments. For this, five sedimentary samples collected from arbitrary points were studied, which were called DSRC-09, DSRC-10, DSRC- 21, DSRC-22 and DSCR 23, and characterized by thermoluminescence technique. Grains of quartz with diameter between 75 and 180 μm were utilized to characterize it. The samples showed natural thermoluminescence signal between 200 and 450 °C. Except for the sample DSRC 22, all samples showed Plateau region, indicating that the region of glow curve remained stable during the geological time at environment temperature. Plateau region of DSRC-09, DSCR-10, DSRC-21 and DSRC-23 was defined by temperature range of 320 °C to 380°C. The method Tm-Tstop showed that the glow curves are composed by tree peaks in this temperature range. The residual TL was obtained after 80 hours of sunlight exposure. The sediments had not been saturated, because the TL signal intensity increased according to the artificial additional dose. For evaluation of the age sediments, the 325 °C peak was isolated and the activation energy was calculated by the method initial rise. The deposition ages for the samples DSRC-09, DSRC-10 and DSRC-21were respectively 188.000, 210.000 and 166.000 years.

O objetivo desse trabalho é confeccionar e caracterizar dosímetros luminescentes de óxido de alumínio, dopados com o elemento químico magnésio, para aplicação em dosimetria das radiações ionizantes. O óxido de alumínio é obtido pelo método do precursor polimérico; através da obtenção de resina polimérica que resulta em material cerâmico em pó após tratamentos térmicos em temperaturas específicas. As análises dosimétricas são realizadas durante ciclos de aquecimento de amostras que já tenham absorvido certa quantidade de radiação ionizante, ou dose radioativa, é a chamada Termoluminescência. Neste trabalho as fontes radioativas são emissoras de radiação- ou raios-X, que são mais presentes nos campos da radioterapia, radiodiagnóstico, geração de energia elétrica e estudos científicos. Devido às propriedades físicas do cristal, ocorre emissão de luz quando elétrons e buracos recebem energia térmica, permitindo a sua liberação de estados quânticos meta-estáveis e a recombinação com cargas opostas, liberando fótons no espectro UV/visível. A análise química por ICP AES indica as concentrações de 0,47; 0,88; 1,33; 2,61 e 3,36 mol% de Mg2+ para as cinco amostras preparadas com diferentes massas do reagente MgCO3; estes valores indicam que o procedimento para obtenção das amostras foi realizado com uniformidade adequada e, portanto, os resultados alcançados são proporcionais às concentrações de Mg2+. Inicialmente, analisando os resultados da difração de Raios-X, percebe-se que a menor temperatura utilizada para a calcinação do material cerâmico não foi suficiente para que se obtivesse a fase estrutural desejada (fase alfa), uma vez que a estrutura gama não exibiu propriedades dosimétricas para doses baixas. Este fato implicou em tratamentos térmicos adicionais em temperatura superior (1100°C). Os difratogramas obtidos comprovam a viabilidade do processo e metodologia, com amostras altamente cristalinas e ausência de fases desconhecidas que poderiam ocorrer caso houvesse contaminação. As medidas de TL acusaram uma forte emissão luminescente na região do espectro visível e UV, com picos de emissão em 125, 200, 280, 350 e 430°C, aproximadamente. Os últimos não puderam ser estudados para doses baixas, pois suas intensidades são sobrepostas pela incandescência do porta amostras. Entretanto, o pico de emissão em 200°C mostrou comportamento satisfatório e, portanto, empregado para estudos mais aprofundados. Os picos de alta temperatura (280, 360 e 430ºC) exibiram ótima resposta luminescente para altas doses absorvidas (acima de 100 Gy), sem que seu ponto de saturação fosse alcançado para doses de até 1 kGy. Variando sensivelmente a energia do feixe de irradiação foi possível determinar que a luminescência do material apresenta baixa dependência energética para energias abaixo de 40 keV, o que está de acordo com a teoria de interação energia/matéria. Acima desta energia, há diminuição do fenômeno fotoelétrico em detrimento do espalhamento Compton. As imagens obtidas por Microscopia Eletrônica de Transmissão detectaram, nas amostras dopadas, a presença de estruturas superficiais compostas por espinélio (MgAl2O4) sobre aglomerados de Al2O3. Este resultado faz crer que a ocorrência desta camada superficial aumenta significativamente a concentração de centros de recombinação e, conseqüentemente, a intensidade de emissão também é aumentada. / The aim of the present work is to obtain and characterize luminescent dosimeters made of magnesium doped aluminium oxide, for ionizing radiation dosimetry purposes. The material is produced by Pechini Method (US Patent 3.330.697, 1967), starting from a polymer that generates powder ceramic, after firing at predetermined temperatures. Dosimetric measurements were taken during heating cycles (Thermoluminescence) with gamma and X-rays irradiated samples. Due to physical properties of the crystal, light is emitted during heating, because of free carriers being released from trap centers and recombining with opposite sigh charges. Chemical analysis indicated the Mg2+ concentrations 0.47, 0.88, 1.32, 2.61 and 3.36 mol%; reactants masses and process parameters were adequate to obtain uniformity. From X-Ray Diffraction, samples calcinated at lower temperatures did not reach the properly structural phase. The gamma phase did not show dosimetric properties for the preferred spectra (UV/visible region). Calcinations at higher temperatures were necessary to obtain alpha phase, which exhibited TL emission. For doped sample, diffractograms indicated the occurrence of highly crystalline sample. TL glow curves showed high visible and UV emission, with peaks at 125, 200, 280, 365 and above 450°C. The lowest peak was faded within 24 hours after irradiation and those above 280°C could not be exactly determined due to peak overlapping. Nevertheless, the emission peak at 200°C showed itself a great achievement for the present work, because of its energy depth and dose response. For higher absorbed doses (above 100 Gy), the emission generated by deeper traps could be studied with more details: acceptable TL response and exponential growth were exhibited. The peak at 280 was not reported. Low energy dependence luminescence in observed for doses as high as 40 keV. This limitation is due to decreasing of photoelectric phenomena, which is responsible for charges trapping. Images obtained using Transmission Electron Microscopy detected surface layer in doped samples; such layer is composed by spinel (MgAl2O4). The presence of spinel layer increases recombination centers concentration, once luminescence enhancement was perceived for doped samples.

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