Cristal de óxido de alumínio dopado com carbono e magnésio apresenta termoluminescência, permitindo seu uso para detectar radiação UV.
[Imagem: Wikimedia Commons]
Sensor de UV
A exposição à radiação ultravioleta (UV) é fator de risco para o câncer de pele e outras enfermidades. O problema se agrava quando à fonte natural de UV, a luz solar, se acrescentam fontes artificiais, como lâmpadas para terapia médica e outros artefatos.Assim, medir a intensidade da luz ultravioleta é importante para monitorar condições ambientais e dosar aplicações terapêuticas.
Pesquisadores do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) sintetizaram agora um material promissor para essa função de sensor de UV.
Trata-se de uma liga de óxido de alumínio dopado com carbono e magnésio (Al2O3:C,Mg), que apresentou forte efeito termoluminescente - a termoluminescência é a emissão de luz depois que o material, previamente exposto à radiação que se deseja detectar, é aquecido.
"O óxido de alumínio dopado apenas com carbono (Al2O3:C) já era bem conhecido por sua alta sensibilidade a vários tipos de radiação: raios X, beta e gama. Ele é usado na dosimetria de radiação ionizante pessoal e ambiental. O que nós descobrimos é que o material passa a responder também à radiação UV quando é dopado com magnésio, além do carbono," contou o professor Neilo Marcos Trindade.
Análises do comportamento do novo material mostraram que o acréscimo de magnésio no processo de dopagem remove uma grande quantidade de defeitos no cristal. "E isso possibilita uma resposta ainda maior do material para radiação ionizante e não ionizante, como a UV," explicou Neilo.
Detecção de radiação beta
Além dessa descoberta principal, que possibilita usar o cristal na detecção de radiação ultravioleta, a equipe obteve mais duas informações importantes.A primeira foi que a resposta do material à radiação UV é análoga à sua resposta à radiação beta - beta é uma forma de radiação ionizante emitida por alguns núcleos radioativos, como potássio-40, carbono-14, iodo-132 e outros. Isso significa que muitas mensurações de partículas beta realizadas até agora podem ter sido afetadas pela interferência da UV, o que exigirá reavaliações de resultados de pesquisas anteriores e até mesmo a aferição do funcionamento de sensores.
A segunda, que permite que esse problema possa ser solucionado em dispositivos futuros, foi que o padrão de variação das duas respostas não é o mesmo. O material responde a beta de forma linear - isto é, sua luminescência cresce incrementalmente com o aumento da exposição à radiação ionizante, em curva contínua. Já no caso de UV, a variação da luminescência não apresenta linearidade.
Com isto, será possível fabricar sensores que sejam mais precisos do que os atuais e que apresentem resultados separados para partículas beta e raios UV.
Bibliografia
Artigo: Thermoluminescence of UV-irradiated α-Al2O3:C,MgAutores: Neilo Marcos Trindade, Maicon Gois Magalhães, Matheus Cavalcanti dos Santos Nunes, Elisabeth Mateus Yoshimura, Luiz Gustavo Jacobsohn
Revista: Journal of Luminescence
Vol.: 223, 117195
DOI: 10.1016/j.jlumin.2020.117195
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