Produção de filmes de CdWO4 em matriz polimérica para aplicação como sensores de radiação

Autor: Monteiro, Thaise de Jesus
Přispěvatelé: Macedo, Zélia Soares, Andrade, Adriano Borges
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFS
Universidade Federal de Sergipe (UFS)
instacron:UFS
Popis: Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq In this work, the CdWO4 scintillator was synthesized through the microwave-assisted hydrothermal route and applied in the making of polystyrene (PS) composite films. The single crystalline phase of CdWO4 was obtained at 120ºC for 60 minutes, in suspension of metal oxides under pH=10. Then, films of various thicknesses were produced using the casting technique. As the microtomography results showed that the scintillator was concentrated majority on a single side of the film, the superficial modification of CdWO4 particles with stearic acid was performed in order to improve the chemical affinity between the scintillator (inorganic) and the polymer (organic). The use of acid as a modifying agent of particles, and variations in the concentration of PS solution, resulted in the optimization of the film confection process. Presenting the is composites a homogeneous distribution of the scintillator in the polymer matrix, with the increase of the concentration of the PS solution and with the use of surface modification. The optical characterization of the scintillating composites was performed through the techniques of photoluminescence (PL), radioluminescence (RL), transmission and optical absorption (AO). The results showed that the composites present the characteristic emission of the tungstate groups, with a maximum of 490 nm. When exposed to high doses of soft X-rays, there was the formation of color centers in polystyrene, however, polymer degradation did not result in significant loss of luminescent efficiency. The performance of composites as luminescent screen in the formation of images was tested through microtomography experiments performed at the IMX beamline of the National Synchrotron Light Laboratory (LNLS). The results show that CdWO4-PS films manufactured at low cost are able of forming radiographic images with resolution comparable to the commercial detector (LuAG:Ce) used at the IMX beamline , which makes the luminescent screens presented in this work a simple and economical option to be applied in the formation of X-ray images. Neste trabalho, o cintilador de CdWO4 foi sintetizado através da rota hidrotermal assistida por micro-ondas e aplicado na confecção de filmes compósitos à base de poliestireno (PS). A fase cristalina única do CdWO4 foi obtida a 120ºC por 60 minutos, em suspensão dos óxidos metálicos mantendo pH=10. Em seguida, foram produzidos filmes de variadas espessuras utilizando a técnica de casting. Como os resultados de microtomografia mostraram que o cintilador se concentrava de forma majoritária em um único lado do filme, foi realizada a modificação superficial das partículas de CdWO4 com ácido esteárico, a fim de melhorar a afinidade química entre o cintilador (inorgânico) e o polímero (orgânico). O uso do ácido como agente modificador das partículas, e as variações na concentração da solução de PS, resultaram na otimização do processo de confecção dos filmes. Apresentando os compósitos uma distribuição homogênea do cintilador na matriz do polímero, com o aumento da concentração da solução de PS e com a utilização da modificação superficial. A caracterização óptica dos compósitos cintiladores foi realizada através das técnicas de fotoluminescência (PL), radioluminescência (RL), transmissão e absorção óptica (AO). Os resultados mostraram que os compósitos apresentam a emissão característica dos grupos tungstatos, com um máximo em 490 nm. Quando exposto a altas doses de raios X moles, houve a formação de centros de cor no poliestireno, porém, a degradação do polímero não resultou em perda significativa da eficiência luminescente. O desempenho dos compósitos como tela luminescente na formação de imagens foi testado através de experimentos de microtomografia realizado na linha IMX do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Os resultados demonstram que os filmes de CdWO4-PS confeccionados a baixo custo são capazes de formar imagens radiográficas com resolução comparável à do detector comercial (LuAG:Ce) usado na linha IMX, o que torna as telas luminescentes apresentadas nesse trabalho, uma opção simples e econômica para ser aplicada na formação de imagens de raios X. São Cristóvão
Databáze: OpenAIRE
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