Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45253
ORCID:  http://orcid.org/0009-0004-2705-1796
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Caracterização óptica da matriz vítrea de fluorofosfato dopada com óxido de disprósio e sua aplicação em dosimetria termoluminescente
Alternate title (s): Optical characterization of the fluorophosphate glass matrix doped with dysprosium oxide and its application in thermoluminescent dosimetry
Author: Silva, Vitor de Oliveira
First Advisor: Andrade, Acácio Aparecido de Castro
First member of the Committee: Almeida, Gustavo Foresto Brito de
Second member of the Committee: Silva Filho, José Carlos da
Summary: Os dosímetros são dispositivos fundamentais para a segurança radiológica em diversos ambientes, e materiais compostos por terras-raras, como o disprósio (Dy), têm se mostrado eficientes para esse uso devido às suas propriedades ópticas e de luminescência. Neste estudo, seis matrizes vítreas de fluorofosfato com diferentes tempos de tratamentos térmicos (1, 2, 3, 6 ,10 e 20 horas) com a composição NaPO3-CaF2-AlF3 (NCAL), dopada com Dy2O3, foram caracterizadas por técnicas ópticas, visando sua aplicabilidade dosimétrica. A espectroscopia de absorção UV-Vis permitiu identificar transições eletrônicas e a presença de uma lacuna de níveis de energia na região visível, onde ocorre fotoluminescência e possível armadilhamento de elétrons, reforçando seu potencial luminescente. A fotoluminescência (PL), realizada com variação de temperatura, mostrou estabilidade nos comprimentos de onda de emissão e indicou transferência de energia entre bandas, especialmente em temperaturas elevadas. A espectroscopia de tempo de vida de luminescência (TV) foi empregada para medir a permanência dos elétrons em estados excitados, e os resultados mostraram que a irradiação não alterou significativamente a estrutura da matriz. Por fim, a termoluminescência (TL) foi utilizada para determinar a resposta dosimétrica da matriz, onde a amostra tratada termicamente por duas horas demonstrou o pico TL mais estável e linearidade de resposta favorável entre 1 e 9Gy, sugerindo ser adequada para aplicações dosimétricas. Os achados destacam a viabilidade da matriz NCAL dopada com disprósio como material promissor para dosímetros, especialmente os que possuem tratamento térmico de 1h, 2h e 10h com estabilidade estrutural e propriedades luminescentes robustas.
Abstract: Dosimeters are critical devices for radiological safety in diverse environments, and rareearth-doped materials, such as dysprosium (Dy), have shown promising potential due to their optical and luminescent properties. This study investigates six Dy₂O₃-doped NaPO₃- CaF₂-AlF₃ (NCAL) fluorophosphate glass matrices subjected to different thermal treatment times (1, 2, 3, 6, 10, and 20 hours) to evaluate their dosimetric applicability. Optical characterization techniques revealed key insights into the material’s behavior. UV-Vis absorption spectroscopy identified electronic transitions and an energy bandgap in the visible region, linked to photoluminescence (PL) and electron trapping, which confirmed the material’s luminescent potential. Temperature-dependent PL analysis demonstrated stable emission wavelengths and energy transfer between bands at elevated temperatures. Luminescence lifetime spectroscopy indicated that irradiation did not significantly alter the glass matrix structure, suggesting robustness under radiation exposure. Thermoluminescence (TL) dosimetry highlighted the sample treated for 2 hours as the most stable, exhibiting a linear dose-response between 1 and 9 Gy, favorable for practical applications. Additionally, samples with 1h, 2h, and 10h thermal treatments showed enhanced structural stability and luminescent properties. These findings underscore the viability of Dy-doped NCAL glass matrices, particularly those with optimized thermal processing, as robust materials for dosimeters. The study provides a foundation for further exploration of rare-earth-doped glasses in precision dosimetry and radiation detection technologies.
Keywords: Disprósio
Matriz vítrea
Formação cristalina
Dosimetria
Dysprosium,
Glass matrix
Crystalline formation,
Optics, Thermoluminescence, Dosimetry.
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA GERAL
Subject: Física
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: SILVA, Vitor de Oliveira. Caracterização óptica da matriz vítrea de fluorofosfato dopada com óxido de disprósio e sua aplicação em dosimetria termoluminescente. 2025. 73 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5084.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.5084
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45253
Date of defense: 26-Jan-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Física

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
CaracterizaçãoÓpticaMatriz.pdfDissertação4.73 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons