Fabricación y caracterización de fluoruro de calcio activado con óxido de tulio: validación de sus propiedades termoluminiscentes para dosimetría de radiaciones

Abstract

La preparación y síntesis de materiales termoluminiscentes tiene un especial interés en medicina, industria e investigación debido a la gran variedad de aplicaciones dosimétricas que ofrecen tales materiales. Esta tesis presenta la fabricación y caracterización de un material de fácil obtención y bajo coste, consistente en una mezcla de CaF2 y Tm2O3 en polvo. Se ha realizado la caracterización mediante termoluminiscencia (TL) utilizando filtros UV-azul y verde. Además, se emplearon técnicas complementarias de caracterización por SEM/EDX (scanning electron microscopy / energy dispersive X-ray analysis) con CL-RGB (cathodoluminescence red-green-blue) y también de CL espectral. El núcleo del trabajo ha consistido en estudiar ciertas propiedades TL a partir del análisis de las curvas de luz, validando la respuesta con la dosis, la estabilidad y la sensibilidad del material para dosimetría de radiaciones. La similitud con el material comercial de referencia TLD-300 (CaF2:Tm) lo hace potencialmente interesante como dosimetro de alta LET, así como para medir dosis bajas típicas del fondo de radiación ambiental. El resultado más interesante de esta investigación se debe a que los métodos propuestos permiten mejorar la sensibilidad del material, optimizando los parámetros del proceso de fabricación. Adicionalmente, se muestran los resultados más relevantes de la primera comparación de laboratorios (intercomparación) de dosímetros ambientales pasivos en el ámbito europeo, así como el análisis de la experiencia de acreditación de un laboratorio de dosimetría TL participante

Preparation and synthesis of thermoluminescent materials has a special interest in medicine, industry and research due to the wide variety of dosimetric applications offered by such materials. This thesis presents the fabrication and characterization of a material that is easy to obtain and low cost, consisting of a mixture of CaF2 and Tm2O3 pellets. Characterization has been performed by thermoluminescence (TL) using UV-blue and green filters. Furthermore, complementary characterization techniques by SEM/EDX (scanning electron microscopy / energy dispersive X-ray analysis) with CL-RGB (cathodoluminescence red-green-blue) and also spectral CL were used. The core of the work has been to study certain TL properties from the analysis of glow curves, validating the response with dose, stability and material sensitivity for radiation dosimetry. Similarity to the commercial reference material TLD-300 (CaF2:Tm) makes it potentially interesting as a high LET dosimeter, as well as for measuring typical low doses of the environmental radiation background. The most interesting result of this investigation is due to the fact that the proposed methods allow to improve the sensitivity of the material, optimizing the parameters of the fabrication process. Additionally, the most relevant results of the first comparison of laboratories (intercomparison) of passive environmental dosimeters in the European scope are shown, as well as the analysis of the accreditation experience of a participating TL dosimetry laboratory