Sistema polimérico luminescente para dosimetria 3D da radiação gama.
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Date
2016
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Abstract
A determinação de campo de radiação é atualmente uma necessidade no controle e monitoramento de tratamentos terapêuticos e processos de irradiação industriais. Neste contexto, o desenvolvimento de dosímetros capazes de aferir, verificar e acompanhar tais processos no espaço é de grande importância. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver um sistema luminescente tridimensional que apresente resposta ótica em tempo real quando exposto a radiação gama (60Co - 2.200 TBq ou 60.000 Ci). Para atingir esse objetivo foi preparado um sistema 3D (da ordem de cm3) à base de poli[2-metóxi,5-(2’etil-hexiloxi)-p-fenilenovileno (MEH-PPV) em matriz incolor, inerte e atóxica de policloreto de vinila (PVC) e plastificante diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato (DINCH). O MEH-PPV foi escolhido por apresentar efeitos de fotoxidação e variação de cor quando exposto tanto à radiação gama (60Co), quanto à luz azul. Assim, para fins de avaliação sistemática da resposta ótica das estruturas DINCH:MEH-PPV:PVC, filmes (área ~ 1 cm2) e cilindros (diâmetro ~ 5 mm, altura 10 mm) foram inicialmente expostos à luz azul (LED, max = 450 nm). Em seguida, estruturas 3D foram expostas a diferentes doses (de 1 kGy a 250 kGy) de radiação gama. Como característica mecânica, os sistemas apresentaram módulo de elasticidade de 23 GPa e alongamento de 254%. Tais resultados são típicos de materiais com propriedades elásticas e demonstram claramente que o sistema DINCH:MEH-PPV:PVC pode ser empregado como um sólido deformacional, ou seja, um gel. Além disso, observou-se que o material é homogêneo (em escala ótica) e apresenta variação perceptível de mudança de cor com a dose (i.e., sensibilidade a olho nu) da ordem de 1 kGy, atingindo o incolor com 250 kGy. Resultados de FTIR confirmam processos fotoxidativos do MEH-PPV que, por sua vez, estão relacionados a mudança de cor do vermelho ao incolor e, portanto, a queda e deslocamento para menores comprimentos de onda dos espectros de fluorescência e absorção do DINCH:MEH-PPV:PVC. Tais resultados não deixam dúvidas quanto ao potencial que polímeros luminescentes apresentam para desenvolvimento de sistemas sólidos tridimensionais para medição, aferição e verificação de campo de radiação gama.
Description
Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Polímeros, Radiação, Dosímetros
Citation
SOUSA, João Leno Antônio de. Sistema polimérico luminescente para dosimetria 3D da radiação gama. 2016. 92 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.