Microestructura y curvas de brillo de compósitos CaSO4/Al2O3 fabricados por AM para dosimetría

Abstract

En este trabajo se estudió el efecto de la composición y del aleado mecánico sobre la estructura cristalina y las propiedades termoluminiscentes de compósitos CaSO₄/Al₂O₃ con potencial aplicación en dosimetría de radiaciones. Se prepararon mezclas con relaciones CaSO₄/Al₂O₃ de 25/75, 50/50 y 75/25 % en peso, empleando polvos de grado reactivo. Las mezclas fueron procesadas mediante molienda de alta energía en un molino Spex 8000M durante 1 h, utilizando una relación bola/masa de 10:1. La evolución estructural se evaluó mediante difracción de rayos X (DRX), mientras que la respuesta termoluminiscente se determinó después de irradiar las muestras con rayos X de 6 MV, a una dosis de 1 Gy y una distancia de 100 SSD. Los resultados de DRX mostraron una transformación de la fase inicial de CaSO₄, correspondiente a yeso de estructura monoclínica, hacia anhidrita CaSO₄ de estructura ortorrómbica después de la molienda, mientras que la Al₂O₃ conservó la estructura de corindón. Asimismo, se observó una disminución del tamaño de cristalito, atribuida al refinamiento microestructural inducido por el procesamiento mecánico. Las curvas de brillo termoluminiscente mostraron un incremento de la intensidad de emisión en los compósitos respecto al CaSO₄, siendo la composición 50/50 la que presentó la mayor respuesta. Este comportamiento se asocia con la generación de defectos estructurales durante la molienda, los cuales pueden actuar como centros de captura y contribuir al incremento de la termoluminiscencia. En conjunto, los resultados indican que la incorporación de Al₂O₃ y el procesamiento mediante aleado mecánico modifican favorablemente la estructura y respuesta termoluminiscente del CaSO₄, destacando la composición 50/50 como una alternativa prometedora para el desarrollo de materiales dosimétricos.

Keywords: Compósitos; termoluminiscencia; Dosimetría