Aluminiumoxidkrystal testet som UV-strålingssensor

Udsættelse for ultraviolet (UV) stråling er en risikofaktor for hudkræft og andre sygdomme. Risikoen øges, når sollys, den naturlige kilde til UV-stråling, er kombineret med kunstige kilder såsom UV-lamper til medicinsk terapi, blandt andre. Opdagelse og måling af UV -eksponering i forskellige miljøer var omfanget af et forskningsprojekt udført i Brasilien ved São Paulo Federal Institute of Education, Science and Technology (IFSP) i samarbejde med University of São Paulo Physics Institute (IF-USP).

Forskerne undersøgte følsomheden over for UV-stråling af aluminiumoxid doteret med kulstof og magnesium (Al ₂ O ₃ :C, Mg), som rapporteret i artiklen "Termoluminescens af UV-bestrålet α-Al ₂ O ₃ :C, Mg" udgivet i Journal of Luminescence .

"Carbon-doteret aluminiumoxid [Al ₂ O ₃ :C] var allerede kendt for sin akutte følsomhed over for forskellige former for stråling, såsom røntgenstråler og beta- og gammastråler. Det bruges til personlig og miljømæssig UV-dosimetri. Hvad vi opdagede var, at materialet også reagerer på UV, når det er dopet med magnesium såvel som kulstof, " sagde professor Neilo Marcos Trindade, første forfatter til artiklen.

Det pågældende svar er termoluminescens, lysemission fra et materiale, når det opvarmes efter at være blevet udsat for stråling. "Magnesiumdoping fremmer et stort antal defekter i krystallen, og dette får materialet til at reagere endnu bedre på ioniserende stråling og på ikke-ioniserende stråling som UV, "Sagde Trindade.

Undersøgelsen blev udført af Trindade og to studenter, Maicon Gois Magalhães og Matheus Cavalcanti dos Santos Nunes, i samarbejde med Elisabeth Mateus Yoshimura, professor ved IF-USP, og Luiz Gustavo Jacobsohn, en professor ved Clemson University i USA. Det blev støttet af São Paulo Research Foundation-FAPESP via et regulært forskningsstipendium tildelt Trindade, et videnskabeligt initieringsstipendium tildelt Magalhães, og et videnskabeligt initieringsstipendium tildelt Nunes.

Andre fund

Ud over hovedopdagelsen, som gør det muligt at bruge disse krystaller til at detektere UV, Trindade og hans elever opnåede to andre vigtige resultater. Den første var, at materialets reaktion på UV-stråling er analog med dets reaktion på beta-stråling, hvilket betyder, at mange målinger af betastråling udført til dato kan være blevet påvirket af UV-interferens.

Den anden var, at de to svar varierer efter forskellige mønstre, gør det muligt at løse UV-interferensproblemet i fremtidige enheder. Materialet reagerer på betastråling på en lineær måde:dets luminescens stiger trinvist i en kontinuerlig kurve, efterhånden som dets eksponering for ioniserende stråling stiger. I tilfælde af UV-stråling, materialets luminescens varierer ikke lineært. "Der er et mætningspunkt, hvorefter luminescensen holder op med at intensivere, selvom eksponeringen fortsætter, " sagde Trindade.