Otimização da metodologia de preparação do cristal de brometo de tálio para sua aplicação como detector de radiação

Abstract

Neste trabalho, cristais de TlBr foram crescidos e purificados pelo método de Bridgman Repetido a partir de sais comerciais de TlBr e caracterizados para serem usados como detectores de radiação à temperatura ambiente. Para avaliar a eficiência de purificação, estudos da diminuição da concentração de impurezas foram feitos após cada crescimento, analisando as impurezas traços por Espectrometria de Massas com Plasma (ICP-MS). Um decréscimo significativo da concentração de impurezas em função do número de purificações foi observado. Os cristais crescidos apresentaram boa qualidade cristalina de acordo com os resultados de análise por Difração de Raios X (DRX). Para avaliar os cristais a serem usados como detectores de radiação, medidas de suas resistividades e resposta à incidência de radiação gama da fonte de 241Am (59,5 keV) foram realizadas. Essa resposta foi dependente da pureza do cristal. Um modelo compartimental foi proposto para avaliar as concentrações de impurezas no cristal de TlBr e suas segregações em função do número de crescimentos pelo método de Bridgman. Este modelo compartimental definido por equações diferenciais pode ser usado para calcular o coeficiente de migração das impurezas e mostrou ser útil para prever o número necessário de repetições de crescimento Bridgman para atingir nível de pureza adequado para assegurar a qualidade do cristal como detector de radiação. A diferença dos valores dos coeficientes de migração das impurezas nos cristais entre os sais, de duas procedências diferentes, utilizados foi significativa. Portanto, a escolha do sal de partida deve ser realizada experimentalmente, independente da declaração nominal da sua pureza.