Navegação Teses por assunto "crystal growth methods"

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  • IPEN-DOC 29239

    SUZART, KAROLINE F. . Desenvolvimento e caracterização do cristal Csl:TI para uso como detector de radiação / Development and characterization of the CsI:Tl crystal for use as a radiation detector . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-161903

    Abstract: Materiais cintiladores têm como característica a emissão de fótons de luz visível ou ultravioleta quando expostos a radiação ionizante, absorvendo parcialmente ou totalmente a radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver cristais cintiladores inorgânicos em matriz de iodeto de césio utilizando íons de tálio (Tl+) como elemento dopante com concentração de 10-3 M. Foi crescido um cristal CsI puro para fins de comparação. Os cristais foram obtidos por meio da técnica de Bridgman. Foi utilizada a técnica do refino zonal a fim de reduzir as impurezas encontradas no sal de iodeto de césio, obtendo um material o mais puro possível. Obteve-se resultados satisfatórios com a purificação do material e com a produção dos cristais cintiladores. Para detectar tais impurezas e observar a diminuição das mesmas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão óptica por plasma (ICP-OES), em dez partes do lingote, após o refino zonal. Os cristais CsI:Tl foram submetidos à caracterização físico-quimica, tal como: difratometria de raios X para confirmação da rede cristalina, transmitância dos cristais puro e dopados com tálio, emissão de luminescência com pico de emissão máxima em 520 nm devido a presença do tálio, distribuição da concentração de Tl ao longo do cristal e microscopia óptica para comparar a superfície do cristal sem polimento e com polimento. Para avaliar a resposta dos cristais cintiladores quanto às suas características detectoras, foram realizados experimentos utilizando fontes radioativas seladas, a saber: 133Ba (80 keV, 355 keV ), 60Co (1173 keV, 1333 keV), 22Na (511 keV, 1275 keV), 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Foram utilizados como fotosensores uma fotomultiplicadora (ET Enterprise, Modelo 9924SB, Inglaterra) e fotodiodo tipo PIN. Os cristais CsI:Tl apresentaram resposta à radiação com espectros de emissão característicos para cada tipo de fonte.

    Palavras-Chave: crystal counters; crystal growth methods; refining; polycrystalline; bridgman method; bulk semiconductor detectors; radiation detectors; dosemeters; process development units; plasma technology; site characterization

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  • IPEN-DOC 18248

    SANTOS, THAIS C. dos . Dosimetria de elétrons em processos de irradiação com diodos resistentes a danos de radiação / Electron dosimetry in irradiation processing with rad-hard diodes . 2012. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 137 p. Orientador: Carmem Cecilia Bueno. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-05112012-095317

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de sistemas dosimétricos baseados em diodos especiais de Si, resistentes a danos de radiação, para monitoração online de processos de irradiação com elétrons de 1,5 MeV de energia e para dosimetria relativa e escaneamento de feixe de elétrons clínicos dentro de uma faixa de energia de 6 a 21 MeV. Os diodos utilizados foram produzidos pelos métodos de fusão zonal padrão (FZ), Czochralski em presença de um campo magnético (MCz) e crescimento Epitaxial (EPI). Para utilizar os diodos como detectores, eles foram fixados em uma base de alumina permitindo a ligação dos eletrodos de polarização e de extração de sinais. Após a montagem na base, cada diodo foi fixado em uma sonda acrílica preta dotada de uma janela de Mylar® aluminizado e de conector do tipo LEMO®. Com os dispositivos operando em modo fotovoltaico, a integração dos sinais de corrente em função do tempo de irradiação permitiu obter a carga produzida no volume sensível de cada diodo irradiado. O acelerador de elétrons utilizado para as irradiações de doses altas foi o DC 1500/25/4 - JOB 188 de 1,5 MeV instalado no Centro de Tecnologia das Radiações do IPEN/CNEN-SP. Foram estudados o perfil da corrente em função do tempo de exposição, a repetibilidade de resposta, a sensibilidade em função da dose absorvida e a curva resposta de cada dispositivo. Foi observada uma queda na sensibilidade mais acentuada para o diodo MCz do que para o diodo FZ e uma boa repetibilidade nos dois casos. Ainda, o aumento da carga com a dose absorvida obedeceu a uma função polinomial de segunda ordem. Na caracterização do diodo EPI, ele exibiu melhor repetibilidade que a obtida por dosímetros CTA, rotineiramente aplicados em processamento por radiação. Os resultados acima descritos indicam a potencial utilização desses diodos de Si resistentes a danos de radiação em dosimetria online para aplicações envolvendo elevadas doses. Para as irradiações de doses baixas foram utilizados os Aceleradores Lineares KD2 e Primus, ambos fabricados pela Siemens e instalados no Hospital Sírio-Libanês. A resposta dos diodos foi avaliada para energias de 6 a 21 MeV. Foram estudados: a repetibilidade de resposta, a curva dose-resposta em função da dose absorvida, a sensibilidade em carga com a energia do feixe de elétrons, a porcentagem de dose profunda (PDP) e o perfil transversal de dose. Apesar da resposta dos diodos FZ, MCz e EPI serem levemente dependentes da energia do feixe de elétrons, a resposta dosimétrica, em todo o intervalo de energia de feixe estudado, mostrou-se linear. Ainda, em relação aos diodos epitaxiais, os dispositivos estudados mostraram excelente acordo com simulações de Monte Carlo e medições realizadas com MatriXX®, demonstrando que os dispositivos podem ser usados como dosímetros em elétrons radioterápicos para escaneamento de varredura de feixe, mapeamento de distribuições de dose de feixes, monitoramento rotineiro da constância do fator calibração e dosimetria relativa.

    Palavras-Chave: dosimetry; radiation dose units; electromagnetic radiation; semiconductor detectors; li-drifted si detectors; radiation hardening; silicon diodes; electron beams; beam scanners; zone melting; czochralski method; epitaxy; crystal growth methods

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  • IPEN-DOC 21934

    SANTOS, ROBINSON A. dos . Estudo da influência de impurezas e da qualidade das superfícies em cristais de brometo de tálio para aplicação como um detector de radiação / Study on impurities influence and quality of surfaces of thallium bromide crystals for use as a radiation detector . 2016. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-29072016-143254

    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 traço 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), boa qualidade morfológica e estequiometria adequada de acordo com os resultados de análise por MEV(SE) e MEV(EDS). Um modelo matemático definido por equações diferenciais foi desenvolvido 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 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. Os coeficientes se segregação obtidos são parâmetros importantes para análise microestrutural e análise de transporte de cargas nos cristais detectores. Para avaliar os cristais a serem usados como detectores de radiação, medidas de suas resistividades e resposta à incidência de radiação gama das fontes de 241Am (59,5keV) e 133Ba (81 keV) foram realizadas. Essa resposta foi dependente da pureza do cristal. Os detectores apresentaram um avanço significativo na eficiência de coleta de cargas em função da pureza.

    Palavras-Chave: polycrystals; crystal growth methods; crystal structure; plasma impurities; phase diagrams; phase transformations; bridgman method; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; secondary beams; secondary emission; electron microprobe analysis; electroluminescence; radiation detectors; semiconductor detectors; thallium bromides; halogen compounds

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  • IPEN-DOC 21820

    FERRAZ, CAUÊ de M. . Purificação e preparação do cristal semicondutor de iodeto de bismuto para aplicação como detector de radiação / Purification and preparation of bismuth(III) iodide for application as radiation semiconductor detector . 2016. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-14072016-131626

    Abstract: O presente trabalho descreve o procedimento experimental do método de purificação do sal de Triiodeto de Bismuto (BiI3), visando uma futura aplicação destes em cristais semicondutores, como detector de radiação à temperatura ambiente. A técnica de Bridgman Vertical Repetido foi aplicada para a purificação e crescimento de BiI3, baseada na teoria da fusão e o fenômeno de nucleação do material. Uma ampola preenchida com sal de BiI3, na quantidade máxima de 25% do seu volume interno, foi posicionada no interior do forno de Bridgman Vertical e verticalmente deslocada à uma velocidade de 2 milímetros por hora dentro do forno programado obedecendo um perfil térmico e gradiente de temperatura, com uma temperatura máxima de 530°C, estabelecidos neste trabalho. A redução de impurezas no BiI3, para cada purificação, foi analisada por Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (AANI), para a verificação da eficiência do técnica de purificação estabelecida neste trabalho, para impurezas de metais traço, presente na matéria prima do cristal Foi demonstrado que a técnica de Bridgman Repetido é eficiente para a redução da concentração de diversas impurezas, como Ag, As, Br, Cr, K, Mo, Na, e Sb. As estruturas cristalinas nos cristais purificados duas e três vezes apresentou similaridade com o padrão do BiI3. No entanto, para o sal de partida e cristal purificado somente uma vez foi observado a contribuição de intensidade BiOI (Oxido de Iodeto de Bismuto) similar ao padrão observada no seu difratograma. É conhecido que detectores semicondutores fabricados a partir de cristais com alta pureza exibem uma melhora significativa no seu desempenho, comparado com os cristais produzidos com cristais de baixa pureza.

    Palavras-Chave: neutron activation analyzers; crystal growth methods; crystal growth; radiation detectors; semiconductor materials; bismuth; bismuth iodides; purification

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

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