Análisis de los efectos de la presión de fabricación de pastillas de nanotubos de carbono de pared simple como posible detector termoluminiscente de radiación gamma

Resumen

Pastillas de nanotubos de carbono de pared simple (SWNT) se fabricaron a las presiones de 1, 2.5 y 5 toneladas, posteriormente se irradiaron con fotones gamma de una fuente de Co⁶⁰ con el objetivo de estudiar sus propiedades termoluminiscentes (TL). Los nanotubos de pared simple se sintetizaron mediante la técnica de descarga de arco eléctrico y se caracterizaron con espectroscopia Raman y difracción de rayos X (D R-X). El número atómico efectivo (Z_eff) de los nanotubos tiene un valor de 15.08 similar al de los huesos humanos. Las pastillas se expusieron a una dosis que variaba de 1.0 kGy a 0.1 MGy. Las curvas de brillo de las muestras exhiben una estructura compleja, por lo tanto, se realizó la deconvolución con un programa de cómputo, además se usaron las ecuaciones heurísticas (Chen, Lushchik, etc.) para obtener los parámetros cinéticos (energía de activación E[eV], s[s^-1], etc.). El pico de brillo principal está localizado a 452, 465 y 477 K, en las muestras A, B y C, respectivamente. A medida que aumenta la presión de fabricación, la energía de activación disminuye para todas las trampas en las muestras, lo que indica la creación de defectos en la estructura de los nanotubos de carbón de pared simple. En estas pastillas, el mecanismo responsable de la señal TL es la recombinación de pares huecos-electrones. Fue necesaria una dosis umbral de 1 kGy para generar los defectos responsables de la señal TL. Se muestran tres etapas en la respuesta TL-dosis para todas las muestras, y la linealidad se mantuvo hasta 2.5 kGy. Los análisis con termoluminiscencia, difracción de rayos X y dispersión Raman muestran que la pastilla A es un detector de radiación gamma, prometedor en el intervalo de dosis analizado