Síntesis de nuevos fósforos de óxido de lantano y sus derivados por el método de solución en combustión y sus propiedades de luminiscencia térmicamente estimulada

Abstract

En el presente trabajo se sintetizaron nuevos fósforos de La2O3-La(OH)3y La(OH)3, por medio de la técnica de síntesis por solución en combustión (SCS, por sus siglas en inglés), a partir de nitrato de lantano como oxidante y glicina como combustible, empleando distintas proporciones molares de oxidante: combustible. Todos los polvos obtenidos mediante esta técnica se trataron térmicamente a 900 ºC durante 2 h en aire. Los materiales se caracterizaron mediante las técnicas de difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y termoluminiscencia (TL). Se obtuvo la difracción de rayos X de polvos estequiométricos, es decir llevando a cabo el proceso de SCS con una relación molar de oxidante: combustible para un valor del coeficiente estequiométrico elemental, e = 1, y no estequiométricos, adquiriendo valores de e = 1.50, 1.75, es decir, condiciones deficientes en combustible. En los casos de los polvos tratados térmicamente, donde las condiciones de e fueron de 1.0 y 1.75, ambos difractogramas coincidieron con los picos de difracción de La(OH)3, mientras que cuando e fue 1.50 el difractograma correspondiente coincidió con los picos de difracción de la mezcla de fases La2O3-La(OH)3. Se obtuvieron las curvas de brillo de los polvos tratados térmicamente de La(OH)3 y La2O3. Las curvas de brillo cambiaron de forma e intensidad conforme cambió el valor de e. Estos resultados proporcionan evidencia de la posibilidad de modular la señal termoluminiscente al cambiar la proporción molar de la solución previa a someterse al proceso de combustión. El fósforo La2O3-La(OH)3obtenido bajo la condición de e = 1.50 mostró una curva de brillo reproducible entre diferentes lotes de SCS. En este material de observó un comportamiento lineal de la altura del pico principal o dosimétrico conforme aumenta la dosis en el rango de 12.5 a 200 Gy, así como una tendencia a la saturación para dosis mayores a 200 Gy. La señal total de TL presentó un decaimiento de sólo 10.30 % después de 960 minutos entre irradiación y lectura, así como un comportamiento asintótico para tiempos mayores. Las características termoluminiscentes mencionadas hacen del fósforoLa2O3-La(OH)3 obtenido por el método de SCS basado en glicina, un material promisorio para aplicaciones de detección y de dosimetría de altas dosis de radiación ionizante. Es importante mencionar que no existen antecedentes reportados en la literatura en relación a las propiedades termoluminiscentes del fósforo La2O3-La(OH)3.