Blootstelling aan ultraviolette (UV) straling is een risicofactor voor huidkanker en andere ziekten. Het risico neemt toe wanneer zonlicht, de natuurlijke bron van UV-straling, wordt gecombineerd met kunstmatige bronnen zoals UV-lampen voor medische therapie, onder andere. Het detecteren en meten van UV-blootstelling in verschillende omgevingen was de reikwijdte van een onderzoeksproject uitgevoerd in Brazilië aan het São Paulo Federal Institute of Education, Wetenschap en technologie (IFSP) in samenwerking met het University of São Paulo Physics Institute (IF-USP).

De onderzoekers onderzochten de gevoeligheid voor UV-straling van aluminiumoxide gedoteerd met koolstof en magnesium (Al ₂ O ₃ :C, mg), zoals vermeld in het artikel "Thermoluminescentie van UV-bestraalde α-Al ₂ O ₃ :C, Mg" gepubliceerd in Dagboek van Luminescentie .

"Met koolstof gedoteerd aluminiumoxide [Al ₂ O ₃ :C] stond al bekend om zijn acute gevoeligheid voor verschillende soorten straling, zoals röntgenstralen en bèta- en gammastralen. Het wordt gebruikt voor persoonlijke en omgevings-UV-dosimetrie. Wat we ontdekten was dat het materiaal ook reageert op UV wanneer het wordt gedoteerd met magnesium en koolstof, " zei professor Neilo Marcos Trindade, eerste auteur van het artikel.

Het antwoord in kwestie is thermoluminescentie, lichtemissie door een materiaal bij verhitting na blootstelling aan straling. "Magnesiumdoping bevordert een groot aantal defecten in het kristal, en hierdoor reageert het materiaal nog beter op ioniserende straling en op niet-ioniserende straling zoals UV, ' zei Trindade.

Het onderzoek werd uitgevoerd door Trindade en twee studenten, Maicon Gois Magalhães en Matheus Cavalcanti dos Santos Nunes, met de medewerking van Elisabeth Mateus Yoshimura, een professor bij IF-USP, en Luiz Gustavo Jacobsohn, een professor aan de Clemson University in de Verenigde Staten. Het werd ondersteund door São Paulo Research Foundation-FAPESP via een reguliere onderzoeksbeurs toegekend aan Trindade, een Scientific Initiation Scholarship toegekend aan Magalhães, en een Scientific Initiation Scholarship toegekend aan Nunes.

Andere bevindingen

Naast de belangrijkste ontdekking, waardoor deze kristallen kunnen worden gebruikt om UV te detecteren, Trindade en zijn studenten kwamen tot twee andere belangrijke bevindingen. De eerste was dat de reactie van het materiaal op UV-straling analoog is aan de reactie op bètastraling, wat betekent dat veel metingen van bètastraling die tot nu toe zijn uitgevoerd, kunnen zijn beïnvloed door UV-interferentie.

De tweede was dat de twee reacties variëren volgens verschillende patronen, waardoor het probleem van UV-interferentie in toekomstige apparaten kan worden opgelost. Het materiaal reageert lineair op bètastraling:de luminescentie neemt stapsgewijs toe in een continue curve naarmate de blootstelling aan ioniserende straling toeneemt. In het geval van UV-straling, de luminescentie van het materiaal varieert niet lineair. "Er is een verzadigingspunt waarna de luminescentie ophoudt te intensiveren, zelfs als de blootstelling voortduurt, ' zei Trindade.