Caracterización de la curva de termoluminiscencia del circón a partir de su contenido radiactivo y del análisis térmico diferencial

Abstract

El circón (ZrSiO 4 ) es un material que se utiliza habitualmente en la fabricación de refractarios, esmaltes para azulejos, pigmentos, etc. Este mineral tiene un alto contenido radiactivo debido a la presencia de emisores alfa naturales como U y Th. En este trabajo se ha determinado el contenido isotópico de estos radionucleidos ( Th) utilizando técnicas de separación radioquímicas y cuantificando la actividad mediante espectrometría alfa. Estos radioisótopos naturales producen una irradiación interna en el material cerámico que se manifiesta en sus propiedades luminiscentes lo que implica que pueda ser utilizado con fines dosimétricos. Se ha observado que la curva de termoluminiscencia (TL) del circón muestra una intensidad considerablemente mayor (más de un orden de magnitud) que la de otros silicatos medidos en idénticas condiciones. Los máximos que aparecen en la curva de TL se correlacionan con distintos puntos de inflexión que aparecen en la medida de análisis térmico diferencial (ATD), a 280, 360 y 445 o C, lo que indica que estos picos de TL aparecerán como consecuencia de: (1) procesos parciales de transiciones de fase locales y (2) fenómenos de autodifusión iónica y deshidroxilación que se producen durante el calentamiento al realizar la medida. Palabras clave: Circón, termoluminiscencia, contenido radiactivo, ATD Characterization of the thermoluminescence curve of zircon by radiactive content and differential thermal analysisZircon (ZrSiO 4 ) is a mineral widely employed in the production of refractories, pigments, glazed tiles etc. The high radioactive content of this mineral stems from the presence of natural alpha emitters as U and Th. The radioactive activity of the Th radionuclides was measured by alpha spectrometry after isolation by radiochemical techniques. The alpha-emitters uranium and thorium irradiates internally the ceramic modifying the luminescence properties, this involves a potential use for dosimetric purposes. The thermoluminescence (TL) glow curve intensity of zircon is higher than the observed in other aluminosilicates measured under the same conditions. The TL maxima appearing at 280, 360 and 445 o C are fairly well correlated with the differential thermal analysis (DTA). It suggests that this TL peaks could be linked to: (1) partial processes of local phase transitions and (2) alkali self-diffusion dehydroxylation phenomena when the sample is heated during the analytical measurement routine.Keywords: Zircon, thermoluminescence, radioactive content, DTA INTRODUCCIÓNEn la actualidad se emplea circón (ZrSiO 4 ) en la fabricación de diferentes materiales cerámicos como son: refractarios (1, 2), fritas y esmaltes como opacificante (3,4), pigmentos (5), etc. Además, se ha observado que este mineral está presente en diversos materiales cerámicos de origen arqueológico, proporcionándoles propiedades luminiscentes que hacen del circón un material susceptible de ser utilizado como dosímetro de radiación medioambiental especialmente interesante en el campo de la datación (6). En este senti...

Study of aluminium oxide from high-alumina refractory ceramics by thermoluminescence

“…Such behaviour is a consequence of the lattice distortion due to the size of the incorporated impurities. We could not detect the radioactive impurities, using XRF, mainly due to the low concentration of the aforementioned actinides (lower than detection limit of the equipment) that, according to previous studies performed on natural zircons, should be circa 6 ppb (Correcher et al 2003a).…”

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…(91). En la sección de materias primas la atención se ha puesto en las propiedades luminiscentes de distintas materias primas y residuos para cerámica (92)(93)(94)(95)(96)(97)(98), destacando el estudio sobre el circón radiactivo a partir de su curva termoluminiscente (92) por aportar un método de caracterización para estos implantación de este tipo de industria en España, derivados de procesos de transferencia de tecnología desde el Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC. También se ha publicado un interesante trabajo sobre nuevos materiales y metodologías para substratos que incorporen funcionalidades (42).…”