Responsable: DEMETRIO MENDOZA ANAYA

Objetivos:

Desarrollo de nuevos materiales para medir campos de radiación ionizante

Antecedentes:

Imágen:Curvas TL inducidas por la radiación gamma en la circonia dopada con nanopartículas de Co: 3, 20, 40 y 80 Gy.

En esta etapa del proyecto se realizó la síntesis por el método sol-gel de los sistemas nanoestructurados circonia pura y dopada con nanopartículas de Co y Eu (ZrO₂:Co y ZrO₂:Eu). Se realizó la caracterización de los sistemas por Microscopia electrónica de barrido y transmisión, y difracción de rayos X; también se aplicó el método de Rieltveld para analizar con más detalles el arreglo cristalino de los sistemas, pudiéndose determinar la concentración de cada fase cristalina y tamaño de cristal. Se observaron los efectos de la radiación UV (254 nm) y gamma a través de la respuesta termoluminiscente. Se encontró que la circonia pura y dopada con nanopartículas de Co y Eu, como material termoluminiscente, tiene la capacidad de censar campos de radiación UV y gamma. Además, la respuesta termoluminiscente se modifica debido a la presencia de dopantes (Co, Eu) en la circonia y hay una concentración óptima en la que la respuesta es más eficiente. El desarrollo de nuevos materiales con posibles aplicaciones para sensar campos de radiación es relevante para el Instituto y la sociedad tomando en cuenta la enorme diversidad de aplicaciones de las radiaciones ionizantes en diversas áreas: médica, industrial, alimenticia.

Logros Obtenidos:

Se ha logrado desarrollar y optimizar métodos de síntesis de sistemas dosimétricos, que podrán ser aplicados en áreas donde sea necesario medir campos de radiación gamma y UV. Asimismo, debido al notable incremento de la radiación UV y sus posibles efectos negativos en los seres vivos, se ha convertido en una necesidad desarrollar sistemas capaces de detectar y cuantificar estos campos de radiación. En este sentido, uno de los sistemas pasivos más prometedores para cuantificar campos de radiación UV, se basa en la circonia pura y dopada.

Se han obtenido datos relevantes que permiten entender más los procesos de interacción radiación-materia y los efectos de la radiación sobre los diferentes materiales dependiendo del tipo de radiación y de las características micro y nanoestructurales de los materiales.

Así mismo, se continua con la formación de recursos humanos, de tal manera que se pueda continuar con este tipo de investigación relevante para el desarrollo del Instituto y del país.

Finalmente, los resultados obtenidos se han presentados en diferentes foros nacionales e internacionales, y publicado en revistas indexadas.

Artículos publicados

1.- Thermoluminescence Response Induced by UV Radiation in Eu-doped Zirconia Nanopowders. G Villa-Sánchez, D Mendoza-Anaya, G. Mondragón-Galicia, R Pérez-Hernández, P. R. González-Martínez and O. F. Olea-Mejía. Radiation Physics and Chemistry 97 (2014) 118-125.

2.- Artículo enviado: Co Nanoparticles Effects on the Thermoluminescent Signal Induced by UV and   Gamma Radiation in ZrO₂ Powders. En refereo en Journal of Optical Materials.

Formación de recursos humanos

Gerardo Villa Sánchez. Desarrollo de un Sistema Nanoestructurado a base de Zirconia y Nanopartículas de Co para Aplicaciones Termoluminiscentes: Sensor de Radiación Gamma y UV. Tesis de Doctorado, Facultad de Química, UAEM.

Vinculación:

1. Dr. Demetrio Mendoza Anaya (Responsable técnico del proyecto). La participación incluyó la coordinación de las actividades, síntesis, irradiación de los sistemas y análisis por termoluminiscencia, interpretación de resultados, redacción de reportes y artículos y asesoría de tesis.

2. Dra. Claudia E. Gutiérrez Wing. Su participación se enfocó en la síntesis de nanopartículas de Co y Eu via química coloidal, interpretación de resultados, redacción de reportes y artículos.

3. Dr. Raúl Pérez Hernández. En este proyecto apoyó en la síntesis de ZrO₂, interpretación de resultados, redacción de reportes y artículos.

4. Dr. Gilberto Mondragón Galicia. En este proyecto apoyó en la caracterización por microscopia electrónica y EDX, interpretación de resultados, redacción de reportes y artículos.

5. Lic. Mat. María Eufemia Fernández. Su participación incluyó la simulación molecular de los sistemas ZrO₂:Co ZrO₂:Eu y análisis teórico y análisis cristalográfico a través del método de Rietveld.

6. Dr. Manuel E. Espinosa Pesqueira. Apoyó la caracterización por difracción de rayos X y microscopia electrónica de los sistemas ZrO₂:Co y ZrO₂:Eu antes y después de ser sometidos a campos de radiación ionizante, interpretación de resultados.

7. Dr. Pedro R. González Martínez. Su participación en este proyecto se centró en la irradiación de los sistemas ZrO₂:Co y ZrO₂:Eu con radiación UV y gamma y análisis por termoluminiscencia de los sistemas, interpretación de resultados y redacción de artículos.

8. Dr. Efraín Rubio Rosas. Investigador del CUV-BUAP. Apoyó en la síntesis vía solgel de los sistemas ZrO₂:Co y ZrO₂:Eu, e interpretación de resultados.

9. M. C. Gerardo Villa Sánchez. Esta realizando la tesis de doctorado, cuyo objetivo principal incluye la síntesis e irradiación del sistema nanoestructurado ZrO₂:Co y análisis de la respuesta termoluminiscente inducida por la radiación UV y Gamma.