Exponering för ultraviolett (UV) strålning är en riskfaktor för hudcancer och andra sjukdomar. Risken ökar när solljus, den naturliga källan till UV-strålning, kombineras med konstgjorda källor såsom UV-lampor för medicinsk terapi, bland andra. Att upptäcka och mäta UV-exponering i olika miljöer var omfattningen av ett forskningsprojekt som genomfördes i Brasilien vid São Paulo Federal Institute of Education, Science and Technology (IFSP) i samarbete med University of São Paulo Physics Institute (IF-USP).

Forskarna undersökte känsligheten för UV-strålning av aluminiumoxid dopad med kol och magnesium (Al ₂ O ₃ :C, Mg), som rapporterats i artikeln "Termoluminescens av UV-bestrålad α-Al ₂ O ₃ :C, Mg" publicerad i Journal of Luminescence .

"Koldopad aluminiumoxid [Al ₂ O ₃ :C] var redan välkänd för sin akuta känslighet för olika typer av strålning, såsom röntgen och beta- och gammastrålar. Den används för personlig och miljömässig UV-dosimetri. Det vi upptäckte var att materialet också reagerar på UV när det är dopat med magnesium såväl som kol, " sa professor Neilo Marcos Trindade, artikelns första författare.

Svaret i fråga är termoluminescens, ljusemission från ett material när det värms upp efter att ha exponerats för strålning. "Magnesiumdopning främjar ett stort antal defekter i kristallen, och detta gör att materialet reagerar ännu bättre på joniserande strålning och på icke-joniserande strålning som UV, sa Trindade.

Utredningen genomfördes av Trindade och två studenter, Maicon Gois Magalhães och Matheus Cavalcanti dos Santos Nunes, i samarbete med Elisabeth Mateus Yoshimura, professor vid IF-USP, och Luiz Gustavo Jacobsohn, professor vid Clemson University i USA. Det stöddes av São Paulo Research Foundation—FAPESP via ett regelbundet forskningsanslag som tilldelades Trindade, ett vetenskapligt initieringsstipendium tilldelat Magalhães, och ett Scientific Initiation Scholarship tilldelas Nunes.

Andra fynd

Förutom huvudupptäckten, som gör att dessa kristaller kan användas för att detektera UV, Trindade och hans elever fick två andra viktiga resultat. Den första var att materialets svar på UV-strålning är analogt med dess svar på betastrålning, vilket innebär att många mätningar av betastrålning som gjorts hittills kan ha påverkats av UV-störningar.

Den andra var att de två svaren varierar enligt olika mönster, gör det möjligt att lösa UV-störningsproblemet i framtida enheter. Materialet reagerar på betastrålning på ett linjärt sätt:dess luminescens ökar stegvis i en kontinuerlig kurva när exponeringen för joniserande strålning ökar. När det gäller UV-strålning, materialets luminescens varierar inte linjärt. "Det finns en mättnadspunkt efter vilken luminescensen upphör att intensifieras även när exponeringen fortsätter, sa Trindade.