L'exposition aux rayons ultraviolets (UV) est un facteur de risque de cancer de la peau et d'autres maladies. Le risque augmente lorsque la lumière du soleil, la source naturelle de rayonnement UV, est combiné avec des sources artificielles telles que des lampes UV pour la thérapie médicale, entre autres. Détecter et mesurer l'exposition aux UV dans différents environnements était la portée d'un projet de recherche mené au Brésil à l'Institut fédéral d'éducation de São Paulo, Science et Technologie (IFSP) en collaboration avec l'Institut de Physique de l'Université de São Paulo (IF-USP).

Les chercheurs ont étudié la sensibilité au rayonnement UV de l'oxyde d'aluminium dopé au carbone et au magnésium (Al 2 O 3 :C, mg), comme indiqué dans l'article "Thermoluminescence of UV-irradiated α-Al 2 O 3 :C, Mg" publié dans Journal de la luminescence .

"Oxyde d'aluminium dopé au carbone [Al 2 O 3 :C] était déjà bien connu pour sa sensibilité aiguë à divers types de rayonnement, tels que les rayons X et les rayons bêta et gamma. Il est utilisé pour la dosimétrie UV personnelle et environnementale. Ce que nous avons découvert, c'est que le matériau réagit également aux UV lorsqu'il est dopé au magnésium ainsi qu'au carbone, " a déclaré le professeur Neilo Marcos Trindade, premier auteur de l'article.

La réponse en question est la thermoluminescence, émission de lumière par un matériau lorsqu'il est chauffé après avoir été exposé à un rayonnement. « Le dopage au magnésium favorise un grand nombre de défauts dans le cristal, et cela fait que le matériau répond encore mieux aux rayonnements ionisants et aux rayonnements non ionisants comme les UV, " dit Trindade.

L'enquête a été menée par Trindade et deux étudiants de premier cycle, Maicon Gois Magalhães et Matheus Cavalcanti dos Santos Nunes, avec la collaboration d'Elisabeth Mateus Yoshimura, professeur à l'IF-USP, et Luiz Gustavo Jacobsohn, professeur à l'Université de Clemson aux États-Unis. Il a été soutenu par la São Paulo Research Foundation—FAPESP via une bourse de recherche régulière attribuée à Trindade, une Bourse d'Initiation Scientifique décernée à Magalhães, et une bourse d'initiation scientifique décernée à Nunes.

Autres constatations

En plus de la découverte principale, qui permet d'utiliser ces cristaux pour détecter les UV, Trindade et ses étudiants ont obtenu deux autres découvertes importantes. La première était que la réponse du matériau au rayonnement UV est analogue à sa réponse au rayonnement bêta, ce qui signifie que de nombreuses mesures du rayonnement bêta effectuées à ce jour peuvent avoir été affectées par les interférences UV.

La seconde était que les deux réponses varient selon des modèles différents, permettant de résoudre le problème des interférences UV dans les futurs appareils. Le matériau réagit au rayonnement bêta de manière linéaire :sa luminescence augmente progressivement selon une courbe continue au fur et à mesure que son exposition au rayonnement ionisant augmente. Dans le cas du rayonnement UV, la luminescence du matériau ne varie pas linéairement. "Il y a un point de saturation après lequel la luminescence cesse de s'intensifier même si l'exposition continue, " dit Trindade.