Rodolfo Bernal



Investigación


El uso cada vez más frecuente de las radiaciones en diferentes ámbitos de la ciencia y la tecnología, hace que su detección y medición  (dosimetría de radiaciones) sea un problema de la mayor relevancia. Entre las técnicas utilizadas para estos fines (técnicas dosimétricas), la termoluminiscencia (TL) es la más utilizada, y en años recientes, ha empezado a ganar popularidad la luminiscencia ópticamente estimulada (OSL) , aunque esta última aún es muy poco utilizada en comparación con la TL. Para poder aplicar éstas técnicas en dosimetría, se requiere de materiales que exhiban los fenómenos que le dan nombre a cada una de ellas. Un material utilizado en una técnica dosimétrica es un dosímetro. Las investigaciones del Dr. Rodolfo Bernal se centran en el desarrollo de materiales, y en su caracterización por las técnicas de TL y OSL. En este campo, su grupo de investigación ha propuesto el potencial uso de dosímetros de varios materiales por primera vez, como por ejemplo el ZnO y el Sc2O3, y ha desarrollado métodos de síntesis más convenientes para otros materiales ya conocidos por su utilidad en dosimetría termoluminiscente, como es el CaSO4. En la actualidad lleva a cabo el estudio de diferentes materiales aislantes y semiconductores, incluyendo nanomateriales, tanto en forma de bulto como de películas delgadas, sintetizados por diferentes técnicas, incluyendo depósito químico, reacción en estado sólido, y sol-gel. Un listado de las publicaciones del Dr. Bernal puede consultarse en si sitio web personal http://www.rodolfobernal.net   

Las investigaciones del Grupo de Ingeniería Molecular de Materiales (GIMM), del que formo parte, están enfocadas a la síntesis y caracterización de materiales aislantes o semiconductores útiles para desarrollar detectores y dosímetros de radiación ionizante. Algunos materiales estudiados son:
  •  Diamante. Entre los estudios llevados a cabo con diamante, resalta el estudio de la TL de Nanodiamante obtenido a partir de tequila . Estos estudios se llevan a cabo en colaboración con el Dr. Victor Castaño Menéses, del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la Universidad Nacional Autónoma de México.
  • ZnO. Fuimos el primer grupo en reportar sobre la posibilidad de usar el ZnO como dosímetro. Se propuso sintetizarlo  por métodos químicos para mejorar la eficiencia de su respuesta de TL al ser expuesto a radiación, y uno de los primeros en utilizar el término "nanophosphor" (nanofósforo). Además de despertar el interés de otros grupos por estudiar las potencialidades del ZnO como dosímetro, nuestros trabajos pioneros sobre la TL del ZnO generó interés en el estudio de otros semiconductores para fines similares. Hemos reportado también su respuesta de OSL, y seguimos investigando más a fondo sobre éste importante material.
  • CaSO4. El sulfato de calcio es uno de los materiales termoluminiscentes más estudiado, y es el material base de uno de los dosímetros disponibles comercialmente. Hasta antes de que nuestro grupo incursionara en el estudio de éste fósforo, su sintesis se llevaba a cabo generalmente por el método de Yamashita o variantes del mismo, y se utilizaba ácido sulfúrico, y se obtenía en forma de polvo que requería mezclarse con algún aglomerante (por ejemplo TEFLON) para poder fabricar muestras sólidas. En el 2008, reportamos un método más amigable con el ambiente para sintetizar , CaSO4 ya que se utiliza una solución acuosa en vez de ácido sulfúrico. Además, el material que se obtiene por este método permite fabricar muestras CaSO en forma de sólido sin necesidad de utilizar ningún aglomerante. En la actualidad seguimos estudiando este fósforo y otros sulfatos.

  • Síntesis y caracterización de CaSO4:X
    (X=tierras raras)
    . Recientemente, nuestro grupo de investigación
    reportó un sencillo método de síntesis en solución acuosa, que además de
    ser amigable al medio ambiente, permite obtener CaSO4:X
     autoaglomerable, lo cual no había sido previamente logrado.
  • Desarrollo de fósforos de LiF:X. En este
    campo se estudia el LiF incorporándole distintos dopantes utilizando
    métodos de co-precipitación. Aunque el LiF es el material más investigado
    para fines dosimétricos, la comunidad en el área de dosimetría de estado
    sólido considera que no se han investigado lo suficiente otros dopantes fuera
    de los tradicionales incluidos en los dosímetros comerciales basados en
    este material, lo cual ha empezado a hacer nuestro grupo.
  • Desarrollo de dosímetros basado en NaF. Este fósforo no sido estudiado de manera sistemática (o al menos no hay reportes suficientes en la literatura) en relación a su potencial como dosímetro).
  • Boratos por reacciones de estado sólido.
  • Oxidos, boratos y aluminatos por la técnica de solución en combustión.