Químicos da Universidade RUDN estudaram o mecanismo de instabilidade da radiação de termoluminóforos à base de tetraborato de lítio, que são usados ​​para a fabricação de dosímetros de radiação. Eles descobriram que as propriedades dos materiais se deterioram devido à quebra de ligações químicas na estrutura do boro-oxigênio e à formação de aglomerados de manganês, que foi adicionado ao tetraborato de lítio para que pudesse exibir suas propriedades. O trabalho foi publicado na revista Medições de radiação .

O tetraborato de lítio compreendeu o primeiro dosímetro de radiação termoluminescente de material, altamente sensível a raios-X, radiação gama e beta. Quando a radiação ionizante entra em um dosímetro termoluminescente, ele "armazena" a energia absorvida devido ao salto dos elétrons para níveis de energia mais elevados. Quando aquecido acima de uma certa temperatura, os elétrons emitem energia previamente absorvida, e o dosímetro começa a brilhar. A intensidade da luz é proporcional à quantidade de radiação absorvida.

A fim de tornar o tetraborato de lítio capaz disso, impurezas de manganês, prata ou outros metais são introduzidos nele, que agem como armadilhas para os elétrons que foram excitados pela radiação ionizante. Mas por causa dessas impurezas, a resistência à radiação da substância diminui. Não se sabia o porquê até agora.

O químico Alexander Zubov da Universidade RUDN e seus colegas compararam amostras de cerâmica à base de tetraborato de lítio com impurezas de manganês, cobre, zinco, estanho e berílio. Descobriu-se que a estabilidade da substância à radiação está se deteriorando devido à ruptura das ligações químicas na estrutura do boro-oxigênio. E embora a estrutura de boro-oxigênio em uma substância pura seja capaz de se restaurar durante o aquecimento, a introdução do manganês interfere nesse processo.

Quanto mais uniformemente o manganês é distribuído na estrutura do tetraborato de lítio, menos impacto negativo tem sobre a estabilidade de radiação do material. Cobre e estanho evitam o agrupamento de manganês, formando complexos ligados com ele, evitando assim que ele "migre" e "grude" na estrutura do cristal durante a recarga do dosímetro. Além disso, cerâmica com adição de estanho, ao contrário do cobre, também possuem propriedades termoluminescentes que permitem o uso eficaz em dosimetria.

A compreensão dos processos físico-químicos que ocorrem durante a irradiação de um material é necessária para criar novos materiais resistentes à radiação. Os químicos da Universidade RUDN foram capazes não só de explicar o mecanismo de destruição da radiação do tetraborato de lítio, mas também para aplicar os novos conhecimentos para criar um material com uma composição melhor, que pode ser usado posteriormente em dosímetros de radiação de bolso avançados. Além disso, os autores argumentam que sua abordagem experimental, que envolve a detecção de manganês agrupado na estrutura do tetraborato de lítio, pode ser usado como uma nova forma eficaz de certificar a resistência à radiação de dosímetros termoluminescentes.