Materiais cintiladores têm como característica a emissão de fótons de luz visível ou ultravioleta quando expostos a radiação ionizante, absorvendo parcialmente ou totalmente a radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver cristais cintiladores inorgânicos em matriz de iodeto de césio utilizando íons de tálio (Tl⁺) como elemento dopante com concentração de 10^-3 M. Foi crescido um cristal CsI puro para fins de comparação. Os cristais foram obtidos por meio da técnica de Bridgman. Foi utilizada a técnica do refino zonal a fim de reduzir as impurezas encontradas no sal de iodeto de césio, obtendo um material o mais puro possível. Obteve-se resultados satisfatórios com a purificação do material e com a produção dos cristais cintiladores. Para detectar tais impurezas e observar a diminuição das mesmas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão óptica por plasma (ICP-OES), em dez partes do lingote, após o refino zonal. Os cristais CsI:Tl foram submetidos à caracterização físico-quimica, tal como: difratometria de raios X para confirmação da rede cristalina, transmitância dos cristais puro e dopados com tálio, emissão de luminescência com pico de emissão máxima em 520 nm devido a presença do tálio, distribuição da concentração de Tl ao longo do cristal e microscopia óptica para comparar a superfície do cristal sem polimento e com polimento. Para avaliar a resposta dos cristais cintiladores quanto às suas características detectoras, foram realizados experimentos utilizando fontes radioativas seladas, a saber: ¹³³Ba (80 keV, 355 keV ), ⁶⁰Co (1173 keV, 1333 keV), ²²Na (511 keV, 1275 keV), ¹³⁷Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Foram utilizados como fotosensores uma fotomultiplicadora (ET Enterprise, Modelo 9924SB, Inglaterra) e fotodiodo tipo PIN. Os cristais CsI:Tl apresentaram resposta à radiação com espectros de emissão característicos para cada tipo de fonte.

Scintillating materials are characterized by the emission of photons of visible or ultraviolet light when exposed to ionizing radiation, partially or totally absorbing the radiation. This work aimed to develop inorganic scintillator crystals in cesium iodide matrix using thallium ions (Tl⁺) as dopant element with a concentration of 10^-3 M. A pure CsI crystal was grown for comparison purposes. Crystals were obtained using the Bridgman technique. The zonal refining technique was used in order to reduce the impurities found in the cesium iodide salt, obtaining a material as pure as possible. Satisfactory results were obtained with the purification of the material and the production of scintillating crystals. To detect such impurities and observe their decrease, the technique of optical plasma emission spectrometry (ICP-OES), was used, in ten parts of the ingot, after zonal refining. The CsI:Tl crystals were submitted to physicochemical characterization, such as: X-ray diffractometry to confirm the crystal lattice, transmittance of pure and thallium doped crystals, luminescence emission with maximum emission peak at 520 nm due to the presence of thallium. Distribution of the concentration of Tl along the crystal and optical microscopy to compare the surface of the crystal without polishing and with polishing. To evaluate the response of the scintillator crystals regarding their detector characteristics, experiments were carried out using sealed radioactive sources, namely: ¹³³Ba (80 keV, 355 keV), ⁶⁰Co (1173 keV, 1333 keV), ²²Na (511 keV, 1275 keV), ¹³⁷Cs (662 keV) at room temperature. A photomultiplier (ET Enterprise, Model 9924SB, England) and a PIN-type photodiode were used as photosensors. The CsI:Tl crystals showed a response to radiation with characteristic emission spectra for each type of source.