Espectroscopia micro-Raman e machine-learning aplicados ao mineral zircão: estudo dos efeitos de radiação e de annealing

dc.contributor.advisor1Dias, Airton Natanael Coelho
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7070166380084691
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3782-7293
dc.contributor.authorMatias, Eduardo Poltronieri
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5252046504953097
dc.date.accessioned2025-08-12T16:42:28Z
dc.date.issued2025-07-16
dc.description.abstractMinerals such as apatite, zircon, epidote, and muscovite contain uranium and thorium in parts per million (ppm), making them suitable for thermochronological dating methods such as Fission Track Thermochronology (FTT). In these minerals, uranium and thorium atoms may undergo spontaneous fission or decay, producing structural modifications that interfere with diffusion kinetics, chemical etching, and annealing processes. Based on this premise, this Final Undergraduate Project expands the discussion within the FTT and Materials Science communities by investigating the effects of radiation and thermal annealing on the crystal lattice of zircon. In addition to conventional Raman spectral analysis, an algorithm was developed to process large amounts of spectral data efficiently. This new approach, combined with traditional methodologies, provided robust statistical insights. The results showed that thermal annealing was able to recover approximately 92% of the detectable structural damage, while the irradiated sample presented only minor residual defects. Analysis of the full width at half maximum (FWHM) of the ν₁(SiO₄) Raman band effectively distinguished different crystallographic states, with the natural sample (Fossil) showing greater disorder. These findings contribute significantly to the understanding of structural transformations in minerals subjected to geological and thermochronological processes. The integration of Raman spectroscopy with machine-learning algorithms proved to be an effective and reproducible method for characterizing crystal damage and recovery. Such a methodological framework offers promising applications in refining annealing models and improving the calibration of thermochronological techniques.eng
dc.description.resumoMinerais como apatita, zircão, epidoto e muscovita contêm Urânio e Tório em quantidades de ppm. Portanto, esses minerais são adequados para aplicação em métodos de datação termocronológicos como a Termocronologia por Traços de Fissão (TTF). Na rede cristalina destes minerais, átomos como Urânio e Tório podem sofrer fissão espontânea ou decaimento, gerando modificações que interferem nos mecanismos de datação como cinética de difusão, ataque químico e annealing. Diante desta premissa, este Trabalho de Conclusão de Curso amplia a discussão junto à comunidade científica de TTF e Ciências de Materiais, investigando a influência da radiação e do annealing na rede cristalina do zircão. Além da análise convencional de espectros Raman, foi desenvolvido um algoritmo para processar de forma rápida e automatizada grande quantidade de dados espectrais. Essa abordagem, somada à metodologia tradicional, forneceu informações estatísticas robustas. Os resultados demonstraram que o tratamento térmico (annealing) recuperou aproximadamente 92% do dano estrutural, enquanto a amostra irradiada apresentou apenas defeitos residuais leves. As análises indicaram que a largura à meia altura (FWHM) da banda ν₁(SiO₄) se mostrou eficaz para discriminar os estados de ordem cristalina, revelando maior desordem na amostra natural (Fóssil). Tais resultados contribuem significativamente para o entendimento da dinâmica das alterações estruturais em minerais submetidos a processos geológicos e termocronológicos, reforçando o potencial da espectroscopia Raman aliada ao machine-learning na caracterização e avaliação de materiais minerais.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationMATIAS, Eduardo Poltronieri. Espectroscopia micro-Raman e machine-learning aplicados ao mineral zircão: estudo dos efeitos de radiação e de annealing. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22559.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22559
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Sorocaba
dc.publisher.courseFísica - FL-So
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEspectroscopia Micro-Ramanpor
dc.subjectZircãopor
dc.subjectMachine-Learningeng
dc.subjectTermocronologia por Traços de Fissãopor
dc.subjectMicro-Raman Spectroscopyeng
dc.subjectZirconeng
dc.subjectFission Track Thermochronologypor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.titleEspectroscopia micro-Raman e machine-learning aplicados ao mineral zircão: estudo dos efeitos de radiação e de annealingpor
dc.title.alternativeMicro-Raman spectroscopy and machine learning applied to the mineral zircon: study of the effects of radiation and annealingeng
dc.typeTCC

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