Aca - Departamento de Física - Universidad Técnica Federico Santa ...

V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia
Perda de energia de elétrons em água
André C. Tavares 1 , E. C. Montenegro 2
1 Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, CP. 38071, Rio de
Janeiro, RJ, 22452-970, Brasil
2 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, CP. 6852, Rio de Janeiro, RJ, 21945-970,
Brasil
email address corresponding author: andre.tavares@vdg.fis.puc-rio.br
O conhecimento da perda de
energia de elétrons em água é fundamental
para determinar os efeitos indiretos de
praticamente todos os tipos de radiações
ionizantes em tecidos biológicos.
Apesar disso, não existem medidas
diretas de perda de energia em água para
energias de impacto nas cercanias do pico
de Bragg, principalmente porque o alcance
desses elétrons em água liquida é muito
pequeno, abaixo de 50 nm para energias
menores que 1 keV, conforme mostrado na
fig. 1 [1].
associadas à formação dos fragmentos
H 2 O + , OH + , O + e H + . Para cada fragmento
produzido, existem orbitais específicos
responsáveis pela quebra molecular. Podese
então relacionar a quantidade de energia
depositada por elétron incidente, em um
determinado orbital, com a quantidade de
fragmentos produzidos pela ionização deste
orbital.
Figura 1. Variação do alcance de penetração
do elétron em água líquida como função da
energia inicial do elétron entre 0,2 eV a 150
keV. [1]
A maioria dos valores disponíveis
na literatura para a perda de energia nessa
região é obtida através de cálculos [ver, por
exemplo, 2 e 3] e somente nos últimos
anos foram despendidos esforços para a
obtenção de medidas de transferência de
energia em vapor de água [4]. Neste
trabalho, apresentamos uma nova
abordagem para obter a transferência de
energia de elétrons com energias na região
do pico de Bragg, para os diversos orbitais
moleculares da água, utilizando os
resultados de medidas da produção de
fragmentos originários da ionização da
molécula. A partir dos valores obtidos de
perda de energia por orbital, é calculada a
perda de energia total além das parciais
Figura 2. Comparação entre os resultados de
perda de energia obtidos através do método
proposto, considerando vários conjuntos de
dados experimentais para a fragmentação, e
resultados teóricos.
Nosso método permite, pela
primeira vez, uma avaliação abrangente de
todos os dados experimentais disponíveis
na literatura sobre a fragmentação da
molécula de H 2 O, mostrando que existem
grandes discrepâncias entre a transferência
de energia obtida através das medidas com
vapor de água e os diversos cálculos de
perda de energia, principalmente para
energias de impacto na região e abaixo do
pico de Bragg, fig. 2.
Referencias
[1] Meesungnoen, J. and Mankhetkon, S.,
Radiation Research 158 (2002) 657.
[2] La Verne, J.A. and Mozumder, A.,
Radiation Research 96 (1983) 219.
[3] NIST database http://physics.nist.gov/cgi
bin/Star/e_table.pl
[4] Muñoz, A. et al., Phys. Rev. A 76
(2007) 052707.
48 Valparaíso, Chile