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

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V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia Distribuciones de Scattering Multiple y Efectos Angulares en la Pérdida de energía de Protones y Deuterones en Láminas Delgadas de Carbono Amorfo E. D. Cantero 1,2 , G. H. Lantschner 1 , N. R. Arista 1 1 Centro Atómico Bariloche – Instituto Balseiro, S. C. de Bariloche, Argentina 2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Argentina email: arista@cab.cnea.gov.ar Utilizando un acelerador de iones de bajas energías, se han medido distribuciones ángulo-energía de protones y deuterones luego de atravesar una lámina de carbono amorfo de 11nm de espesor [1]. Se presentan resultados de las distribuciones angulares (Fig. 1) para H + y D + de 4, 6 y 9 keV de energía incidente y su comparación con cálculos de la función de scattering múltiple (FMS) mediante el formalismo de Sigmund y Winterbon [2], hallándose un muy buen acuerdo para los potenciales de scattering tipo Moliere y ZBL. Se estudió también la dependencia angular de la pérdida de energía de los iones (Fig. 2). Se presentan los resultados experimentales y cálculos utilizando el modelo teórico presentado en [3]. Este modelo contempla tres contribuciones principales para la pérdida de energía: a) Efecto que produce el alargamiento de camino en la pérdida de energía inelástica. b) Efecto de la rugosidad de la lámina (los iones dispersados en ángulos pequeños han atravesado con mayor probabilidad las regiones más delgadas de la lámina). c) Contribución del mecanismo elástico. Se observa un muy buen acuerdo con los resultados experimentales para ambos proyectiles en todo el rango de energías investigado, ampliando la aplicación del modelo de la Ref. [3] a nuevas combinaciones proyectiles-blanco. Figura 1. Distribución angular de protones de 9 keV luego de atravesar un blanco de carbono amorfo de 11nm. Líneas: cálculos de FMS [2] para diferentes potenciales de scattering. Figura 2. Dependencia angular de la pérdida de energía. Líneas: efecto de cada una de las contribuciones del modelo teórico [3], y resultado total. Referencias [1] Blanco de tipo ultrasmooth, A C F - Metals Arizona Carbon Foil Inc. [2] P. Sigmund and K. B. Winterbon, Nucl. Instrum. Methods 119, 541 (1974). [3] M. Famá, G. H. Lantschner, J. C. Eckardt, C. D. Denton, and N. R. Arista, Nucl. Instrum. Methods B 164, 241 (2000). 92 Valparaíso, Chile

V Encuentro Sud Americano de Colisiones Inelásticas en la Materia Stopping power y Straggling de protones en Pd P. A. Miranda 1 , A. Sepúlveda 1 , E. Burgos 1 , H. Fernández 1 , J. R. Morales 1 1 Depto. de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile, Casilla 653, Santiago, Chile asepulveda@hotmail.es La pérdida de energía de las partículas cargadas al atravesar un material es un proceso de vital importancia en variados campos de la Física, tales como el estudio de superficies en Física del Estado Solido, en diagnóstico y tratamiento en Medicina Nuclear, y su utilización en las técnicas basadas en haces iónicos (PIXE, RBS, NRA). Aunque existen diversas teorías que modelan adecuadamente este proceso, la medición del poder de frenado (stopping power cross section) y de su straggling de energía, permiten validar estas predicciones y mejorar la exactitud de los valores actualmente aceptados. En este trabajo se presentan mediciones del poder de frenado y de straggling de protones sobre paladio. Las mediciones se llevaron a cabo en el Laboratorio de Haces Iónicos de la Universidad de Chile utilizando un acelerador tipo Van de Graaff, el que genera un haz de protones de corriente estable (5 nA y de 2 mm de diámetro) en un rango de energías de entre 300 y 3100 keV. Los valores se obtuvieron utilizando la técnica de transmisión [1] sobre láminas de paladio de 0.39±0.06 µm. Este procedimiento nos permite determinar en forma indirecta tanto la sección eficaz de stopping power S(E AVG ) de protones en paladio como el straggling de energía Ω [2]. Los resultados preliminares de S(E AVG ) muestran una clara concordancia tanto con predicciones semiempíricas [3] como con formulaciones teóricas [4]. Por otra parte, el straggling normalizado (Ω/Ω B ) 2 en función de la energía incidente promedio E AVG muestra un comportamiento aceptable en relación a las teorías de Bohr y Bethe-Livingston [5], especialmente a energías más altas. Cabe destacar que hasta ahora no existían datos experimentales de stopping power y straggling para este sistema en el rango de energía mencionado. Referencias [1] J. Raisanen et al., Nucl. Instr. and Meth. B 118, 1 (1996). [2] G. Sun et al., Nucl. Instr. and Meth. B 256, 586 (2007). [3] J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, J.P. Bierzack, Nucl. Instr. and Meth. B 268, 1818 (2010). [4] J.C. Moreno-Marín et al., Nucl. Instr. and Meth. B 249, 29 (2006). [5] H. Ammi, S. Mammeri, M. Allab, Nucl. Instr. and Meth. B 213, 60 (2004). 93 Valparaíso, Chile

V Encuentro Sud Americano <strong>de</strong> Colisiones Inelásticas en la Materia<br />

Stopping power y Straggling <strong>de</strong> protones en Pd<br />

P. A. Miranda 1 , A. Sepúlveda 1 , E. Burgos 1 , H. Fernán<strong>de</strong>z 1 ,<br />

J. R. Morales 1<br />

1 Depto. <strong>de</strong> <strong>Física</strong>, Facultad <strong>de</strong> Ciencias, <strong>Universidad</strong> <strong>de</strong> Chile, Casilla 653, Santiago, Chile<br />

asepulveda@hotmail.es<br />

La pérdida <strong>de</strong> energía <strong>de</strong> las partículas<br />

cargadas al atravesar un material es un proceso<br />

<strong>de</strong> vital importancia en variados campos <strong>de</strong> la<br />

<strong>Física</strong>, tales como el estudio <strong>de</strong> superficies en<br />

<strong>Física</strong> <strong>de</strong>l Estado Solido, en diagnóstico y<br />

tratamiento en Medicina Nuclear, y su utilización<br />

en las técnicas basadas en haces iónicos<br />

(PIXE, RBS, NRA). Aunque existen diversas<br />

teorías que mo<strong>de</strong>lan a<strong>de</strong>cuadamente este<br />

proceso, la medición <strong>de</strong>l po<strong>de</strong>r <strong>de</strong> frenado (stopping<br />

power cross section) y <strong>de</strong> su straggling <strong>de</strong><br />

energía, permiten validar estas predicciones y<br />

mejorar la exactitud <strong>de</strong> los valores actualmente<br />

aceptados.<br />

En este trabajo se presentan mediciones<br />

<strong>de</strong>l po<strong>de</strong>r <strong>de</strong> frenado y <strong>de</strong> straggling <strong>de</strong> protones<br />

sobre paladio. Las mediciones se llevaron a cabo<br />

en el Laboratorio <strong>de</strong> Haces Iónicos <strong>de</strong> la <strong>Universidad</strong><br />

<strong>de</strong> Chile utilizando un acelerador tipo Van<br />

<strong>de</strong> Graaff, el que genera un haz <strong>de</strong> protones <strong>de</strong><br />

corriente estable (5 nA y <strong>de</strong> 2 mm <strong>de</strong> diámetro)<br />

en un rango <strong>de</strong> energías <strong>de</strong> entre 300 y 3100<br />

keV. Los valores se obtuvieron utilizando la<br />

técnica <strong>de</strong> transmisión [1] sobre láminas <strong>de</strong><br />

paladio <strong>de</strong> 0.39±0.06 µm. Este procedimiento<br />

nos permite <strong>de</strong>terminar en forma indirecta tanto<br />

la sección eficaz <strong>de</strong> stopping power S(E AVG ) <strong>de</strong><br />

protones en paladio como el straggling <strong>de</strong> energía<br />

Ω [2].<br />

Los resultados preliminares <strong>de</strong> S(E AVG )<br />

muestran una clara concordancia tanto con predicciones<br />

semiempíricas [3] como con formulaciones<br />

teóricas [4]. Por otra parte, el straggling<br />

normalizado (Ω/Ω B ) 2 en función <strong>de</strong> la energía<br />

inci<strong>de</strong>nte promedio E AVG muestra un comportamiento<br />

aceptable en relación a las teorías <strong>de</strong><br />

Bohr y Bethe-Livingston [5], especialmente a<br />

energías más altas. Cabe <strong>de</strong>stacar que hasta ahora<br />

no existían datos experimentales <strong>de</strong> stopping<br />

power y straggling para este sistema en el rango<br />

<strong>de</strong> energía mencionado.<br />

Referencias<br />

[1] J. Raisanen et al., Nucl. Instr. and<br />

Meth. B 118, 1 (1996).<br />

[2] G. Sun et al., Nucl. Instr. and Meth. B<br />

256, 586 (2007).<br />

[3] J.F. Ziegler, M.D. Ziegler, J.P. Bierzack,<br />

Nucl. Instr. and Meth. B 268, 1818 (2010).<br />

[4] J.C. Moreno-Marín et al., Nucl. Instr.<br />

and Meth. B 249, 29 (2006).<br />

[5] H. Ammi, S. Mammeri, M. Allab,<br />

Nucl. Instr. and Meth. B 213, 60 (2004).<br />

93 Valparaíso, Chile

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