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PublicouVasco de Abreu Alvarenga Alterado mais de 8 anos atrás
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Fundamentos da técnica PIXE Técnica PIXE Parâmetros importantes produção detecção Medidas realizadas
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Análise de materiais / Física Nuclear Técnicas Constituintes (rad ou part) Eficiência (sensibilidade) Seção de choque Cinemática Poder de freamento Partícula (núcleo projétil) Resposta: núcleo em recuo, ou radiação eletromagnética Colisões nucleares Sensibilidade (ppm) Parâmetros conhecidos Não destrutivo Insensível a espécie química ANÁLISE DO ESPECTRO DE ENERGIA
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PIXE - Particle Induced X-Ray Emission Emissão de raios-X induzida com partículas X ray H +
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Características Medidas absolutas em átomos/cm 2 Alta sensibilidade (ppm) Alta resolução para elementos vizinhos PIXE - Eficiente para Z > Si Rápido (15 min) PIXE (Radiação Eletromagnética) partícula leve Emissão de raio-X (PIXE) detetor 0 K L M KK KK
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transições de dipolo
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Lei de Moseley
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Um espectro “real” Quantificação de cada elemento Identificação (calibração energia/canal) Relação área de pico – número de átomos
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Calibração em energia Relação canal x energia do raio-X Alvo/fonte conhecido
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E, M 1, Z 1 M 2, Z 2 M, Z Det N A = número de partículas/cm 2 do alvo N F = número total de partículas do feixe d d seção de choque (probabilidade) ângulo sólido
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Quantidade de raios- X detectados Quantidade de partículas incidentes Ângulo sólidoEficiência do detectorConcentração elementarAuto absorção de Raios-X Freamento das partículas incidentes Alvo Espesso Arranjo experimental Medidas experimentais
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Alvo fino 1
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Seção de choque de produção de raios X Interação coulombiana entre próton incidente e elétron ligado Forma universal 0-2 1 -19 -21 -23 E - energia da projétil z 1 - z do projétil u k - energia de ligação do estado k k - seção de choque de produção - massa do projétil / massa do elétron K L Z kk K (alfa)
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K L - Eficiência do detetor Probabilidade de interação (efeito fotoelétrico) Energias mais baixas - fino Energias mais altas - espesso T - Transmitância absorvedores entre amostra e detector + janela/ filtros (efeito fotoelétrico)
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Previsões para o nosso arranjo experimental Parâmetros Projétil - próton - JJ ; Absorv - 10 cm (ar) Janela - 25 m Be ; Detector - 4 mm Si
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Alvos grossos Perda de energia importante (Freamento até parar) E0E0 S - Stopping Power Aumento nas contagens de fundo Taxa de contagem (pile-up) Bremsstrahlung SEB (secondary electron), AB (atomic), Direct B (proton) Dependente do tipo de material e energia do feixe Reações Nucleares (+compton)
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Limites de Detecção Elementos traços Capacidade de identificar R-X sobre contagem de fundo Avaliar a flutuação estatística k=3 k=1 LCLC LDLD Quant Detect Sem id (>10 )
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Identificação de elementos traços: Processo de confecção Procedência / Autenticação Moedas espanholas 1870 1890 Espectros PIXE para moedas de prata, demonstrando a diferença na composição de elementos traços (Fe e Pb).
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Análise do espectro PIXE para dentes obtido com feixe externo 9 dentes humanos 9 dentes bovinos 5 dentes suínos
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Fotos do sambaqui de Santa Marta (SC)
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Espectro PIXE obtido de uma concha coletada do sambaqui de Santa Marta (SC)
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Relação Sr/Ca em ostras como um sensor de temperatura
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Feixe Externo Amostras Especiais Biológicas (solução) Porosas (arqueologia) Tamanho incompatível feixe vácuoatm amostra detjanela Técnicas PIXE PIGE RBS
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Fim
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GeLi (20%) Ortec + anticompton Resolução: 2.5 keV para Co Laser para posicionamento Si(Li) IPEN Resolução: 180 eV para 55 Fe Janela de Saída 0.5 mm Al 15.0 MeV11.0 MeV 1H1H
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