Estudo e desenvolvimento de um sistema de colimação de raios x para um equipamento de SAXS

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Costa, Rauni Coelho da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical engineering; X-Ray Diffraction; Radiation; SAXS; X-Ray Optics; Collimation; Engenharia mecânica; Difração de raios X; Radiação; Óptica de raios X; Colimação; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11743

Com o aumento da utilização de nanomateriais, busca-se cada vez mais a criação de técnicas e equipamentos que determinem propriedades de interesse na escala nanométrica. Desta forma, as técnicas de SAXS (Small Angle X-Ray Scattering), permitem a análise de nanomateriais e determinam diversos parâmetros como tamanho de nanopartículas, densidade e morfologia. Este trabalho contribui na construção de um equipamento fundamental no estudo das características nanométricas de novos materiais, que são empregados largamente na indústria por apresentarem propriedades diferentes em comparação com as propriedades microscópicas. Normalmente, os raios X atravessam a amostra (modo de transmissão) e cada nanopartícula interage com os raios X emitindo um sinal, que é detectado e analisado. Como em outras áreas de pesquisa, existem grandes desafios para o desenvolvimento de instrumentação para a aplicação desta técnica. Os desafios desta pesquisa estão no projeto da parte óptica, a partir da plataforma de um equipamento de difração de raios X convencional. Em um SAXS, o feixe de raios X deve ter a menor atenuação possível no trajeto entre o tubo de raios X e o detector, e esta condição é obtida com a evacuação de todo o caminho óptico percorrido. Software de CAD 3D e 2D foram utilizados na elaboração e desenvolvimento de todo o conjunto óptico e de evacuação do sistema que compõe o dispositivo. Toda a instrumentação foi fabricada no Laboratório de Instrumentação e Tecnologia Mecânica (LITMec) do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas) e no LNA (Laboratório Nacional de Astrofísica). Foram realizados testes no sistema óptico do equipamento a fim de avaliar as dimensões do feixe colimado utilizando fendas de 5 mm e 1 mm, que apresentaram erro de 8,9% e 2,5% respectivamente, em comparação com as análises teóricas realizadas em software 3D. Todo o equipamento está sujeito a uma patente, pois a tecnologia empregada nos detectores sensíveis a posição desenvolvido no CBPF é detentora de uma patente internacional e a configuração de toda a instrumentação que compõe o SAXS estabelece um novo modelo de equipamento.