Estudo do espectro contínuo de raios-x induzido pela passagem de prótons de alguns MeV na matéria

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ferro, Rafael Minatogau
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: binary encounter approximation; bremsstrahlung de prótons; Dirac-Hartree-Fock-Slater; ionização por impacto de prótons; PIXE; proton bremsstrahlung; proton-impact ionisation; secondary electron bremsstrahlung
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-06042021-161546/

A emissão de bremsstrahlung em colisões prótonátomo é estudada. No caso de prótons com energias da ordem de alguns MeV, cinco processos foram considerados: Nuclear Bremsstrahlung(NB), Quasi-Free Electron Bremsstrahlung (QFEB), Atomic Bremsstrahlung (AB), Radiative Ionization (RI) e Secondary Electron Bremsstrahlung (SEB). Os conceitos necessários para o desenvolvimento desses modelos são revisados e as expressões em uso atualmente são apresentadas. Para calcular os modelos de bremsstrahlung de prótons atuais e validar as mudanças propostas neste trabalho, um código em FORTRAN foi desenvolvido e testado de acordo com os resultados teóricos disponíveis nas referências. Em particular, uma expressão alternativa para a seção de choque duplamente diferencial (DDCS) da SEB é proposta neste trabalho. A DDCS de ionização por impacto do próton, presente nos cálculos das DDCSs da SEB e da AB+RI, é descrita em termos da Binary Encouter Approximation (BEA), sendo sensível ao modelo para a distribuição de velocidades (VD) dos elétrons orbitais no material alvo. Neste sentido, os cálculos das DDCSs de ionização, SEB e AB+RI são melhorados de duas formas: aplicando a VD hidrogenoide correspondente das subcamadas K, L e M; implementado as VDs numéricas obtidas através do método de DiracHartreeFockSlater (DHFS). Ademais, o método analítico PIXE é apresentado como o contexto experimental para o estudo de bremsstrahlung de prótons e os aspectos mais relevantes dessa técnica são revisados. Dois experimentos foram realizados no LAMFI, USP, para um alvo de ouro e energias do feixe de 2 e 3 MeV. Para que se possa comparar os modelos teóricos com os espectros PIXE, os efeitos de detecção são analisados e aplicados aos espectros de bremsstrahlung calculados. Por fim, os cálculos teóricos utilizando as VDs de DHFS e hidrogenoide são comparadas aos espectros experimentais e os resultados obtidos com o primeiro modelo apresentam melhor acordo com os dados experimentais.