Quebra molecular em ambiente de baixa pressão: caracterização de um stripper gasoso para a implementação de um sistema AMS de baixas energias

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Carmignotto, Marco Antonio Pannunzio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: AMS; Applied Physics; Feixe de Íons; Física Aplicada; Gaseous Stripper; Implantador Iônico; Ion Beam; Ion Implanter; Molecular Break Up; Quebra Molecular; Stripper Gasoso
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-29062010-215750/

O objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade de adaptação do Implantador Iônico da Universidade de São Paulo para a técnica de Accelerator Mass Spectrometry (AMS), tendo em vista as baixas energias utilizadas por este acelerador de partículas. A técnica de AMS, amplamente utilizada para a análise de Carbono-14 no estudo de datação de fósseis, requer que algum componente do acelerador garanta a quebra de moléculas de massa 14, contaminantes no processo de medição dos átomos de carbono com massa 14. Com a utilização de energias da ordem de dezenas de keV no acelerador, o estudo do processo de quebra de moléculas para estas energias foi realizado através do projeto, construção e caracterização de um stripper gasoso. Para caracterizar o stripper implementado foram realizadas medidas de seção de choque para troca de carga do feixe e quebra molecular em função da pressão de gás injetado no stripper. Também investigou-se a influência do átomo utilizado como gás, através de três diferentes gases injetados no stripper: Hélio, Argônio e Xenônio. Alguns feixes posivos foram produzidos no Implantador para o estudo destas seções de choques: Ar+, Ar(2+), CO+, CO2(+) e O2(+). O projeto do stripper foi idealizado para minimizar a variação de pressão no interior do implantador, visando preservar as condições da fonte de íons. Curvas de perfil de pressão de gás dentro do tubo do stripper foram calculadas segundo as teorias da Tecnologia do Vácuo que permitiram tanto a estimativa desta variação quanto a quantidade de gás no interior do stripper. Também foram realizados estudos do perfil de pressão em stripper com outras geometrias (cônicas abertas e fechadas), buscando estimar a otimização da espessura do stripper em função da injeção de gás em sua base. Baseando-se nos resultados, foram apontadas mudanças necessárias no atual estágio de adaptação desse acelerador de partículas para que se torne possível a concepção de um sistema AMS em sua linha de pesquisa.