Analisador de dispersão de energia

• Author(s): Cunha, Tiago Miguel da Fonseca
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10362/11265
• Origin: Repositório Institucional da UNL
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Silva, Filipe Ribeiro Ferreira da; Limão-Vieira, Paulo
• Contributor(s): RUN

Description

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

O objectivo principal desta dissertação era criar um analisador capaz de determinar a dispersão de energia do feixe de potássio utilizado no aparelho de feixes moleculares cruzados em colisões átomo-molécula. Dimensionou-se, com esse intuito, um analisador capaz de medir desvios de energia correspondentes a 0,1% da energia do feixe (esta dispersão varia com a energia). Esse dimensionamento foi efectuado com recurso ao programa SIMION© onde se realizaram todas as simulações referentes ao sistema de lentes electrostáticas bem como de diversas trajectórias do feixe de iões de potássio. Os resultados obtidos permitiram obter informação relativamente à transmissão e dispersão angular do feixe, o que fez com que o plano de trabalhos se estendesse ao estudo de possíveis alterações que optimizassem a taxa de aproveitamento de iões K+ produzidos (resultando assim numa maior taxa de colisões e consequentemente, numa redução no tempo de aquisição). O plano de trabalhos dividiu-se portanto, no estudo das propriedades do feixe iónico que conduziram ao dimensionamento do sistema de análise de dispersão de energia, e nos projectos de optimização do sistema de extracção responsável pela produção do feixe de K+. O analisador de dispersão de energia divide-se em três partes fundamentais: um sistema de lentes Einzel, um analisador de retardamento e um detector do tipo canaltrão. Os estudos efectuados sobre a extensão espacial e angular do feixe de iões de potássio em ambas as câmaras (pelas quais é composto o aparelho de feixes cruzados), levaram ao dimensionamento do conjunto de eléctrodos, que formam a lente Einzel. Quanto ao sistema extractor de iões de K+, são sugeridas duas configurações: uma consiste numa cavidade cilíndrica e outra com a geometria de Pierce. A cavidade cilindrica surgiu com intuito de ser facilmente implementada (sem grandes modificações estruturais a curto prazo), no interior da câmara de produção do feixe iónico. Esta cavidade foi testada envolvendo a fonte de iões com uma folha de molibdénio. Para o sistema de convergência do feixe foram testadas diversas configurações, em que se destacaram duas que são descritas nesta dissertação pelas suas transmissões, que permitem obter valores na ordem de 4,7% e 5,3%. A necessidade da sua implementação surge da grande discrepância entre o diâmetro da pastilha de potássio e o diâmetro da abertura da câmara de troca de carga (que se encontra em frente desta cujo diâmetro de entrada é de 1mm), e que conduz a uma baixa transmissão. A configuração actual consiste numa geometria planar sem nenhum poder focal, onde se verifica uma transmissão de 0,004%.