UNNUEVO LABORATORIO DECDLlSIONES - rmf.smf.mx · ... y trampa de aire llquido. ... guiarlo hasta el...

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Revista Mexicana de Física 23 (974) FA5S-FA73 UN NUEVO LABORATORIO DE CDLlSIONES J. Rickards., A. Barragán, E. Andrade, J. Dorantes, K. López, F. Mercado, A. Daca/, M. E. O. de Lópcz y M. Mazari". Instituto de Física. Universidad Nacional Autónoma de México (Recibido: marzo 25, 1974) (Versión revisada: octubre 21,1974) FA55 ABSTRACT: A laboratory which has beeo receotly installed for atomic col. lisions and applications of nuelear techniques is described. The principal instrument is a 700 keY Yan de Graaff acceler- a(Qr with a 3.75 amu-MeY switching magneto The facilities inelude a scauering chamber, a magnetic specuograph, pulse elecuonics and an on-tine computer. \l'e present the acceler- a(Qr caJibration and sorne preliminary results on microanalysis by backscauering and X-ray excitation • . Asesor del Instituto :-.ra<:ional de Energía :-.ruc!ear .. También en <.'1Instituto Nacional de Ener~ía Nuclear.

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Revista Mexicana de Física 23 (974) FA5S-FA73

UN NUEVO LABORATORIO DE CDLlSIONES

J. Rickards., A. Barragán, E. Andrade, J. Dorantes, K. López,

F. Mercado, A. Daca/, M. E. O. de Lópcz y M. Mazari".

Instituto de Física. Universidad Nacional Autónoma de México

(Recibido: marzo 25, 1974)

(Versión revisada: octubre 21,1974)

FA55

ABSTRACT: A laboratory which has beeo receotly installed for atomic col.

lisions and applications of nuelear techniques is described.

The principal instrument is a 700 keY Yan de Graaff acceler-

a(Qr with a 3.75 amu-MeY switching magneto The facilities

in elude a scauering chamber, a magnetic specuograph, pulse

elecuonics and an on-tine computer. \l'e present the acceler-

a(Qr caJibration and sorne preliminary results on microanalysisby backscauering and X-ray excitation •

.Asesor del Instituto :-.ra<:ional de Energía :-.ruc!ear..También en <.'1Instituto Nacional de Ener~ía Nuclear.

FA56

I. INTRODUCCION

Rickards el al

En el Departamenco de Colisiones dellnscieuto de Física, U. N. A.M.existe interés en estudiar colisiones atómicas y en aplicar técnicas nuclca .•res a otros campos, además de efectuar experimencos de física nuclear. Pa-ra llevar a cabo tales investigaciones se decidió adquirir un acelerador elec'"trostático tipo Van de Graaff de 700,000 volts, que se encuentra actualmenteen funcionamiento. (Ver figura 1).

Fig. l. Acelerador Van de Graaff de 700 kV del Departamento de Colisiones,Instituto de Física.

El propósito del presente trabajo es describir las facilidades con quecuenta el nuevo Laboratorio de Colisiones, una vez concluldas las etapas de

plancación. montaje, instalaciones, calibración, etc.

Laboratorio dp coli~ionp.<; ..•

11. LOCALIZACIO:'\

S(' encuentra situado en los Laboratorio ...•Van de Graaff del Institutotic Fí.'.;ica, en un edificio con el que ya se cOIHaba y que se acondicionó pa~ra recibir el equipo. La figura 2 muestra la distribución del laboratorio.

Se cuenta con tres .íreas principales de trabajo: (,1 cuarto del acele"rador, el cuarto de bombardeo y el cuarto de control. En el primero se rieneel acelerador, el sistema de enfoque del haz, y el sist('ma recirculador y se~cadnr de ,gas. En el cuano de bombardeo están las líneas de vacío, un se~Ieuor magnético de tres salidas, y el equipo ('xpcrimental, que principalmen"te Con,'Ha de una cámara de dispersión y un ('specHógrafo magnético. Elcuano de control contiene las consolas de operaci()n de los diversos equipos,y ('S donde se lleva a cabo la recolección y el análisis de datos de los diver~sos ('xp('rimentos.

111. ACELERADOR

El acelerador es un modelo AN-700 fabricado por lIigh Vo)[ageEngineering Corporarion de BurIington, Mass. Se trata de un Van de Graaffconvencional a presión, capaz de acelerar entre SO y 700 keV un haz de io-I)('S positivos continuos, int('nso, homogéneo, monoenergético y cuyas dimen"sion('s y dirección son posibles de determinar fácilmente.

El gas utilizado por esta máquina como aislante es 100% de h(-xafluo-ruro de azufre (S¡.~) a una presión de 4.5 kg/cm2• Se cuenta con un sistemade compresora y bomha de vacío para poder recuperar dicho gas. También c: .•••

posible recircular el gas por un sistema secador que contiene alúmina, yaque es importante para el buen funcionamiento del acelerador que el gas con~tt'nga la mínima cantidad de humedad posible. Su grado de humedad s(' mid(,en diversos puntos del sistema por medio de higrómt'tro ...•marca Panametricsde lectura directa.

Emplea el acelerador una fuente de ion('s d(Oradio-frecuencia, que pro-duce iones de cualquier gas que se le introduzca. lIasta la fecha .••e hanusado haces de hidrógeno, helio y nitrógeno. Se ohtiene a la salida del ac('.Icrador un haz de dimensiones variables desd(, 1cm hasta menos de 1mm dediámetro, y Con intensidades dt.'sde 10 hasta 100 microamperes (iofles de hi.drógeno). En el caso de iones de hidrógeno, el porcentaje de haz monoa[!)-nllCo es mayor que el '50%.

Además de la estabilidad inherente de este [¡po de generador .. '.;("

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•• 1

ESPECTROGRAFOMAGNETICe

SISTEMADE VACIO

"JlLLAS ~

SlSTENA -- ~DE 'lACIO # "".2, I CAMARA DE01 / CUARZO DISP"SlO'

- ..Jí-Ü~-IMAN SELECTOR -. -' - - -

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CONSOLA O£l DACELERADOR -

CONSOLAElECTRONICA

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Fig.2. Plano del laborawcio, eLn la localización de los principales insHumenlOs.

,"

Laburatorio d" coli~ion{'!;". FA59

cu('rHa Con puntas de corona acopladas a las rejillas de salida del imán se~lector, mediarHe cuyo sistema se estahiliza por largos tiempos el ,"oltaje dela tcrminal, manteniendo la energía del haz dentro de los límites impucs[(}spor la geometría del sistema analizador y la apertura de las rejillas controla-doras.

El acelerador se encuentra sobre una plataforma con ruedas para des-plazarlo, pero se ha fijado su posición sobre un soporte con gatos nivelado-rcs. La ahura del haz sobre el piso, conveniente para llevarlo a los distill~[os experimentos} es de l06 cm.

El vacío básico del acelerador antes de admitir gas a la fucnte de io-n('s cs de '5x 10-6 Torr} y durafl[c la operación es tÍpicamente d el orden de2)( lO~s Torr. Esto se logra mediante una bomba de difusión de aceite de90 Its/seg y una bomba mecánica rotatoria} y trampa de aire llquido. El sis-tema de vacío contiene también medidor de cátodo frío y circuitos de protec-ción que impiden la operación del acelerador si la presión se encuentra porarriba de 4)( 10-5 Torr.

IV. TRANSPORTE DEL IIAZ

Una vez que el haz de partículas emerge del acelerador, es necesarioguiarlo hasta el punto donde se coloca el blanco sobre el cual se desarrollael experimento. Al sistema que cubre esta función se le denomina sistemade transporte del haz. Las principales componentes de tal sistema son} elequipo de aho vacío y sistema llamado "óptico" de enfoque y deflexión delhaz.

a) Producción de 0110 vano. El vaClo básico que debe ser del ordendc 10.

5Torr se logra mediante sistemas de bombeo la mayoría de cuyas com~

ponentes han sido construídas en los talleres del Instituto de Física. La tu-bería principal del haz es de latón, y van intercalados en lugares apropiados:n"¡iHas. visores de cuarzo, medidores de vaClO, y fuelles flexibles para ab~sorber cambios por temperatura.

Todas estas componentes van sujetas por medio de soportes aju.sta-bies a mesas atornilladas al piso, de modo que se puede con facilidad corre~~jr su al(Uf<l y ori<:n[¡}ción. La alineación del sistema se hizo ópcicamenu' ySt-' ,,('rificó con un láser. Dicho láser está permanentemente colocado en elsiste"ma para poder rápidamente comprobar la alineación y el punto precisodonde' (.1 haz incide en el blanco.

En la línea principal entre acelerador y selector) y en cada salida de

FAGO Rickards (.t al

1:30°. S(' cuenta con una unidad de bombeo. En la línea principal se traba.ja normalmente con una presión de)( 10-6 Torr usando una bomba de difu.slon de 300 I,s/ seg.

b) El sistema óptico. Para ayudar al enfoqu(' del haz se colocó a lasalida del acelerador un sistema <1<.'doble cuadrupolo magnético para enfoquehorizontal y vertical. Las bobinas de dichos cuadrupolos van alimentadaspor fuentc's reguladas de 0-3 amper!' .••, que tienen la posibilidad de control re-moto. Las bobinas de los cuadrupolos van alimentadas por pares en serie, de

modo de poder corregir desplazamientos la({'raks, además de ('nfocar.

La principal componente del siS1('ma ÚIHico ('s un selector magnéticode tTes salida •• 00 y i: 30° • cuyas funcion<.....•son: prim{'ro permitir la instala.ción de tres equipos de experimen[ación, pudiéndose seleccionar cualquier

_. -HAZ- .¡•••o-----A

Areo • 249.7 cml

-------.••.. --..-..-

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1\\'Y" \, \~1I0.5'

\ I-~~cm==tJ

enlr8l1ieno =2.5cm .

Fig.3. Forma de las piezas polares del ..."eleclor de 30°. I.as cantidades ..\. B)'R del diseño se encuentran en el [('Xlo.

Laboratorio de colisiones ... FA61

salida según se alimente el imán, y segundo, fijar con precisión la energladel haz mediante un campo magnético uniforme que lo def1ecta.

La figura 3 muestra esquemáticamente la geometría del selector. Setrata de un selector común, de doble enfoque1, cuya distancia focal (A) ala entrada es de 268 cm y a la salida (8) 250 cm para enfoque horizontal y

I

r- ..

.._- ----

VENTANADEVIDRIO

SONDA DELFLUXMETRD.

Fig.4.HAZ

Caja de vacío que va aprisionada entre los polos del selector de 30 o .Se ven las tres salidas, las ventanas para alineación, y los espaciospara las sondas del f1úxmetro.

F A62 Rickards el al

2'55 cm para enfoque vertical. En los puntos focales van colocadas rejillas.El radio de curvatura R diseñado para 30° de ¿eflexión es de 36.4 cm, In"

cluído el efecw de 0.7 vec('S el entrehierro por campo disperso.Las piezas polares, fundidas en acero de bajo carbón, tienen la forma

indicada en la misma figura. Su área es de aproximadamente 249.7 cm 2.

Forman parte de la caja de vacío, por lo que aprisionan una pieza de aluminiode la forma mostrada en la figura 4. Allí se ven las tres salidas posiblesdel haz; ('n línea con las d(, :t 30° se tienen pequeñas ventanas de vidrio conohjeto de alin(',:u ópticamente sin tener que romper el vacío. También setienen dos espacios para introducir sondas de resonancia magnética nuclearpara medir l.1 campo. Polos y caja van aprisionadas entre los núcleos de

Fig.). Selector magnético de 30° con su fuente de alimentación regulada ymesa nivelable. El haz entra por la tubería de la de'techa.

Laboratorio dI' colisiones", F AI>.\

las bobinas para el sello de \'acÍo. La figura 5 muestra el conjunto del se-lector.

Cada una de las bohinas está formada por 450 vueltas de tubo de co-bre para r<.'frigeración con agua, el tubo de dimensiones 3/16" de diámetro ('x.terior y l/S" de diámetro interior. Se encuentran conectadas en paralelo y

alim('ntadas por una fuente de 0-20 volts, O-50 amperes con una regulaciónen corriente de 0,02% (marca lIewlett Packard modelo 6261B). ~tediante uncontrol remoto, se puede manejar esta corriente desde cualquier punto del la-boratorio.

La curva de histéresis medida se muestra en la figura 6. El campomáximo obtenido es de 7.5 Kgauss, pudiéndose con esto def1ectar partículascon rigidez magnética d(, hasta 280 Kgauss-cm, o sea protones de 3.75 ~1cV,Jeurcrollcs de 1.80 Me\', hclio-4 ci(' 0.94 .\1c\', carbono-12 de 0.31 ~fe\', erc.

8 (k Goussl

7

6

5

4

3

2

SELEC TOR 30.f (MHz)

5

501 (Ampl

Fig. h, Curya Je hisl('rpsis d('1 imán selector. Los puntos son medidas hecha,>con el flúxmetro d(' H'sonancia ma~ni,tica nuclear.

FA64 Rickards et al

Corresponde a un producto de masa-encrgía de 3.75 amu MeV. Esto es sufi.ciente para la mayoría de las aplicaciones de este acelerador.

Como ya se mencionó, la medida del campo magnético se efectúausando la resonancia magnética nuclear. La sonda de dicho instrumento,conteniendo aceite de ricino para observar la resonancia del hidrógeno. seintroduce en el cntrehierro de 1" del imán en un orificio en la caja de vacío,consuuldo para este propósico.

Como la misma curva de histércsis muestra, es posible medir el caro"

po magnético desde 0.6 hasta 7.5 Kgauss. La constante de proporcionalidadentre frecuencia y campo para hidrógeno se toma como 4.2577 Mhz/Kgauss.

V. EQUIPO EXPERIMENTAL

Ya se ha descrito cómo se transporta el haz a los diversos equiposdonde se efectúan los experimentos. Aquí se descrihe brevemente cada unade estas facilidades. Los principales instrumentos son: cámara de disper-SLOn,cámara de rayos X, y espectrógrafo magnético.

a la cámara yamplia versatilidaden ella.

a) Cámara de dispersión. Se trata de una cámara de unos 60 cm dediámetro con ocho ventanas laterales, instrumento muy versátil que fue dise-ñado y construído en los tallcrcs dellnstituro de Física2• Su propósito esalbergar detcctores de estado sólido de barrera superficial para observar par-tículas provenientes de reacciones nucleares en el mismo blanco. Segúnlas necesidades del experimento, es posible colocar varios detectores a dis-tintos ángulos de observación respecto al haz incidente, así como cambiardichos ángulos desde el cxterior sin romper el vacío. Es posible seleccio-nar cualquiera de dos blancos para bombardear y variar la posición de éstos.

A la entrada se tiene un sistema colimador de dos rejillas y una reji-lla antidispersora. El haz se colecta en una caja de Faraday que va conec-tada a un microamperímetro e integrador con lo cual se conoce la carga rotalque ha llegado al blanco. A la caja de Faraday se lc puede conectar un vol-taje repulsor de electroncs secundarios para mayor exactitud en la carga in-tegrada. Cuando el blanco es grueso, cs posible medir la corriente e inte-grar en el blanco mismo, que está aislado. En cste caso los electrones se-cundarios se eliminan con una rejilla de voltaje negativo que se coloca alfrente del blanco.

El gran tamaño y las ventanas danpermiten introducir diversos instrumentos

Laboratorio de colisiones ... FA65

El alto vacío se logra mediante una bomba de difusión de aceite de300 I/scg en una de las ventanas. En otra ventana se encuentran los medi-dores de vacío y válvula para bombeo grueso. Con objeto de eliminar vapo-res, la tapa de la cámara cuenta con una trampa para aire líquido que enfríauna superficie grande dentro de la cámara. En la figura 7 se muestra una fo-to de ella.

Fig. 7. Cámara de dispersión. Se pueden \ler algunos de los instrumentoselectrónicos asociados.

b) Cámara de rayos X. A la salida de la cámara de dispersión puedecolocarse otra de menores dimensiones cuyo propásiro es acoplar al sisremaun detecwr de rayos X de Si(Li) con ven rana delgada, mostrado en la figura8. Puede usarse enrre cámara y detecror una ven rana delgada o pueden aco-plarse ambos sin ven rana para evirar la absorción de rayos X.

Pueden monrarse en esra cámara hasra ocho blancos, uno de los cuales

FA66 Rickards el at

puede ser un cuarzo para observar el haz, y también tiene posibilidad demontarse un deccelar de barrera superficial. La cámara está eléctricamenteaislada para integrar la corriente en toda ella, tiene iluminación y una ven"tan a de observación. En el fondo de la cámara se tiene un cuarzo para ali-neamiento.

r

Fig. 8. Detector de rayos X de Si (Li) conectado a la cámara de blancossin ventana.

e) Espectrógrafo magn¡líco3. Tiene una geometría del tipo Bainbrídg('"Buechner, lo cual le da la posibilidad de enfocar el espectro de partículasen una superficie de 75 cm de largo, cubriendo el intervalo de radios de cur-vatura desde 32 hasta 47 cm con una resolución del orden de 1/1000.

El espectrógrafo puede girar alrededor del blanco desde 00 hasta 1300

para estudiar distribuciones angulares. Esto se logra mediante un sello des.lizante en la cámara de blancos que precede al instrumento. La figura 9muestra el conjunto.

Laboratorio de co/isio'lf>s ••.

...

Fi,¡,;.9. Espectrógrafo magnético de gran amplitud de espectro mostrandosistema de vacío y cámara de blancos.

FA67

d) Detectores e instrumentaciórl electrónica. Como apoyo al equipo yadescrito se requiere de detectores y sus correspondientes sistemas electró.nicos de manejo de pulsos. Cuenta l'l laboratorio con varios detectores deestado sólido de barrera superficial, un detector de rayos X de Si (Li) marcaKe\'ex, un detector de gammas de Ge (Li) construido en el Instituto Nacionalde Energía Nuclear, varios detectores de centelleo incluyendo,uno de Nal(TI)de 4" x 4" , detectores de dínodo contínuo. etc.

El instrumento principal es un analizador de altura de pulsos de 4096canales marca Hewlett Packard modelo '5401B, que tiene convertidor de ana-lógico a digital de 200 MHz. Está acoplado a una computadora marca HewlettPackard modelo 21ODA con 8K de memoria. El sistema completo comprende

FA68 Rickards er al

osciloscopio, teletipo, graficadora XY, perforadora y leccora rápida de cintade papel e impresora rápida en tira de papel.

VI. INSTALACIONES ESPECIALES

a) Instalación eléctrica. Esta es típica de cualquier laboratorio deacelerador, con una salvedad. Se cuenta con un acondicionador de corrientemarca Elgar modelo 300'S-A que proporciona una corriente regulada a 117volts y acondicionada, o sea que se ha eliminado coda señal espuria de altao baja frecuencia, dando una seno ide perfecta. Todo el equipo electrónicofino del laboratorio se alimenta de este acondicionador para máxima preci-S100 de las señales.

La línea alimentada por el acondicionador va por ductos especialesaislados, y se tuvo especial cuidado de no mezclarla a través de las tierras,con otras líneas no reguladas. Se instaló una sola tierra en el laboratorioy se evitaron circuitos de tierra.

b) Sistema de refrigeración. La experiencia ha mostrado que el abas-tecimienro de agua normal sufre variaciones de presión, y algunas veces in-terrupción total. Para operar independientemente se instaló un circuito ce-rrado de agua para enfriamiento. Consta de dos bombas de turbina que pro-porcionan constantemente el gasto y la presión requeridas por los diversosaparatos.

c) Protección contra radiaciones. Según especificaciones de la fá-brica y medidas hechas en el laboratorio mismo, el acelerador produce rayosX debido al retroceso de electrones por el tubo acelerador que chocan conmateria en la terminal. La radiación sale lateralmente y hacia atrás, ha ..ciéndose necesario proteger al personal que lahora en los alrededores. Coneste ?bjeto se engruesaron los muros entre el cuarto del acelerador y el decontrol, y entre éstos y la oficina, hasta alcanzar un espesor de 60 cm, com-binando basalto y tabique.

Se hizo una dosimetría del laboratorio en diferentes condiciones delacelerador, encontrándose, como se esperaba, que la radiación crece c~>nelvohaje del acelerador y también con su corriente, y que la variación no eslineal. En condiciones de máxima radiación se verificó que en la consolade operación no se mide más que el fondo normal, que es del orden de0.01 mr/hr, comprobándose la utilidad de los muros.

Laboratorio de colisiones ...

VII. PRIMERAS PRUEBAS DEL SISTEMA

FA69

al Calibración del acelerador. Dada la dificultad de medir con pre-ClSlon el a1to voltaje del acelerador, es necesario calibrar el sistema acele-rador-selector. Esto se hace localizando resonancias nucleares de energíasbien conocidas, y midiendo el campo magnético del selector al cual sucedendichas resonancias. Se puede suponer una dependencia cuadrática entre.energía del haz y campo magnético (especialmente en nuestro caso no"relati-vista), y por lo tanto también con frecuencia del flúxmetro de resonanciamagnética nuclear.

De la calibración se obtiene el valor de la constante le en la relaciónE = 1c¡2 que vale para cada tipo de ion y que involucra el radio efectivo decurvatura del haz en el denector.

El método empleado fue la observación de dos resonancias en la reac-ción 19F(p,ay)16() a 340 y 484 keV. El blanco de nuoro se preparó some-tiendo un disco de aluminio sólido a vapores de 11F por unos minutos. Dela totalidad de rayos gamma emitidos se usó un detector de Nal (TI) de 2")( 2-Yla electrónica convencional para escoger los rayos de 6.14 MeV, incluyen •.do los dos picos de escape. Estos pulsos se pasaron a un escalador que lO-tegraba las cuentas durante bombardeos fijos de 10J.LCoul.

La figura 10 muestra las curvas de excitación obtenidas para cada re-sonancia, así como los valores de los radios efectivos obtenidos en cada ca •.so, 37.'54 y 37.'59 cm. La diferencia de O.I~% entre los dos valores se con-sidera adecuada para el trabajo e indica la precisión y reproducibilidad queuno puede esperar en los experimentos. A la máxima energía de bombardeodel acelerador esto corresponde a menos de 1 keV, ya energías menores im-plica una indeterminación de décimos de keV. Los valores obtenidos parael radio efectivo se deben comparar Con el valor propuesto en el diseño delos polos del imán, 36.4 cm, incluyendo el supuesto campo disperso.

b) Retrodt.spersiótl de partículas cargadas. Una de las ténicas quese ha estado empleando en el nuevo lahoratorio es el análisis de superficiesde sólidos usando la retrodispersión de partículas. El experimento, que esde lo más sencillo, consiste en colocar a un ángulo de laboratorio grande undetector de barrera superficial que registra las partículas del haz que sufrenuna dispersión de Rutherford. El analizador de altura de pulsos da el espec'"tro de energías de las partículas dispersadas, y conociendo la cinemática dela dispersión, pueden identificarse los elementos que están en la superficiedel blanco bombardeado.

Un ejemplo puede verse en la figura 11, que es el espectro de proto"nes de 600 keV dispersados de un blanco de acero sólido sobre el cual se

FA70 Rickards et al

1'9.550E<~40KeV

f (MHz)

Rel' 37. 54 cm.

10

1'11.390E'4B4KeV

2000

6000

5000

4000

3000

2000

1000U;;!zW::J 9uWO

Oa:~ 4000::JZ

3000

1000Rel '37.59cm.

f(MHz)11 12

FIGURA 10

Fig. 10. Calibración del acelerador, empleando dos resonancias de energíasbien conocidas en la reacción 19 F (p, dy)160.

....

Laboratorio de colisiones •.•

Cuentos/ Canal.

10,000 -

Ep =600 '" eV

&Iob= 1650

Blanco: acero sólido con Sn evaporado.

........Sn

Fe

FA71

• 1 • I • I • I • I • I • t • I ••• I • I

o ~ 100 I • 1 • I • I

N" de canalFj~. J l. Espectro de protones cetrodispersados de un blanco sólido de acero

Con estaño depositado.

depositó una capa delgada de estaño por evaporación al vacío. La capa deestaño produce un pico que se identifica claramente. El acero grueso da elcontínuo de la figura, debido a que partículas dispersadas a diferentes pro-fundidades dentro del material emergen con distintas energías. Por lo tantoes posible obtener información sobre la composición del blanco y también so-bre su estructura hasta unas cuantas micras de espesor. Como se ve en lafigura, el método es particularmente útil para elementos pesados depositadossobre bases ligeras. Además, debido a la variación de la sección de ~uthcr-rord con el cuadrado del número atómico del elemento, el método es más sen-sible para elementos pesados.

c) Microanálisis usando los rayos :<. característicos producidos por par.tículas pesadas cargadas. Otro método para analizar la composición

química de materiales es la observación de los rayos X característicos de ca-da elemento cuando éste es bombardeado con un haz de partículas pesadas

FA72 Rid::ards et al

como protones o iones de helio. El detector de rayos X es de Si (Li) con unaresolución del orden de 235 eV para rayos X de 5.9 keV. Los pulsos de di-cho detector se amplifican y analizan en el analizador de ahura de pulsos, ysu tamaño dependiente de la energía de los rayos X, permite identificar elelemento.

El método tiene cierras ventajas sobre otros métodos analíticos con-vencionales. Primero el análisis de todos los elementos es simultáneo y rá.pido. Segundo, comparado con el método más tradicional de rayos X excita ...dos por electrones, es más limpio y más preciso por la ausencia de fondo de.bido a radiación de frenamicnto. Tercero, se detectan cantidades muy peque'"ñas de los elemencos. Cuarto, es no destructivo. Como ejemplo se puedever en la figura 12 un par de espectros obtenidos al bombardear diferentesmuestras de oro con el haz de protones del acelerador. La muestra de altapureza, muestra sólo los picos característicos de oro, mientras que la mon~-da contiene un contaminante, que por su energía se puede identificar como co-bre.

Au 99.99 %

Au LO(

Monedo de Au

Au Lo(

AuL~

Au LrCuK ••

Fig. 12. Espectros de rayos X producldos al bombardear dos distintas muestrasde oro, mostrando en un caso un conraminante.

Laboratorio de colisiones •.•

AGRADECIMIENTOS

F ,.\73

Quisiéramos expresar nuestro agradecimiento a aquellas personas einstituciones sin cuya ayuda y colaboración no hubiera sido posible llevar acabo este proyecto. Al Dr. Alonso Fernández G., que como Director del Ins.tituto de Física nos brindó todo su apoyo. Se agradece además la ayuda téc"nica de las siguientes personas: Arq. E. Peschard, J. George, J .M. Ramos,G. López, M. Feregrino y A. Morales M., G. Carrasco y S. Chávez. Fue degran utilidad un donativo de cables del Instituto Nacional de Energía Nuclear.

REFERENCIAS

l. 11. A. Enge, Focusing 01 Charged Par/ietes, Vol. n, Ed. A. Sep,ier(Academic Press, 1967) p. 203.

2. J. Lira, Diseño y Construcción de una Cámara de Dispersión.Tesis Profesional, Facultad de Ciencias, UNAM, 1970.

3. M. Mazari, Espectrógrafo Magnético para el Estudio de Reaccio1lesNucleares, Tesis Profesional, Facultad de Ciencias, UNAM, 1956.

RESUMEN

Se describe un laboratorio que ha sido montado recientemente para es.tudiar colisiones atómicas y aplicaciones de técnicas nucleares. El instru"mento principal es un acelerador Van de Graaff de 700 keV, al cual se aso.cia un imán selector de 3.75 uam-MeY. El equipo experimental incluye unacámara de dispersión, un espectrógrafo magnético, electrónica de pulsos y

una computadora en línea. Se presenta la calibración del acelerador, y algu.nos resultados de micro-análisis usando retrodispersión y excitación de ra-yos X.