Tese
Medidas do primeiro coeficiente de Townsend de ioniza????o em misturas gasosas utilizadas em microdosimetria
Measurements of the first Townsend ionization coefficient in gaseous mixtures employed in microdosimetry
Registro en:
10.11606/T.85.2017.tde-05052017-152207
Autor
PETRI, ANNA R.
Resumen
Microdos??metros gasosos geralmente empregam uma mistura gasosa equivalente ao tecido humano mole (Tissue-equivalent Gas TEG), composta de um hidrocarboneto, di??xido de carbono e nitrog??nio, de forma que o poder de freamento na mistura e no tecido sejam semelhantes. Entretanto, independentemente do hidrocarboneto adotado, dados tanto te??ricos como experimentais do primeiro coeficiente de Townsend de ioniza????o (α) nestas misturas s??o raros, ainda que a primeira TEG, cujo metano ?? o g??s majorit??rio, tenha sido proposta em 1956 por Rossi e Failla e continue sendo amplamente utilizada. Neste trabalho, dados do par??metro α em TEGs baseadas no metano (CH4 64,4%, CO2 32,4% e N2 3,2%) e nos is??meros do butano (C4H10 51,4%, CO2 42,3% e N2 6,3%) s??o apresentados pela primeira vez em geometria planar para a faixa de campo el??trico normalizado pela densidade do g??s (E/N) entre 100 290 Td (1 Td = 10-21 V.m2). O m??todo de medidas adotado baseia-se na t??cnica de Townsend pulsada, onde o primeiro coeficiente de Townsend pode ser determinando comparando a corrente el??trica no regime de avalanche e a corrente de ioniza????o prim??ria gerada pela incid??ncia de um feixe de laser de nitrog??nio em um eletrodo met??lico (catodo) de uma c??mara de geometria planar, sendo o anodo um eletrodo de alta resistividade (ρ=2??1010Ω.m). O aparato experimental, at?? ent??o operado apenas em press??o atmosf??rica, foi modificado para tamb??m trabalhar em baixa press??o (120 hPa), de modo a aumentar a faixa de E/N investigada. A valida????o do m??todo e das altera????es do sistema de detec????o foi realizada utilizando os tr??s gases componentes das TEGs cujos par??metros de transporte s??o amplamente estudados: o nitrog??nio, o di??xido de carbono e o metano. Observou-se que o par??metro na TEG com metano assemelha-se com os valores determinados para o metano puro. Na TEG baseada no isobutano, ele ?? compat??vel com o primeiro coeficiente de Townsend do di??xido de carbono para campos acima de 170 Td. J?? o par??metro na mistura com n-butano ?? intermedi??rio entre os valores obtidos para o di??xido de carbono e o nitrog??nio. Os resultados experimentais, dispon??veis em forma tabular, foram comparados com os simulados utilizando o programa Magboltz 2, evidenciando boa concord??ncia dentro da incerteza experimental. Funda????o de Amparo ?? Pesquisa do Estado de S??o Paulo (FAPESP) Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) IPEN/T Instituto de Pesquisas Energ??ticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP FAPESP: 02/04697-1; 07/50591-4; 09/51809-9