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Depósito de energía en LiF ante irradiación con partículas cargadas pesadas y su relación con la respuesta termoluminiscente del material.
Energy deposition in LiF by heavy charged particle irradiation and its relation to the thermoluminiscent response of the material
OLGA LETICIA AVILA AGUIRRE
MARIA ESTER BRANDAN SIQUES
Acceso Abierto
Atribución
Termoluminiscencia, Partículas pesadas (Física nuclear), Litio, Floruros, Método Monte Carlo, Perfiles de Dosis, Partículas de alto LET
Se describe el transporte de iones de baja energía y de sus electrones secundarios en LiF mediante un procedimiento de simulación Monte Carlo (MC) que considera explícitamente 1a naturaleza sólida del material. Como resultado de este procedimiento se obtienen curvas de distribución radial de dosis MC para helios y protones de varias energías entre 1 y 20 MeV /nucleón. Se utilizan modelos teóricos que relacionan la etapa inicial de depósito de energía con la emisión de luz termoluminiscente (TL) para predecir valores de eficiencia. Se aplica la teoría de estructura de trazas (TST) para obtener eficiencias TL relativas para la señal total de LiF de protones y helios respecto de radiación gamma usando las distribuciones radiales de dosis MC. Se compara con medidas recientes de eficiencia de alta transferencia lineal de energía (LET en inglés), lo que sugiere un valor óptimo de tamaño de volumen sensible entre 50 y 100 A. Se aplica la teoría de estructura de trazas modificada (TSTM) para obtener eficiencias TL relativas usando las distribuciones radiales de dosis MC y rayos-X de 8.1 keV como radiación de prueba. Las predicciones teóricas obtenidas con los dos modelos están enbuen acuerdo con los valores experimentales aunque las predicciones muestran una dependencia con la energía más fuerte que los datos. Se discute el papel de la energía de corte introducida en el procedimiento MC para generar electrones secundarios y su efecto en los resultados. Se obtienen valores del radio de saturación dela traza sugeridopor el modelo TSTM y se compara con predicciones de otro modelo. Se discute el efecto de 1a elección particular de la radiación de prueba en los resultados. Este trabajo incluye la naturaleza sólida de LiF en el cálculo de distribuciones radiales de dosis considerando en detalle las interacciones de los electrones secundarios en este material y particularmente a través de la función dieléctrica de LiF. Esta información es indispensable para el cálculo de eficiencias TL y puede ser esencial para la mejor comprensión de la termoluminiscencia en LiF inducida por partículas cargadas pesadas.
A description of low energy ion and secondary electron transport in LiF is performed by means of a Monte Carlo (MC) simulation which considers explicitely the solid state nature of the material. The procedure is used to obtain MC radial dose distributions for proton and helium ions at several energies between 1 and 20 MeV/nucleon incident on LiF. Models which relate the initial energy deposition to the final thermoluminescent (TL) emission are used to predict TL efficiencies. Track structure theory (TST) is applied to calculate proton-to-gamma and helium-to-gammarelative TL efficiencies using the MCradial dose distributions for the total signal of LiF. Comparison with recent high linear energy transfer (LET) efficiency measurements suggests an optimum value for the target size within the interval 50-100 A. Modified track structure theory (MTST) relative TL efficiencies were calculated using the MC radial dose distributions and 8.1 keV X-rays as test radiation. It is found that both theories show good agreement with the data , though both predict an energy dependence stronger than observed. The importance of the cutoff energy for secondary energy generation in the MC code is discussed. Values of the “saturation radius” suggested by the MTST are compared to values of core radius predicted by another model. The effect of the particular choice of test radiation in the MTST results is discussed. This work includes the solid state effects in the calculated radial dose distributions in LiF by considering in detail the interactions of secondary electrons in this material and particularly by means of introducing the LiF dielectric function. These calculations are necessary for the evaluation of efficiency values and may prove to be essential in the understanding of heavy charged particle induced thermoluminescence in LiF.
CICESE
2000
Tesis de doctorado
Español
Avila Aguirre, O. L.2000.Depósito de energía en LiF ante irradiación con partículas cargadas pesadas y su relación con la respuesta termoluminiscente del material.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.167 pp.
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Aparece en las colecciones: Tesis - Física de Materiales

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