Emisión gamma inducida por partículas

La espectroscopia de emisión de rayos gamma inducida por partículas (PIGE) es una forma de análisis de reacciones nucleares , una de las técnicas analíticas de película delgada de análisis de haces de iones .

Tecnología

Normalmente, un haz de protones de MeV se dirige a una muestra que puede tener decenas de micras de espesor, y los protones rápidos pueden excitar los núcleos objetivo de tal manera que se emiten rayos gamma. Estos pueden usarse para caracterizar la muestra. Por ejemplo, el sodio en el vidrio es de gran importancia, pero puede ser difícil de medir de forma no destructiva: la fluorescencia de rayos X (XRF) y la emisión de rayos X inducida por partículas (PIXE) son sensibles solo a las pocas micras superficiales de la muestra debido a la baja energía (y el consiguiente alto coeficiente de absorción) de los rayos X Na K (1,05 keV). Pero, por ejemplo, la reacción ²³ Na(p,p'γ) ²³ Na tiene una sección transversal alta y relativamente bien conocida (ver el sitio "IBANDL" del OIEA ^{[ 1 ]} ) y, por lo tanto, se usa frecuentemente para determinar el contenido de sodio en el volumen de los vidrios, ya que la energía gamma (440 keV) es tan alta que prácticamente no hay absorción. El OIEA ha patrocinado el desarrollo de una base de datos de secciones transversales de PIGE. ^{[ 2 ]}

Aplicaciones

PIGE se ha utilizado para detectar flúor total como herramienta de cribado para sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS). ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Referencias

↑ "IBANDL" . www-nds.iaea.org . Consultado el 1 de abril de 2023 .
^ Dimitriou, P.; Becker, H.-W.; Bogdanović-Radović, I.; Chiari, M.; Goncharov, A.; Jesús, AP; Kakuee, O.; Beso, Arizona; Lagoyannis, A.; Raisänen, J.; Strivay, D.; Zucchiatti, A. (2016). "Desarrollo de una base de datos de referencia para espectroscopia de emisión de rayos gamma inducida por partículas" . Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección B: Interacciones de haces con materiales y átomos . 371 : 33– 36. Código bibliográfico : 2016NIMPB.371...33D . doi : 10.1016/j.nimb.2015.09.052 . hdl : 2268/200104 .
↑ Ritter, Evelyn E.; Dickinson, Margaret E.; Harron, John P.; Lunderberg, David M.; DeYoung, Paul A.; Robel, Alix E.; Field, Jennifer A.; Peaslee, Graham F. (septiembre de 2017). "PIGE como herramienta de cribado para sustancias perfluoradas y polifluoradas en papeles y textiles" . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms . 407 : 47–54 . Bibcode : 2017NIMPB.407...47R . doi : 10.1016/j.nimb.2017.05.052 .
^ Tighe, Meghanne; Jin, Yukun; Whitehead, Heather D.; Hayes, Kathleen; Liberman, María; Pannu, Meeta; Plumlee, Megan H.; Peaslee, Graham F. (10 de diciembre de 2021). "Detección de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas en agua con espectroscopia de emisión de rayos gamma inducida por partículas". ACS ES&T Agua . 1 (12): 2477– 2484. doi : 10.1021/acsestwater.1c00215 . S2CID 244412099 .
↑ Tokranov, Andrea K.; Nishizawa, Nicole; Amadei, Carlo Alberto; Zenobio, Jenny E.; Pickard, Heidi M.; Allen, Joseph G.; Vecitis, Chad D.; Sunderland, Elsie M. (2019-01-08). "¿Cómo medimos las sustancias poli- y perfluoroalquiladas (PFAS) en la superficie de los productos de consumo?" . Environmental Science & Technology Letters . 6 (1): 38– 43. Bibcode : 2019EnSTL...6...38T . doi : 10.1021/acs.estlett.8b00600 . PMC 7713715 . PMID 33283017 .

[1] "IBANDL" . www-nds.iaea.org . Consultado el 1 de abril de 2023 .

[2] Dimitriou, P.; Becker, H.-W.; Bogdanović-Radović, I.; Chiari, M.; Goncharov, A.; Jesús, AP; Kakuee, O.; Beso, Arizona; Lagoyannis, A.; Raisänen, J.; Strivay, D.; Zucchiatti, A. (2016). "Desarrollo de una base de datos de referencia para espectroscopia de emisión de rayos gamma inducida por partículas" . Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección B: Interacciones de haces con materiales y átomos . 371 : 33– 36. Código bibliográfico : 2016NIMPB.371...33D . doi : 10.1016/j.nimb.2015.09.052 . hdl : 2268/200104 .

[3] Ritter, Evelyn E.; Dickinson, Margaret E.; Harron, John P.; Lunderberg, David M.; DeYoung, Paul A.; Robel, Alix E.; Field, Jennifer A.; Peaslee, Graham F. (septiembre de 2017). "PIGE como herramienta de cribado para sustancias perfluoradas y polifluoradas en papeles y textiles" . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms . 407 : 47–54 . Bibcode : 2017NIMPB.407...47R . doi : 10.1016/j.nimb.2017.05.052 .

[4] Tighe, Meghanne; Jin, Yukun; Whitehead, Heather D.; Hayes, Kathleen; Liberman, María; Pannu, Meeta; Plumlee, Megan H.; Peaslee, Graham F. (10 de diciembre de 2021). "Detección de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas en agua con espectroscopia de emisión de rayos gamma inducida por partículas". ACS ES&T Agua . 1 (12): 2477– 2484. doi : 10.1021/acsestwater.1c00215 . S2CID 244412099 .

[5] Tokranov, Andrea K.; Nishizawa, Nicole; Amadei, Carlo Alberto; Zenobio, Jenny E.; Pickard, Heidi M.; Allen, Joseph G.; Vecitis, Chad D.; Sunderland, Elsie M. (2019-01-08). "¿Cómo medimos las sustancias poli- y perfluoroalquiladas (PFAS) en la superficie de los productos de consumo?" . Environmental Science & Technology Letters . 6 (1): 38– 43. Bibcode : 2019EnSTL...6...38T . doi : 10.1021/acs.estlett.8b00600 . PMC 7713715 . PMID 33283017 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]