MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E DO ENSINO SUPERIOR INSTITUTO TECNOLÓGICO E NUCLEAR FÍSICA

Transcrição

1 Relatório da Missão A missão realizou-se em Florença, Itália, de 6 a 9 de Novembro de 2007, no âmbito do projecto POCI/CTM/60685/2004 MicroFEx: Microssonda em Feixe Externo. Dela participaram os Investigadores Rui M.C. da Silva, Luís M.C. Alves e Paula Alexandra Rodrigues, directamente envolvidos no projecto referido. Nesta, visitou-se o LABEC (Laboratorio di Tecniche Nucleari per i Beni Culturali), pertencente ao INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) para discussão de questões e soluções técnicas relativas ao desenvolvimento, instalação e utilização de um feixe externo usando uma microssonda nuclear. Foram discutidos os problemas de focagem do feixe, medição de carga e estruturas de suporte dos objectos a analisar, em particular as soluções de movimento grosseiro, movimento fino e precisão, opções de motorização e controlo. Discutiram-se ainda os sistemas de detecção utilizados e de fluxo de hélio, em comparação com as opções similares adoptadas e em uso no ITN. A instalação visitada explora um acelerador tandetron da HVEE (High Voltage Engineering Europe), de 3 MV, estando o feixe externo instalado em 3 das 6 linhas de feixe dedicadas à Análise por Feixe de Iões. Existe ainda uma linha dedicada à Espectrometria de Massa Acelerada Figura 1: Acelerador tandetron com as 6 linhas de IBA e a linha de AMS. As linhas 2, 3 e 4 são linhas de feixe interno, pelo que passamos à descrição das linhas de feixe externo. 1

2 Figura 2: Linha dedicada ao estudo de Bens Culturais. Linha 1: Linha dedicada à análise de Bens Culturais. Linha de feixe estático, em fase de implementação de sistema de varrimento Janela de extracção do feixe Si 3 N 4, Ø = 3 mm, espessura = 500 nm Dimensão do feixe sub-milimétrico Distância de trabalho ca. 10 mm Monitorização do feixe utilização de chopper 2 detectores Si(Li) para raios-x de baixas e altas energias e 1 detector HPGe para raios-γ Figura 3 e Figura 4: Pormenores do chopper utilizado para monitorização do feixe. 2

3 Figura 5: Linha de microfeixe externo. Linha 5: Linha de microfeixe externo. Exploração lateral da amostra por varrimento electromagnético do feixe Focagem através de sistema de dupleto de quadrupolos da Oxford Microbeams Janela de extracção do feixe Si 3 N 4, Ø = 2 mm, espessura = 100 nm Dimensão do feixe mínima de µm 2 Distância de trabalho ca. 2~3 mm Monitorização do feixe medição dos raios-x provenientes da janela de Si 3 N 4 3

4 Figura 6: Linha dedicada ao estudo de aerossóis. Linha 6: Linha dedicada ao estudo de aerossóis. Linha de feixe estático Janela de extracção do feixe Kapton, espessura = 8 µm Dimensão do feixe milimétrico Distância de trabalho ca. 3 mm Monitorização do feixe taça Faraday Outras características do sistema: 1. Existência de válvulas de corte rápido, nas 3 linhas de feixe externo. 2. Sistema de fluxo de hélio: o sistema de hélio está ligado aos detectores a partir das campânulas colocadas nestes e a partir das quais o hélio inunda a região de análise. É utilizado um fluxo de 4 L/min a 5 L/min. 3. Suporte: para a colocação dos objectos a analisar, na linha 1, é utilizado um sistema de deslocação XYZ, com actuadores manuais e motorizados. O suporte está permanentemente colocado no final da linha. 4

5 Figura 7: Sistema de posicionamento das amostras a analisar na linha 1. Na linha 5, o sistema é maioritariamente motorizado, sendo o posicionamento grosseiro actuado por 2 motores de cama de hospital (por disporem de movimento suave e serem uma solução pouco dispendiosa) para o posicionamento horizontal e rodas para deslocar todo o sistema até ao local da linha. Não é efectuado posicionamento grosseiro na direcção vertical. O posicionamento de precisão é actuado por motores de precisão nas 3 direcções. 5

6 Figura 8: Sistema de posicionamento das amostras a analisar na linha 5. Os Executantes da Missão Luís Manuel Cerqueira Alves Paula Alexandra Pinto Rodrigues (Investigador Auxiliar) (Bolseira) O Investigador Responsável Rui M.C. da Silva (Inv. Principal) 6