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Document Type: Monografia
Title: Caracterização física de partículas de radiação através de uma câmara de nuvens de difusão
Authors: Costa, David Goes
Issue Date: 25-Sep-2025
Advisor: Machado, Fabiano Rabelo
Resumo : A radiação nuclear é um fenômeno ligado à natureza quântica dos processos que ocorrem no núcleo atômico, que leva à liberação de diferentes partículas, buscando levar núcleos a um estado de menor energia. As escalas de energia envolvidas nesse processo são da ordem de 106 eV, de modo que a partícula que surge no decaimento carrega essa grandeza de energia. Devido às diversas aplicações e riscos ligados à interação das partículas com o ambiente e os seres vivos, é de imensa importância a caracterização das emissões de nuclídeos radioativos. Neste trabalho, buscou-se construir uma câmara de nuvens de difusão, permitindo a observação de trilhas deixadas pela passagem de partículas de radiação no meio. Para chegar a uma versão funcional da câmara, foram testados diferentes arranjos do aparato, agentes refrigerantes e substâncias para a formação de nuvens. As fontes de radiação colimada utilizadas neste trabalho foram do tipo alfa, de amerício-241, e do tipo beta, de césio-137. A caracterização das partículas ocorreu de forma qualitativa a partir da análise de imagens gravadas de suas trilhas, mostrando grande diferença nas taxas de deposição de energia, assim como massa, entre partículas alfa e beta. A partir do uso de dados disponíveis na literatura sobre a taxa de deposição de energia destas partículas em um meio similar ao da câmara, também foi possível calcular a energia cinética inicial das partícula alfa, cuja distribuição de frequência para pequenos intervalos de tempo se assemelha àquela esperada para os níveis de energia quantizados do núcleo de amerício-241, com perda aparente de energia ao longo do tempo de operação sendo possivelmente devido a interações das partículas com o ambiente da câmara em mudança.
Abstract: Nuclear radiation is a phenomenon linked to the quantum nature of the processes occurring in the atomic nucleus, which leads to the release of various particles, aiming to bring nuclei to a state of lower energy. The energy scales involved in this process are on the order of 106 eV, so the particle that emerges from the decay carries this magnitude of energy. Due to the diverse applications and risks associated with the interaction of such particles with the environment and living beings, characterizing the emissions of radioactive nuclides is of immense importance. This work sought to build a diffusion cloud chamber, allowing the observation of trails left by the passage of radiation particles through the medium. To arrive at a functional version of the chamber, different arrangements of the apparatus, cooling agents and substances for cloud formation were tested. The radiation sources used in this work were collimated alpha radiation, from americium-241, and beta radiation, from cesium-137. The particle characterization was performed qualitatively through analysis of recorded images of their tracks, which showed significant differences in the energy deposition rates, as well as mass, between alpha and beta particles. Using literature data on the energy deposition rates of these particles in a medium similar to that of the chamber, it was also possible to calculate the initial kinetic energy of the alpha particles, whose frequency distribution for small time intervals resembles that expected for the quantized energy levels of the americium-241 nucleus, with apparent energy loss over the operating time of the apparatus possibly due to the particles’ interactions with the changing chamber environment.
Keywords: Radiação nuclear
Decaimento radioativo
Espectro de energia de decaimento
Câmara de nuvens de difusão
Nuclear radiation
Radioactive decay
Decay energy spectrum
Diffusion cloud chamber
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Department: DFCI - Departamento de Física – Física – Itabaiana - Presencial
Citation: COSTA, David Goes. Caracterização física de partículas de radiação através de uma câmara de nuvens de difusão. 2025. 58 f. TCC (Graduação em Física) – Universidade Federal de Sergipe, Itabaiana, 2025.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/24019
Appears in Collections:Física

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