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Document Type: Dissertação
Title: Estudo do deslocamento do pico Compton em função do estado de preparação da amostra
Other Titles: Study of the Compton peak shift according to the state of preparation of the sample
Authors: Lira, Fabiano Sousa
Issue Date: 25-Feb-2019
Advisor: Maia, Ana Figueiredo
Co-advisor: Machado, Rogério
Resumo : As técnicas que utilizam raios X fornecem ferramentas importantes utilizadas para o desenvolvimento de estudos em vários campos, em destaque, na caracterização elementar de materiais. Dessa forma, existe hoje uma vasta gama de diferentes técnicas disponíveis para essa finalidade, sendo que entre os métodos analíticos confiáveis, rápidos, precisos e versáteis, estão aqueles baseados no uso da espectrometria de fluorescência de raios X (FRX). No entanto, esta técnica apresenta um limite de detecção no que diz respeito à análise química para elementos leves. Partindo dessa problemática, uma alternativa complementar à técnica de FRX é o estudo da radiação dos fótons espalhados por efeito Compton, levando em consideração que o perfil Compton fornece informações acerca da distribuição do momento do elétron espalhado. A escolha da geometria apropriada é crucial para a análise da radiação espalhada, sendo o espalhamento dependente do ângulo. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi estudar o deslocamento do pico Compton num espectrômetro de fluorescência de raios X em função do estado de preparação da amostra. Para tanto, esse trabalho consistiu na análise de oito amostras de grafite em pó de diferentes massas (espessuras) e duas amostras bulk (Al e Cu), com o intuito de analisar o deslocamento da posição do pico Compton Rh Kα para amostras com diferentes massas e densidades aparentes. Além disso, se buscou avaliar o comportamento do ângulo de espalhamento em relação à quantidade de massa, densidades aparente e superficial. Os resultados obtidos sugerem que valores menores de massa e de densidade podem levar à medida de ângulos de espalhamento efetivo maiores do que esperado teoricamente (108º), mas que tendem ao valor teórico com o aumento tanto da massa quanto da densidade. Para as amostras em pó de grafite, no entanto, mesmo para a maior massa utilizada, de 4,5 g, o ângulo observado foi de 113,2º, maior do que o esperado teoricamente. No que diz respeito às amostras bulk, observa-se, devido ao alto valor de densidade, um ângulo de espalhamento muito próximo ao esperado pela teoria.
Abstract: X-rays techniques are important tools used for studies in several fields, of which it can be stand out of material characterization. Thus, a wide range of different techniques are available today for this purpose, and those based on the use of X-ray fluorescence spectrometry (FRX) are among the most reliable, fast, accurate and versatile analytical methods. However, this technique presents detection limit for light elements chemical analysis. The study of the radiation of the photons scattered by Compton effect is a complementary alternative to the FRX technique, once the Compton profile provides information about the distribution of the scattered electron's momentum. However, the choice of appropriate geometry is crucial for the analysis of scattered radiation, because the scattering is dependent on the angle. Thus, the main objective of this work was to study the displacement of the Compton peak in a X-ray fluorescence spectrometer based on the state of preparation of the sample. This work consisted in the analysis of eight samples of graphite powder of different masses (thicknesses) and two bulk samples (Al and Cu), with the purpose of analyzing the shift of the position of the peak Compton Rh Kα for samples with different masses and apparent densities. In addition, the behavior of the effective scattering angle in relation to the amount of mass, apparent and superficial densities was evaluated. The results suggest that lower values of mass and density can lead to the measurement of effective scattering angles higher than theoretically expected (108º), but tending to the theoretical value with increasing both mass and density. For graphite powder samples, however, even for the largest mass used, 4.5 g, the observed angle was 112.2°, higher than theoretically expected. For the bulk samples, however, due to the high density, a scattering angle is very close to that expected by the theory.
Keywords: Matéria condensada
Amostragem
Grafita
Ondas eletromagnéticas
Raios X
Fluorescência
Ângulo de espalhamento efetivo
Deslocamento Compton
Fluorescência de Raios X
Sample
Effective scattering angle
Compton shift
X-ray fluorescence
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Language: por
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Física
Citation: LIRA, Fabiano Sousa. Estudo do deslocamento do pico Compton em função do estado de preparação da amostra. 2019. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2019.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/11548
Appears in Collections:Mestrado em Física

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