Cálculo por Monte Carlo del daño por desplazamientos de los átomos de carbono en materiales masivos basados en fullerenos c60 irradiados con rayos gamma

Contenido principal del artículo

Antonio Leyva Fabelo
Ibrahin Piñera Hernández
Diana Leyva Pernía
Carlos M. Cruz Inclán
Yamiel Abreu Alfonso

Resumen

Teniendo en cuenta las aproximaciones de McKinley-Feshbach y Kinchin-Pease se calcularon los comportamientos de las secciones eficaces de desplazamientos de los átomos de carbono en moléculas esféricas de fullereno C60, en función de la energía cinética de los electrones y positrones secundarios para dos valores de energía umbral de desplazamiento. También se calcularon el número total de desplazamientos atómicos generados de manera indirecta por los fotones en las muestras masivas de fullerenos C60 estudiadas. Además, se estudió el comportamiento de las contribuciones electrónicas y positrónicas, determinando sus dependencias con las energías de desplazamientoutilizadas y la energía de los fotones incidentes. Se presentan y debaten la distribución en profundidad de las contribuciones de los electrones y positrones, así como la relación entre ellos y el número total de desplazamientos. El aporte de la contribución de los positrones al número total de desplazamientos atómicos generados durante el proceso de interacción de los cuantos gamma de energías hasta 100 MeV con muestras masivas de fullerenos C60 se discutió lo que este resulta muy significativo.

Detalles del artículo

Cómo citar
Leyva Fabelo, A., Piñera Hernández, I., Leyva Pernía, D., Cruz Inclán, C. M., & Abreu Alfonso, Y. (1). Cálculo por Monte Carlo del daño por desplazamientos de los átomos de carbono en materiales masivos basados en fullerenos c60 irradiados con rayos gamma. Nucleus, (51). Recuperado a partir de http://nucleus.cubaenergia.cu/index.php/nucleus/article/view/560
Sección
Ciencias Nucleares

Citas

1. Progress in Nanotechnology: Applications. The American Ceramic Society. John Wiley & Sons, 2009.
2. FULEKAR MH. Nanotechnology: Importance and Applications. International Pvt Ltd., 2010.
3. AMBROSIO M, ARAMO C, CARILLO V, et. al. A novel photon detector made of silicon and carbon nanotubes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2010; 617(1-2): 378-380.
4. HEISTER E, NEVES V, LAMPRECHT C, et. al. Drug loading, dispersion stability, and therapeutic efficacy in targeted drug delivery with carbon nanotubes. Carbon. 2012; 50(2): 622-632.
5. KROTO H, HEATH JR, O'BRIEN S, et. al. C60: Buckminsterfullerene. Nature. 1985; 318(6042): 162-163.
6. Langa De La Puente F, Nierengarten JF. Fullerenes: Principles and Application. 2nd edition. RSC Publishing, 2011.
7. SAWAMURA M, KAWAI KI, MATSUO Y, et. al. Stacking of conical molecules with a fullerene apex into polar columns in crystals and liquid crystals. Nature. 2002; 419: 702- 705.
8. PARTHA R, CONYERS JL. Biomedical applications of functionalized fullerene-based nanomaterials. Int J Nanomedicine. 2009; (4): 261-275.
9. JOVANOVIC SP, MARKOVIC ZM, KLEUT DN, et. al. A novel method for the functionalization of gamma-irradiated single wall carbon nanotubes with DNA. Nanotechnology. 2009; 20(44): 4456021-4456028.
10. CATALDO F, GOBBINO M, RAGNI P. Radiation-induced trichloromethylation of C60 fullerene in carbon tetrachloride. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanoestructures, 2007; 15(5): 379-393.
11. BANHAR F. Irradiation effects in carbon nanostructures. Rep. Prog. Phys. 1999; 62(8): 1181-1221.
12. KWON J, MOTTA AT. Gamma displacement cross-sections in various materials. Annals Nucl Energy. 2000; 27(18): 1627-1642.
13. GERASIMOV GY. Radiation stability of carbon nanostructures. J Eng Phys Thermophys. 2010; 83(2): 393-400.
14. DMYTRENKO OP, KULISH NP, BELYI NM, et. al. Dose dependences of the optical properties of fullerene films subjected to the electron irradiation. Thin Solid Films. 2006; 495(1-2): 365-367.
15. CUI FZ, LI HD, HUANG X Y. Atomistic simulation of radiation damage to C60. Phys. Rev. B, 1994; 49(14): 9962-9965.
16. MCKINLEY WA, FESHBACH H. The coulomb scattering of relativistic electrons by nuclei. Phys. Rev. 1948; 74(12): 1759-1763.
17. PIÑERA I, Cruz CM, ABREU Y, LEYVA A. Monte Carlo simulation study of the positron contribution to displacements per atom production in YBCO superconductors. Nucl Instr and Meth in Phys Res B. 2008; 266(22): 4899-4902.
18. KINCHIN GH, PEASE RS. The displacement of atoms in solids by radiation. Rep. Prog. Phys. 1955; 18(1): 1-51.
19. PIÑERA I, CRUZ C, ABREU Y, et. al. Monte Carlo assisted classical method for the calculation of dpa distribution in solid materials. IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2008 NSS’08. 19-25 Oct. p. 2557-2560. doi: 10.1109/NSSMIC.2008.4774878.
20. ARTRU X, FOMINB SP, SHUL’GA NF, et. al. Carbon nanotubes and fullerites in highenergy and X-ray physics. Physics Reports. 2005; 412(2-3): 89-189.
[21] HENDRICKS JS, MCKINNEY GW, TRELLUE HR, et. al. MCNPXTM Version 2.6.B LAUR- 06-3248. Los Alamos National Laboratory Report, 2006.
22. OEN OS, HOLMES DK. Cross-sections of atomic displacements in solids by gamma rays. J. Appl. Phys. 1959; 30(8): 1289-1295.
23. ARCE P, RATO P, LAGARES JI. GAMOS: an easy and flexible framework for Geant4 simulations. IEEE Proc. Nuc. Sci. Symp. Conf. Rec. 2008. p.3162 - 3168. Art. no. 4775023