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
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
Número
Sección
Ciencias Nucleares
Esta obra está bajo licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0.
Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:
- Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación esta revista. Bajo esta licencia el autor será libre de:
- Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
- Adaptar — remezclar, transformar y crear a partir del material
- El licenciador no puede revocar estas libertades mientras cumpla con los términos de la licencia
Bajo las siguientes condiciones:
- Reconocimiento — Debe reconocer adecuadamente la autoría, proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de una manera que sugiera que tiene el apoyo del licenciador o lo recibe por el uso que hace.
- NoComercial — No puede utilizar el material para una finalidad comercial.
- No hay restricciones adicionales — No puede aplicar términos legales o medidas tecnológicas que legalmente restrinjan realizar aquello que la licencia permite.
- Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).
La Revista Nucleus solo aceptará contribuciones que no hayan sido previamente publicados y/o procesados, por otra publicación. Cualquier violación ese sentido será considerada una falta grave por parte del autor principal lo cual será objeto valoración por parte del Consejo Editorial, el cual dictaminará al respecto.
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
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