Caracterização espectroscópica de plasma de molibdênio gerado por ablação a laser em alvo metálico

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Emmanuela Melo de Andrade Sternberg
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Ablação; Molibdênio; Separação isotópica por laser; Espectroscopia; Óptica; Física
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3078

Pesquisas sobre plasmas de molibdênio gerados por ablação a laser vêm se intensificando nos últimos anos. O interesse na caracterização deste tipo de material se deve à variedade de aplicações, dentre elas a utilização do radioisótopo 99Mo em Medicina Nuclear. Neste trabalho foi realizado o estudo espectroscópico das propriedades fundamentais do plasma de molibdênio gerado por ablação a laser, visando separação isotópica para aplicação do 99Mo como traçador em exames de tomografia.Foi avaliada a utilização de dois lasers Nd:YAG: o Avia 355-X Coherent emitindo em 355 nm, e outro Hawk-532-40-M Quantronix emitindo em 532 nm, além dos efeitos da pressão no meio em que o plasma se expande, no processo de ablação de molibdênio e nas propriedades fundamentais do plasma gerado.Os valores de velocidade de expansão e tempo de vida do plasma calculados, para as condições de expansão à pressão atmosférica e no vácuo, foram aproximadamente os mesmos, em torno de 4,5 km/s e 150 ns, respectivamente. A temperatura eletrônica calculada é de cerca de 5000 K, atinge seu valor máximo na porção central da pluma de plasma e aumenta com o aumento da pressão do meio em que a pluma se expande. A densidade eletrônica na parte central da pluma possui ordem de grandeza aproximada à densidade do sólido, 1018 cm-3. O parâmetro de impacto do elétron para o molibdênio foi calculado obtendo o valor igual a 0,017 nm para a temperatura em torno de 8000 K. Além das propriedades do plasma, foi avaliada a dinâmica de expansão do plasma nas situações de expansão à pressão atmosférica e no vácuo, de modo que foi verificado que no estágio inicial da evaporação do metal, as emissões se devem principalmente a transições eletrônicas relacionadas a átomos ionizados, passando por emissões devido a transições entre átomos neutros excitados na porção central da pluma, e as emissões evoluem para transições para o estado fundamental no estágio final da pluma. Um dos pontos a atentar é que no caso de ablação no ar, as linhas de átomos ionizados decaem muito antes que cesse a emissão luminosa do plasma, enquanto no vácuo, tais linhas permanecem até o fim da emissão do plasma. De posse dos resultados obtidos, conclui-se que a geração do jato metálico a partir de ablação a laser tem potencial para a aplicação dos métodos de separação isotópica propostos no projeto de produção do 99Mo, através de métodos eletromagnéticos utilizando a parte ionizada da pluma ou a fotoionização seletiva para o jato neutro, para fabricação de radiofármacos.