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TécnicasDeAnálisisYModificaciónDeMaterialesConHacesDeIones

Técnicas de análisis y modificación de materiales con haces de iones

Entre los servicios que el CNA presta se encuentra el Servicio de Medidas IBA (Ion beam Analysis), realizado por miembros de la Unidad de Investigación de Técnicas de Análisis y Modificación de Materiales con Haces de Iones. Con las técnicas IBA como PIXE (Particle Induced X-ray Emission), RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry), NRA (Nuclear Reaction Analysis), PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission), ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis), etc, ofertadas en este perfil, la mayoría no destructivas, se puede obtener, dependiendo de la muestra, información sobre:

• Composición química elemental de cualquier muestra sólida o en polvo.
• Distribución de los distintos elementos que componen una muestra con resolución espacial de hasta 3 µm, mapas 2D multielementales.
• Composición, estequiometría y espesor de láminas finas y multicapas desde 10¹⁴atm/cm² hasta micrómetros. Recubrimientos, dorados, materiales laminados, ciencia de materiales.
• Detección y cuantificación de impurezas. Dependiendo de la muestra se pueden lograr hasta decenas de ppm (mg/kg).
• Implantación de iones en materiales.

La variedad de experimentos es muy alta, habiéndose realizado estudios de ciencia de materiales, medio ambiente, patrimonio cultural y biológico, biomedicina, electrónica, etc.

Para el desarrollo de estas técnicas el CNA cuenta con dos de sus aceleradores:

• El Tandem Van de Graaff de 3MV con tres fuentes de iones (Alphatross, SNICSII, Duoplasmatron) para la producción de protones y deuterones desde 800 keV hasta 6 MeV, partículas alfa hasta 9MeV y otros iones más pesados. Para el bombardeo de los iones se pueden elegir varias líneas de irradiación dependiendo de las características del experimento: tamaño e intensidad del haz, tamaño y características de la muestra, detectores necesarios, etc.
• El ciclotrón Cyclone 18/9, para la producción de protones de 18 MeV y deuterio de 9 MeV. Se dispone de una línea de haz externo con equipos de diferentes características adaptables en función del experimento que se pretenda realizar.

Ventajas de las técnicas IBA:

• Son técnicas generalmente no destructivas, por lo que son muy apreciadas en el campo del patrimonio cultural y en aquellas muestras a las que deba aplicárseles otras técnicas de estudio.
• PIXE es una técnica analítica multi-elemental, por lo que no es necesario la elección de determinados elementos para su cuantificación.
• Los análisis suelen ser en general rápidos permitiendo el estudio de un número considerable de muestras en poco tiempo.
• En principio no existe límite de tamaño de la muestra, aunque depende del experimento concreto.
• Posibilidad de micro-haz para el análisis de muestras muy pequeñas como circuitos electrónicos, joyas, muestras biológicas, etc.
• Posibilidad de adquirir mapas 2D de distribución de elementos en muestras pequeñas.
• Posibilidad de análisis en atmósfera de aire o helio.

El CNA dispone de personal cualificado para el apoyo y desarrollo de los experimentos, tests o análisis que grupos de investigación o empresas quieran realizar. Desde 1997 se desarrolla en el CNA una variada investigación que viene siendo apoyada por numerosos proyectos de investigación, publicaciones científicas y participaciones en congresos internacionales. Asimismo, los equipos y técnicas están en constante renovación, mejora y desarrollo en función de las necesidades de los usuarios del CNA. Cualquier propuesta de experimento debe ser aceptada por el Comité Científico del CNA para su realización.

Puede consultar más datos sobre esta oferta en la web del CNA (www.cna.us.es) y contactando con Inés Ortega Feliu (iofeliu@us.es)