Como a composição química do solo afeta a interação da radiação

Como a composição química do solo afeta a interação da radiação

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O estudo dos parâmetros de interação da radiação em materiais complexos (por exemplo, solos) ganhou grande importância nas últimas décadas.  No entanto, poucos estudos têm abordado em detalhes como a interação da radiação é afetada pelas características químicas e físicas do solo, principalmente em regiões de clima tropical e subtropical.  O solo é um importante material amplamente utilizado na agricultura e na engenharia.  Conhecer as propriedades de interação com a radiação desse material é fundamental para entender seu papel em diferentes áreas das ciências aplicadas, como blindagem contra radiação, monitoramento ambiental e caracterização geológica.

O estudo intitulado “How Does the Soil Chemical Composition Affect Its Cross‐sections, Effective Atomic Number and Electron Density? Computer Simulation Analysis to Highlight the Radiation‐soil Interaction Processes” apresenta uma análise detalhada de como os parâmetros seções de choque atômica (?A),  molecular (?M) e eletrônica (?E) são afetados pela textura e composição química do solos. O número atômico efetivo (Zeff ) e a densidade eletrônica (Nel) também foram investigados.  Energias de fótons na faixa de energia de 10 a 1330 keV foram selecionadas.  O código XCOM foi escolhido para simular os parâmetros de interação de radiação.

Cinco solos com diferentes características físicas e composições de óxidos foram estudados.  Os resultados mostram uma forte dependência dos parâmetros de interação da radiação na composição elementar até 100 keV.  Após essa energia de fótons, fatores como abundância fracionária, por exemplo, tornam-se importantes para discriminar os solos.

Os parâmetros ?A, ?E e Zeff seguiram a mesma tendência da porcentagem dos óxidos Fe2O3 e TiO2 entre os solos, enquanto ?M e Nel apresentaram influência dos óxidos SiO2 e Al2O3.  Nossos resultados destacam que entender como a composição química influencia a interação da radiação em materiais complexos fornece informações que podem ser úteis em áreas como blindagem de radiação e análise e processamento de imagens, que são baseadas em dados de interação de radiação.

O artigo é assinado pelos pesquisadores Ms. Mário A. Camargo, Ms. Karuane S. Kodum e Dr. Luiz F. Pires. Os dois primeiros são doutorandos vinculados ao grupo FASCA. O trabalho foi publicado no Brazilian Journal of Physics, a revista mais importante da área no Brasil.

O estudo foi parcialmente financiado com recursos do CNPq e da Capes.