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Publicação
A Double Crystal Spectrometer for High Precision X-Ray Spectroscopy of Fundamental Physics and Applications
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 2.26 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The European X-ray Spectrometry Association established in 2008 the Fundamental Pa rameter initiative with the aim of improving the measurements of fundamental X-ray
parameters. In detail, the goal of this initiative is to improve the reliability and precision
of atomic parameters related with the interaction of X-Ray radiation with matter. Aligned
with this initiative, a double crystal spectrometer (DCS) is being built at the LIBPhys-UNL
group, which will be able to measure fundamental parameters with competitive precision
and reliability.
In preparation for this high-precise data, this thesis is dedicated to the complete
simulation of the spectrometer system. With such a complex system and the need to
obtain the most precise and reliable results, a simulation with different layers of physics is
demanded. These layers would be for example, the physical processes of X-ray interaction,
or the geometry of the DCS. To address this task, several simulations were built or
modified not only from general particle tracking simulators, like Geant4 (with ROOT)
but also more simple home-made simulations (done in FORTRAN). The simulations were
tested for the physical processes used, guaranteeing that these simulations are ready to be
configured for the final experimental setup. Further investigation on quantum processes
that could be observed in experimental spectra was also performed, namely quantum
interference and angular distribution, with the aim of further improving the precision of
future measurements.
A Associação Europeia de Espetrometria de raios X estabeleceu em 2008 a iniciativa de Parâmetros Fundamentais com o objetivo de melhorar as medições de parâmetros fundamentais de raios X. Em pormenor, o objetivo desta iniciativa é melhorar a fiabilidade e precisão dos parâmetros atómicos relacionados com interações entre raios X e matéria. Alinhado com esta iniciativa, um espetrómetro de duplo cristal (DCS) está a ser construído no grupo LIBPhys-UNL, e terá a capacidade de medir parâmetros fundamentais com precisão e fiabilidade suficiente. Em preparação para estes dados de alta precisão, esta tese é dedicada à simulação completa do sistema do espetrómetro. Tendo em conta a elevada complexidade do sistema e a necessidade de obter os resultados mais precisos e fiáveis, requer-se uma simulação com várias camadas de física. Estas camadas seriam por exemplo, os processos de inte ração dos raios X, ou a geometria do DCS. Para abordar esta tarefa, várias simulações foram construídas ou modificadas não só utilizando simulações gerais de rastreamento de partículas, como o Geant4 (utilizando o ROOT) mas também com simulações caseiras mais simples (feitas em FORTRAN). Os processos físicos implementados nestas simulações foram testados, garantindo que as simulações estão prontas para serem configuradas para o sistema experimental final. Investigações adicionais relativamente a processos quânticos que poderão ser observados nos espetros medidos também foram feitas, nomeadamente interferência quântica e distribuição angular, com o objetivo de melhorar a precisão de medições posteriores.
A Associação Europeia de Espetrometria de raios X estabeleceu em 2008 a iniciativa de Parâmetros Fundamentais com o objetivo de melhorar as medições de parâmetros fundamentais de raios X. Em pormenor, o objetivo desta iniciativa é melhorar a fiabilidade e precisão dos parâmetros atómicos relacionados com interações entre raios X e matéria. Alinhado com esta iniciativa, um espetrómetro de duplo cristal (DCS) está a ser construído no grupo LIBPhys-UNL, e terá a capacidade de medir parâmetros fundamentais com precisão e fiabilidade suficiente. Em preparação para estes dados de alta precisão, esta tese é dedicada à simulação completa do sistema do espetrómetro. Tendo em conta a elevada complexidade do sistema e a necessidade de obter os resultados mais precisos e fiáveis, requer-se uma simulação com várias camadas de física. Estas camadas seriam por exemplo, os processos de inte ração dos raios X, ou a geometria do DCS. Para abordar esta tarefa, várias simulações foram construídas ou modificadas não só utilizando simulações gerais de rastreamento de partículas, como o Geant4 (utilizando o ROOT) mas também com simulações caseiras mais simples (feitas em FORTRAN). Os processos físicos implementados nestas simulações foram testados, garantindo que as simulações estão prontas para serem configuradas para o sistema experimental final. Investigações adicionais relativamente a processos quânticos que poderão ser observados nos espetros medidos também foram feitas, nomeadamente interferência quântica e distribuição angular, com o objetivo de melhorar a precisão de medições posteriores.
Descrição
Palavras-chave
Double Crystal Spectrometer X-Ray Fluorescence Spectroscopy Fundamental Physics High Precision Geant4 Synthetic Spectra