965 resultados para uranium ions
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Highly anisotropic, beam-like neutron emission with peak flux of the order of 10^9 n/sr was obtained from light nuclei reactions in a pitcher–catcher scenario, by employing MeV ions driven by subpetawatt laser. The spatial profile of the neutron beam, fully captured for the first time by employing a CR39 nuclear track detector, shows a FWHMdivergence angle of ~70 deg, with a peak flux nearly an order of magnitude higher than the isotropic component elsewhere. The observed beamed flux of neutrons is highly favourable for a wide range of applications, and indeed for further transport and moderation to thermal energies. A systematic study employing various combinations of pitcher–catcher materials indicates the dominant reactions being d(p, n+p)1Hand d(d,n)3He. Albeit insufficient cross-section data are available for modelling, the observed anisotropy in the neutrons’ spatial and spectral profiles are most likely related to the directionality and high energy of the projectile ions.
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All-optical approaches to particle acceleration are currently attracting a significant research effort internationally. Although characterized by exceptional transverse and longitudinal emittance, laser-driven ion beams currently have limitations in terms of peak ion energy, bandwidth of the energy spectrum and beam divergence. Here we introduce the concept of a versatile, miniature linear accelerating module, which, by employing laser-excited electromagnetic pulses directed along a helical path surrounding the laser-accelerated ion beams, addresses these shortcomings simultaneously. In a proof-of-principle experiment on a university-scale system, we demonstrate post-acceleration of laser-driven protons from a flat foil at a rate of 0.5 GeVm^-1, already beyond what can be sustained by conventional accelerator technologies, with dynamic beam collimation and energy selection. These results open up new opportunities for the development of extremely compact and cost-effective ion accelerators for both established and innovative applications.
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Photoionization cross section calculations on the halogen-like ions; Kr + and Xe + have been performed for a photon energy range from each ion threshold to 15 eV, using large-scale close-coupling calculations within the Dirac--Coulomb R -matrix approximation. The results from our theoretical work are compared with recent measurements made at the ASTRID merged-beam set-up at the University of Aarhus in Denmark and from the Fourier transform ion cyclotron resonance trap method at the SOLEIL synchrotron radiation facility in Saint-Aubin, France Bizau et al (2011 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44 055205) and the advanced light source M{ü}ller (2012 private communication), Aguliar et al (2012 J. Phys.: Conf. Ser . at press). For each of these complex ions our theoretical cross section results over the photon energy range investigated are seen to be in excellent agreement with experiment. Resonance energy positions and quantum defects of the prominent Rydberg resonances series identified in the spectra are compared with experiment for these complex halogen-like ions.
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Inelastic electron scattering from light atomic species is of fundamental importance and has significant applications in fusion-plasma modeling. Therefore, it is of interest to apply advanced nonperturbative, close-coupling methods to the determination of electron-impact excitation for these atoms. Here we present the results of R matrix with pseudostate (RMPS) calculations of electron-impact excitation cross sections through the n=4 terms in Be, Be+, Be2+, and Be3+. In order to determine the effects of coupling of the bound states to the target continuum in these species, we compare the RMPS results with those from standard R-matrix calculations. In addition, we have performed time-dependent close-coupling calculations for excitation from the ground and the metastable terms of Be+ and the metastable term of Be3+. In general, these results are found to agree with those from our RMPS calculations. The full set of data resulting from this work is now available on the Oak Ridge National Laboratory Controlled Fusion Atomic Data Center web site, and will be employed for collisional-radiative modeling of Be in magnetically confined plasmas.
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Electron-impact ionization and recombination cross sections and rate coefficients are calculated for M-shell Ar atomic ions using a configuration-average distorted-wave method. The electron-impact ionization calcula- tions are for all atomic ions in the Ar isonuclear sequence. Ionization contributions include both direct ioniza- tion and excitation-autoionization processes. Good agreement is found between theory and experimental crossed-beam measurements for moderately charged ion stages. Comparisons are made with previous theoret- ical calculations where possible.We also generate rate coefficients for neutral argon ionization, based on recent R-matrix with pseudostates calculations. Electron-impact dielectronic recombination is calculated for all M-shell ions of argon. For Ar6+ and Ar7+ the current theoretical results agree well with previous level-resolved distorted-wave calculations. In order to compare with published ionization balance results our dielectronic recombination data are combined with literature values for the higher ion stages and with recent radiative recombination data for all the ion stages. We find significant differences in our equilibrium fractional abun- dances for the M-shell ions, compared with literature values. We relate these differences to the underlying atomic data.
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Electron-impact excitation collision strengths for transitions between all singly excited levels up to the n = 4 shell of helium-Eke argon and the n = 4 and 5 shells of helium-like iron have been calculated using a radiation-damped R-matrix approach. The theoretical collision strengths have been examined and associated with their infinite-energy limit values to allow the preparation of Maxwell-averaged effective collision strengths. These are conservatively considered to be accurate to within 20% at all temperatures, 3 x 10(5)-3 x 10(8) K forAr(16+) and 10(6)-10(9) K for Fe24+. They have been compared with the results of previous studies, where possible, and we find a broad accord. The corresponding rate coefficients are required for use in the calculation of derived, collisional-radiative, effective emission coefficients for helium-like lines for diagnostic application to fusion and astrophysical plasmas. The uncertainties in the fundamental collision data have been used to provide a critical assessment of the expected resultant uncertainties in such derived data, including redistributive and cascade collisional-radiative effects. The consequential uncertainties in the parts of the effective emission coefficients driven by excitation from the ground levels for the key w, x, y and z lines vary between 5% and 10%. Our results remove an uncertainty in the reaction rates of a key class of atomic processes governing the spectral emission of helium-like ions in plasmas.
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Experimental and theoretical results are reported for photoionization of Ta-like (W+) tungsten ions. Absolute cross sections were measured in the energy range 16–245 eV employing the photon–ion merged-beam setup at the advanced light source in Berkeley. Detailed photon-energy scans at 100 meV bandwidth were performed in the 16–108 eV range. In addition, the cross section was scanned at 50 meV resolution in regions where fine resonance structures could be observed. Theoretical results were obtained from a Dirac–Coulomb R-matrix approach. Photoionization cross section calculations were performed for singly ionized atomic tungsten ions in their 5s25p65d4(5D)6s 6Dj. J = 1/2, ground level and the associated excited metastable levels with J = 3/2, 5/2, 7/2 and 9/2. Since the ion beams used in the experiments must be expected to contain long-lived excited states also from excited configurations, additional cross-section calculations were performed for the second-lowest term, 5d56Sj, J = 5/2, and for the 4F term, 5d36s2 4Fj, with J = 3/2, 5/2, 7/2 and 9/2. Given the complexity of the electronic structure of W+ the calculations reproduce the main features of the experimental cross section quite well.
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To test the validity of classical trajectory and perturbative quantal methods for electron-impact ionization of H-like ions from excited states, we have performed advanced close-coupling calculations of ionization from excited states in H, Li 2+ and B 4+ using the R -matrix with pseudo states and the time-dependent close-coupling methods. Comparisons with our classical trajectory Monte Carlo (CTMC) and distorted-wave (DW) calculations show that the CTMC method is more accurate than the DW method for H, but does not improve with n and grows substantially worse with Z , while the DW method improves with Z and grows worse with n .
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Absolute cross-section measurements for valence-shell photoionization of Ar + ions are reported for photon energies ranging from 27.4 eV to 60.0 eV. The data, taken by merging beams of ions and synchrotron radiation at a photon energy resolution of 10 meV, indicate that the primary ion beam was a statistically weighted mixture of the 2P o3/2 ground state and the 2P o1/2 metastable state of Ar +. Photoionization of this Cell-like ion is characterized by multiple Rydberg series of autoionizing resonances superimposed on a direct photoionization continuum. Observed resonance lineshapes indicate interference between indirect and direct photoionization channels. Resonance features are spectroscopically assigned and their energies and quantum defects are tabulated. The measurements are satisfactorily reproduced by theoretical calculations based on an intermediate coupling semi-relativistic Breit-Pauli approximation.
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High-resolution photoionization measurements of Xe + ions have been performed at the Advanced Light Source in Berkeley, California, USA. The experimental cross sections are compared with results from Dirac-Coulomb R-matrix calculations.
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Astrophysics is driven by observations, and in the present era there are a wealth of state-of-the-art ground-based and satellite facilities. The astrophysical spectra emerging from these are of exceptional quality and quantity and cover a broad wavelength range. To meaningfully interpret these spectra, astronomers employ highly complex modelling codes to simulate the astrophysical observations. Important input to these codes include atomic data such as excitation rates, photoionization cross sections, oscillator strengths, transition probabilities and energy levels/line wavelengths. Due to the relatively low temperatures associated with many astrophysical plasmas, the accurate determination of electron-impact excitation rates in the low energy region is essential in generating a reliable spectral synthesis. Hence it is these atomic data, and the main computational methods used to evaluate them, which we focus on in this publication. We consider in particular the complicated open d- shell structures of the Fe-peak ions in low ionization stages. While some of these data can be obtained experimentally, they are usually of insufficient accuracy or limited to a small number of transitions.
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Accurate determination of electron excitation rates for the Fe-peak elements is complicated by the presence of an open 3d-shell in the description of the target ion, which can lead to hundreds of target state energy levels. Furthermore, the low energy scattering region is dominated by series of Rydberg resonances, which require a very fine energy mesh for their delineation. These problems have prompted the development of a suite of parallel R-matrix codes. In this work we report recent applications of these codes to the study of electron impact excitation of Ni III and Ni IV.
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Charge changing processes of MeV ions penetrating through liquid spray is confirmed to be abundant source of various energetic negative ion and neutral atom beams its generic nature is demonstrated.
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Os riscos dos resíduos provenientes da extração do urânio estão associados ao seu conteúdo em metais e radionuclídeos, o que levanta preocupações às autoridades governamentais e à população em geral. As populações humanas e outras espécies animais que vivem em zonas de exploração de urânio poderão estar expostas à radiação através de resíduos e poeiras radioactivase também através de água e alimentos contaminados. A determinação dos riscos deste tipo de contaminantes é feita, principalmente, através da análise química de amostras ambientais, dando-se menos importância à determinação de efeitos biológicos. A determinação de efeitos biológicos causados pela exposição a poluentes, tem-se revelado muito importante para uma avaliação da qualidade ambiental, de modo a providenciar indicações acerca dos efeitos negativos nos seres vivos e também para complementar a informação dada pelas análises químicas de amostras ambientais. Este facto levou ao estabelecimento de biomarcadores, que consistem em respostas biológicas adversas que são específicas de uma exposição a toxinas ambientais, para serem usadas como ferramentas de avaliação da qualidade ambiental. Neste trabalho foram analisadas respostas a nível molecular e celular, em minhocas, ratinhos do campo e humanos, a fim de determinar o risco químico e radiológico dos resíduos provenientes da mina de urânio da Cunha Baixa. Este trabalho teve também como objectivo a clarificação das respostas subjacentes à exposição a metais e radionuclídeos, a fim de permitir o desenvolvimento de potenciais novos biomarcadores moleculares. Durante este trabalho foram efectuados ensaios com minhocas, em que estas foram expostas durante 56 dias a solo contaminado proveniente da mina de urânio da Cunha Baixa, em laboratório e in situ. Durante a exposição foram analisados vários parâmetros, como o crescimento, reprodução, bioacumulação de metais e radionuclídeos, histopatologia, danos no DNA, citotoxicidade e perfil de expressão genética. Para além disso, foram amostrados ratinhos do campo na mina de urânio da Cunha Baixa e numa área de referência para determinação de danos no DNA, níveis de expressão e mutações em genes supressores de tumores e também bioacumulação de metais. Por fim, foram recolhidas amostras de sangue em voluntários saudáveis pertencentes à população da aldeia da Cunha Baixa, para determinação de danos no DNA, imunofenotipagem e quantificação de metais no sangue. Os resultados revelaram que as minhocas assim como os ratinhos do campo foram negativamente afetados pela exposição aos resíduos mineiros em todos os níveis de organização biológica aqui analisados, o que faz destes organismos bons indicadores para a determinação do risco destas áreas contaminadas, evidenciando o potencial risco da exposição a estes contaminantes. Para além disso, o estudo feito à população da Cunha Baixa revelou danos no ADN e diminuição de populações importantes de células imunitárias (nomeadamente linfócitos T e NK), o que poderá resultar da exposição aos resíduos da mina, tornando as pessoas mais susceptíveis ao desenvolvimento de processos de carcinogénese. O presente estudo contribuiu significativamente para a caracterização dos riscos da exposição a resíduos provenientes de minas de urânio abandonadas, evidenciando os seus efeitos negativos a nível molecular e celular, que potencialmente poderão causar instabilidade genómica e aumentar o risco de desenvolvimento de doenças genéticas.
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Em Portugal, o tirame é um dos fungicidas mais utilizados, cujas vendas aumentaram significativamente nos últimos anos, sendo também um dos fungicidas mais utilizados em todo o mundo. No entanto, em comparação com outros pesticidas, existe falta de informação na literatura sobre o seu comportamento em sistemas ambientais, nomeadamente, no que diz respeito à sua degradação no solo ou em águas e produtos a que dá origem. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência das substâncias húmicas e iões cobre no comportamento e destino do tirame no meio ambiente. Foram realizados vários estudos para analisar o comportamento do tirame em solos com diferentes conteúdos de matéria orgânica e de iões cobre, e em águas naturais, estudando como as substâncias húmicas, os iões cobre e a luz solar podem afetar a sua degradação. Os estudos de adsorção-desadsorção do tirame nos solos revelaram que a matéria orgânica do solo e o conteúdo de cobre afetavam os processos de adsorção-desadsorção do tirame, influenciando a sua lixiviação e persistência no solo. De facto, verificou-se que o teor de cobre do solo tinha um efeito bastante marcante no processo de adsorçãodesadsorção do tirame. Verificou-se a ocorrência de reações entre o tirame e os iões cobre, cuja extensão durante os estudos de adsorção pode ser fortemente dependente do teor de cobre do solo e da concentração inicial de tirame em solução. Assim, a escolha do tempo de equilíbrio em estudos de adsorção e a determinação das isotérmicas de adsorção ao solo torna-se uma tarefa difícil. Além disso, os complexos formados com o cobre existente no solo são persistentes, não sendo facilmente lixiviados para as águas subterrâneas. Conclui-se que os iões cobre(II) podem contribuir para a imobilização do tirame no solo e o aumento da persistência dos seus resíduos ligados ao cobre. A partir de estudos de recuperação do tirame em águas naturais verificou-se a ocorrência de uma rápida degradação do tirame, devido provavelmente aos iões metálicos, nomeadamente, iões cobre. Verificou-se que dependendo da razão tirame:Cu podiam ocorrer dois processos: (i) complexação entre o tirame e o cobre, quando não há excesso de iões cobre, sendo o complexo formado mais persistente que o tirame; (ii) ou, quando há um grande excesso de iões cobre, a degradação do tirame e a estabilização dos produtos de degradação por complexação, podendo formar-se complexos que permanecem sem alteração em solução durante pelo menos dois meses. No geral, foi possível, pela primeira vez, identificar alguns dos complexos de cobre formados ao longo do tempo. Por fim, estudou-se a cinética de fotodegradação do tirame em solução aquosa sob a ação da luz solar e identificaram-se, pela primeira vez, três fotoprodutos. Verificou-se um aumento da velocidade de fotodegradação do tirame na presença de substâncias húmicas. Assim, podemos concluir que a matéria orgânica, os iões cobre(II) e a luz solar têm um efeito importante no comportamento do tirame no meio ambiente. Contudo, os iões cobre têm um efeito mais marcante na degradação e persistência dos produtos que são formados.