Proyectos Universitarios
Estudio experimental del despojo, la captura electrónica y la fotoionización de iones de interés en plasmas y en astrofísica
Guillermo Guadalupe Hinojosa Aguirre
Instituto de Ciencias Físicas
Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Datos curatoriales

Nombre de la colección

Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)

Responsables de la colección

Ing. César Núñez Hernández; L.I. Ivonne García Vázquez

Colección asociada

@collection_name_full1@

Responsables de la colección asociada

@collection_responsible@

Dependencia

Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)

Institución

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

Identificador único (URN)

DGAPA:PAPIIT:IN106813

Datos del proyecto

Nombre del proyecto

Estudio experimental del despojo, la captura electrónica y la fotoionización de iones de interés en plasmas y en astrofísica

Responsables

Guillermo Guadalupe Hinojosa Aguirre

Año de convocatoria

2013

Clave del proyecto

IN106813

Dependencia participante

Instituto de Ciencias Físicas

Palabras clave

@keywords@

Área

Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Disciplina

Física

Especialidad

Física atómica, molecular y óptica experimentales

Modalidad

a) Proyectos de investigación

Síntesis

Síntesis del Proyecto_x000D_ _x000D_ El proyecto tiene dos aspectos, uno es el trabajo con el acelerador_x000D_ electrostático del ICF, en donde, se proponen:_x000D_ (1) Medir secciones de despojo o pérdida electrónica de iones negativos y _x000D_ (2) Probar experimentalmente efectos nucleares en las secciones de _x000D_ captura electrónica en sistemas atómicos en comparación con moleculares._x000D_ Este último aspecto es de particular interés en el campo, es una cuestión _x000D_ fundamental que tiene que ver con el modelo adiabático para colisiones._x000D_ _x000D_ Factibilidad:_x000D_ Ambos aspectos representan tanto un reto técnico como un desafío en_x000D_ términos de su interpretación. Son experimentos difíciles que conllevan_x000D_ cierto riesgo pero que se son de mi total competencia. En el pasado he realizado_x000D_ mediciones similares (Gonzalez et al., 2008) e (Hinojosa et al., 1999)._x000D_ El acelerador tiene todas las características que se necesitan. Por _x000D_ ejemplo, una duda razonable puede ser ¿Cómo piensan medir iones negativos_x000D_ con vacíos menores a 10^{-7} Torr? La respuesta radica en que las _x000D_ mediciones de vacío se hacen en secciones de alta presión del acelerador._x000D_ Una estimación arroja valores para el vacío en las regiones más _x000D_ cercanas al haz del orden de 10^{-8} Torr lo que otorga confianza a que_x000D_ es posible generar un haz de iones negativos y que conserve su identidad_x000D_ a lo largo de su trayectoria._x000D_ Para la parte de la interpretación se cuenta con el apoyo de Dr. Nikolaus _x000D_ Stolterfoht del centro: 'Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie' _x000D_ en Berlin Alemania y es para quien se solicitan los gastos de intercambio. _x000D_ También se cuenta con la paricipación del Remigio Cabrera Trujillo._x000D_ _x000D_ Para este aspecto se solicitan solamente recursos para adquirir algunos_x000D_ consumibles y accesorios. Un estudiante de doctorado (Edgar Hernández) y_x000D_ un estudiante de licenciatura (Andrés Sanchez) estarán involucrados._x000D_ Se solicita beca para Andrés, Edgar va a solicitar beca de CONACyT a través_x000D_ de su programa doctoral en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos._x000D_ _x000D_ El segundo aspecto es el proyecto de fotoionización de cationes de Cloro,_x000D_ de Fósforo y de Asufre. Es un proyecto que ha sido aprobado para su_x000D_ realización en el sincrotrón (ALS) del Laboratorio Nacional de _x000D_ Lawrence Berkeley en EU. La propuesta concursó con otras en términos_x000D_ únicamente de mérito científico (aproximadamentec con otras 750) y quedó_x000D_ dentro de las primeras cuatro. Las pruebas de factibilidad para generar _x000D_ la clase de haces de iones que se necesitan (también se usa un acelerador_x000D_ electrostático, aparte del sincrotrón) se realizarón en el ICF con_x000D_ el acelerador de esta propuesta. La propuesta ganadora esta adjunta_x000D_ en los archivos pdf._x000D_ _x000D_ Para este aspecto logré reunir a un equipo de investigadores del ICF:_x000D_ Antonio Juárez, Alejandro Morales, Remigio Cabrera, Gloria Kroenigsberger,_x000D_ Armando Antillón y mi estudiante de doctorado Edgar Hernández (de la UAEMor)._x000D_ Todos ellos son participantes en este proyecto._x000D_ Además, contaré con la participación de uno de mis exalumnos (Olmo González) _x000D_ quien asistirá a la ejecución del experimento con recursos de su institución_x000D_ en Holanda. También se tienen buenas posibilidades de que participe_x000D_ Andrés Sanchez de la Universidad de Guadalajara con recursos propios._x000D_ _x000D_ Los viáticos y boletos de avión que se solicitan son para asistir a los_x000D_ tiempos de haz asociados con esta propuesta.

Contribución

_x000D_ Dedido al impacto general que tiene el conocimiento que se genera en el campo de las _x000D_ CAM, tanto su desarrollo como su permanecia son medulares para la tecnología._x000D_ Por ejemplo, desde el bioquímico que regularmente hace uso de funciones de potencial _x000D_ para interacciones de átomos con radicales libres hasta el radiólogo que consulta_x000D_ tablas de poderes de frenamiento de iones en tejido humano, cualquier persona cuyo _x000D_ interés este relacionado con la interacción entre iones, átomos y moléculas se verá_x000D_ beneficiado en forma directa o indirecta con los resultados de la investigación en _x000D_ este campo._x000D_ _x000D_ Las interacciones entre iones y moléculas son de relevancia en el estudio del_x000D_ equilibrio de plasmas, tales como los bordes del plasma en los Tokamaks. Es _x000D_ interesante que la temperatura de ignición termonuclear es del orden de ~15 keV _x000D_ y que por debajo de ~4 keV la energía en un Tokamak se deba en su mayoría_x000D_ a interacciones atómicas (bremsstrahlung) y no a la reacción de fusión:_x000D_ justo las energías que se propone estudiar aqui._x000D_ El avance del proyecto ITER, ha intensificado significativamente la actividad en_x000D_ este campo debido a la importancia histórica que reviste la investigación _x000D_ sobre una fuente alterna de energía a nivel global que es libre de contaminación _x000D_ (ITER 2012). _x000D_ _x000D_ Otro campo de aplicación en el que esta propuesta tendría impacto es en los _x000D_ procesos de daño celular en terapias con radiación._x000D_ En particular se encontró que electrones de baja energía (<10 eV) que son _x000D_ resultado de la ionizacón del agua por impacto con iones, pueden causar ruptura _x000D_ de la cadena del ADN a través de la formación de estados intermedios ionizantes _x000D_ (Boudaiffa et al, 2000). De aquí la importancia de estudiar procesos colisionales_x000D_ que puedan conllevar a la producción de electrones lentos como la ionización_x000D_ disociativa o la captura disociativa que son procesos característicos_x000D_ en las energías que se plantea._x000D_ _x000D_ La destrucción de las células cancerígenas está asociada a la disociación de_x000D_ las cadenas de sus ADNs. Sin embargo, los mecanismos de estas rupturas no se_x000D_ conocen. Experimentos recientes han arrojado ideas sobre los mecanismos que _x000D_ conllevan a la disociación del ADN (Vries et al., 2003), pero la idea más aceptada_x000D_ viene de la teoría: la ionización de las moléculas de agua y de bióxido de carbono, _x000D_ generan electrones lentos de menos de 10 eV. Estos electrones lentos colisionan con_x000D_ las cadenas de ADN y forman estados excitados intermedios cuyos estados (finales) _x000D_ de decaimiento corresponden a la fragmentación, es decir, son estados _x000D_ autodisociantes. Pensamos que la demostración de esta hipotesis subyace en la_x000D_ investigación fundamental de las CAM en un intervalo de energías en donde la_x000D_ dinámica de la interacción se pueda dividir en sus aspectos clásicos y cuánticos, _x000D_ situación que hemos demostrado cumple la presente propuesta. Un ejemplo es la _x000D_ referencia de González et al., 2008._x000D_ _x000D_ En la última década las terapias contra el cáncer basadas en haces de iones_x000D_ han demostrardo ser una alternativa a las terapias basadas en rayos X o gamma_x000D_ (Belkic, 2010). Esta técnica se empezó a usar en 1954 en el laboratorio Nacional de _x000D_ Lawrence Livermool en EEUU (Schardt et al., 2010}. Desde entonces miles de pacientes _x000D_ han recibido tratamientos con haces de protones y de carbón, principalmente en el _x000D_ Japón y el Alemania (Clara et al., 2011)._x000D_ _x000D_ Las ventajas que tienen esta clase de terapias son consecuencia de las _x000D_ características de los haces de iones, como la alta focalización y precisión _x000D_ (pueden llegar a enfocarse en volúmenes de una fracción de milímetro) que permite_x000D_ aislar el tejido sano aledaño a los tumores; la gran penetración para tratar _x000D_ tumores profundos y la posibilidad de medir o calcular la intensidad, el tiempo, _x000D_ la distancia de penetración y la dosis letal con relativa facilidad (Jakel, 2000).

Información general

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Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). %%Estudio experimental del despojo, la captura electrónica y la fotoionización de iones de interés en plasmas y en astrofísica%%, Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En %%Portal de datos abiertos UNAM%% (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN106813
Fecha de actualización: 2017-03-13 00:00:00.0
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Para más información sobre los Proyectos PAPIIT, favor de escribir a: Dra. Claudia Cristina Mendoza Rosales, directora de Desarrollo Académico (DGAPA). Correo: ccmendoza #para# dgapa.unam.mx



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