Informe Anual de Actividades 2012
Instituto de Física - UNAM
Información general
Nombre: de Lucio Morales Oscar Genaro
Género: Masculino
Fecha de nacimiento: 1974-10-14 Domicilio profesional:
Cub. 7, Edificio Acelerador Van de Graaff 5.5 MV Instituto de FísicaUNAM, C.P. 4510, Ciudad de México, México
Teléfono: 56225000, 2122
Fax:
Correo electrónico: [email protected]
RFC o CURP: LUMO741014AU1
Categoría: Investigador Tit. A T.C. Adscripción: Física Experimental Número de trabajador: 804831
Total de citas: 88
Breve descripción cualitativa de los logros más importantes del trabajo durante el año.
El informe presentado aquí corresponde a las labores desarrolladas durante 2012, y comprende las áreas en las que actualmente me encuentro desarrollando líneas de investigación, las cuales comprenden: Aplicaciones de aceleradores de partículas; procesos de ionización de capas internas por impacto de iones positivos; mecanismos de ionización atómica por impacto de electrones/positrones.
1)ESTUDIOS DE IONIZACIÓN ATÓMICA (positrón/electrón-átomo):
Como parte de la colaboración establecida con Missouri University of Science & Technology (MS&T) se logró obtener mediciones mediante las cuales se pueden establecer comparaciones (complementarias a las obtenidas en años anteriores) para la interacción positrón-átomo y electrón-átomo. En este caso las mediciones se enfocan en proyectiles con energías de 1 keV sobre blancos de Ar. Los resultados experimentales se generaron nuevamente a través de coincidencias entre los átomos ionizados, proyectiles dispersados y electrones expulsados, mediante lo cual es posible obtener información completamente diferencial de los procesos estudiados para el caso de ionización sencilla. Para este mismo sistema también se logró establecer comparaciones entre los diferentes grados de ionización (2+, 3+) que podían distinguirse en los experimentos.
Dentro de este mismo apartado se cumplió con el 3er año del Proyecto de Investigación financiado dentro del programa PAPIIT-UNAM (proyecto IN-105510). Se hicieron estudios para determinar el mejor procedimiento de construcción de moderadores de positrones a través de una serie de caracterizaciones de dichos moderadores. Cabe mencionar nuevamente que el moderador es una
pieza clave en un sistema de producción y transporte de positrones, ya que es gracias a este que podemos garantizar que el haz de positrones es monoenergético. La necesidad de contar con dicho elemento es debido a que las maneras más comunes y menos caras de producir positrones requieren de fuentes que emiten positrones con amplias distribuciones de energía. De tal forma que sólo hasta que estos positrones son moderados, podemos contar con distribuciones energéticas suficientemente angostas como para que los haces de positrones sean útiles.
Se logró caracterizar los moderadores por medio de técnicas de microscopía, y técnicas analíticas de origen nuclear; también se logró medir el rendimiento de los moderadores en MS&T, empleando la fuente de positrones que tienen actualmente en funcionamiento. Los resultados de estas mediciones han permitido establecer que el mejor tipo de moderador entre los que propusimos al inicio del proyecto corresponde a películas delgadas de tungsteno combinadas con arreglos de mallas del mismo material tratadas térmicamente. También, dentro de esta fase del proyecto de investigación se logró completar una serie de simulaciones de las diferentes componentes del sistema de transporte de positrones, empleando el código SIMION. Dichas simulaciones han permitido que nos encontremos actualmente en la fase de construir dichas componentes, como son lentes electrostáticos y deflectores de haz.
2)ESTUDIOS DE IONIZACIÓN DE CAPAS ATÓMICAS INTERNAS, QUE INVOLUCRAN EMISIÓN DE RAYOS-X:
A partir de los estudios realizados para ionización en capas atómicas interiores inducida por impacto de protones de baja energía con la subsecuente emisión de Rayos-X característicos; y mediante una parametrización de las variables físicas involucradas en dichos estudios, hemos podido establecer una comparación con mediciones anteriores para sistemas equivalentes de este mismo fenómeno. De igual forma la comparación de los resultados experimentales con predicciones teóricas nos ha permitido establecer regiones en las cuales se observan comportamientos interesantes para las tasas de emisión de las diferentes líneas de Rayos-X. Se logró explotar aún más los resultados obtenidos durante el periodo anterior, mediante una serie de ajustes polinomiales a través de la variable de parametrización propuesta en los estudios que realizamos inicialmente.
Se han tenido avances en la construcción del sistema de espectrómetro de alta resolución basado en un cristal difractor que será utilizado como complemento al dispositivo experimental de detección de Rayos-X empleado. Pero, dado que el tiempo para la entrega de dicho sistema depende completamente del Taller del Instituto, nos encontramos aún a la espera de contar con el dispositivo completo, para comenzar con las pruebas de vacío y el montaje del mismo. Contar con este sistema permitirá realizar mediciones de Rayos-X con una resolución en energía tal que será posible distinguir perfectamente transiciones atómicas individuales bien definidas, en lugar de las mediciones tradicionales que se han realizado antes; en las cuales, debido a la resolución de los detectores, ha sido imposible separar algunos de los multipletes integrados por transiciones muy cercanas.
3)ACELERADOR VAN DE GRAAFF 5.5 MV: a.Desarrollo de Infraestructura
Como parte de las actividades de actualización del Laboratorio del Acelerador Van de Graaff de 5.5 MV, se logró reconstruir la línea principal de transporte de haz, en la cual gran parte de las componentes eran ya obsoletas para las nuevas necesidades del laboratorio, por lo cual han sido sustituidas por nuevas piezas. También se integró finalmente el nuevo electroimán selector; el cual ha
permitido realizar el montaje de las líneas de: Astrofísica Nuclear, Jet Supersónico, y Estudios de Materiales. Dicho electroimán ha sido alineado y caracterizado para garantizar su correcto funcionamiento. Se desarrollaron una serie de modelos de la óptica de iones involucrada en el acelerador empleando el código SIMION; mediante los cuales podemos saber con certeza los campos magnéticos necesarios para desviar y/o enfocar los haces de partículas cargadas producidos en el acelerador y hacer que éstos lleguen a las líneas de transporte de una manera óptima.
Así mismo se logró instalar un sistema de separación de Nitrógeno, el cual se utiliza como dieléctrico dentro del tanque del acelerador, dicho sistema se encuentra ya en operación y nos ha permitido incrementar la presión del gas dieléctrico dentro del tanque del acelerador con el propósito de lograr mayores potenciales en la terminal, proporcionando haces de partículas más energéticas. En colaboración con la Secretaría Técnica se diseñó y construyó un nuevo sistema de alimentación eléctrica para el laboratorio, pues el sistema con el que se contaba se había vuelto ya obsoleto, lo cual ponía en riesgo la integridad del equipo (tanto el original, como el de reciente adquisición) así como de los usuarios del laboratorio. Además, se han establecido una serie de protocolos para la operación del acelerador y se ha logrado dar mantenimiento preventivo a una gran cantidad de componentes esenciales para el correcto funcionamiento del Laboratorio, como son sistemas de producción y control de vacío, electrónica de control del acelerador, sistemas de adquisición de datos, entre otros.
A partir de marzo de 2012, he desarrollado las labores de encargado del mantenimiento y operación del Acelerador. Lo cual me ha permitido estar involucrado directamente en la implementación y/o adecuación de prácticamente todos los nuevos componentes y sistemas con los que se cuenta en el laboratorio actualmente, así como apoyar la construcción de todas las nuevas líneas de transporte de haz. En reconocimiento y apoyo a dicha labor recientemente se me ha hecho responsable de un Técnico Administrativo-Laboratorista con el que ahora se cuenta en el Laboratorio, y el cual nos ha ayudado de manera notable para mantener en buen funcionamiento todo el equipo.
b.Investigación
Empleando aún solamente la línea de transporte de haz original (cero grados) se abordaron una serie de problemas de interés para el área de Ciencia de Materiales; con el objetivo de determinar concentraciones elementales de una variedad de elementos, en diferentes sistemas, los cuales tienen aplicaciones tecnológicas o que simplemente son de interés para la comunidad de Ciencia de Materiales.
En particular, se realizaron una serie de estudios de recubrimientos en forma de películas integradas por Titanio, Aluminio, Platino y Nitrógeno, las cuales tienen aplicaciones en recubrimientos para prótesis, y cuya finalidad es que dichos recubrimientos mejoren la vida útil de las piezas finales y eviten el desprendimiento de agentes tóxicos dentro del organismo de los pacientes. Así mismo, se hicieron estudios a películas de Aluminio-Titanio depositadas por sputtering, con el propósito de caracterizar el sistema y el procedimiento mediante el cual se crecen dichas películas.
También se estudiaron una serie de películas formadas por Óxido de Níquel, dopado con Litio; crecidas mediante el método de Spray-Pyrolysis. En este tipo de sistemas resultaba de interés determinar perfiles de concentración elemental para el Litio y relacionarlo con el porcentaje de Litio presente en la solución mediante la cual se preparan las películas.
4)DOCENCIA Y FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS
Durante el periodo que abarca este informe impartí: 1 curso de Laboratorio de Electricidad y Magnetismo, dentro del programa de la Licenciatura en Física de la Facultad de Ciencias, UNAM, del
30 de enero al 8 de junio de 2012. Y actualmente me encuentro impartiendo 1 curso de Laboratorio de Física Contemporánea, también dentro del programa de la Licenciatura en Física de la Facultad de Ciencias, UNAM, del 6 de agosto al 7 de diciembre de 2012.
Se han integrado al trabajo en el Laboratorio del Acelerador 2 estudiantes de Servicio Social, los cuales se han dedicado a apoyar en el diseño y construcción de la línea de producción de positrones, de la cual soy responsable. Así como 1 tesista de la carrera en Física, el tema de su Tesis está relacionado con producir moderadores de positrones, parte vital de los experimentos que estoy proponiendo a futuro para mi línea a desarrollar en el acelerador. Se espera que dicha Tesis sea concluida a fines del próximo año.
5)PUBLICACIONES Y TRABAJOS PRESENTADOS
Durante este periodo se logró: publicación de 1 artículo en revista arbitrada; 1 artículo aceptado para su publicación en revista arbitrada; presentación de 3 trabajos en congresos.
Perfil
Líneas de investigación
1. Aplicaciones de aceleradores de partículas.
2. Procesos de ionización de capas internas por impacto de iones. 3. Mecanismos de ionización atómica.
4. Fragmentacion molecular por impacto de electrones/positrones.
Proyectos
1. Estudio de procesos de ionización de capas atómicas en colisiones positrón-átomo y electrón-átomo de bajas energías con interés en aplicaciones tecnológicas., Responsable: O. G. de Lucio, Tipo: Investigación, Status: En proceso, Fecha de inicio: Diciembre de 2009, Fecha de conclusión: Noviembre de 2012.
2. Actualización del Laboratorio Van de Graaff de 5.5 MV del Instituto de Física., Responsable: Eduardo Andrade Ibarra, Tipo: Intraestructura, Status: En proceso, Fecha de inicio: Enero de 2010. 3. Laboratorio de espectrometría de masas con aceleradores, Responsable: Corina Solís Rosales, Tipo: Intraestructura, Status: En proceso, Fecha de inicio: Septiembre de 2010.
4. PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS DE TiAlPtNx FABRICADAS POR EROSIÓN CATÓDICA SOBRE SUSTRATOS METÁLICOS Y SU POSIBLE USO COMO BIOMATERIALES, Responsable: Eduardo Andrade Ibarra, Tipo: Investigación, Status: En proceso, Fecha de inicio: Diciembre de 2011, Fecha de conclusión: Diciembre de 2014.
Estímulos académicos
1. SNI I Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, CONACYT, Fecha de inicio: Enero de 2010. 2. PRIDE B Programa Nacional de Superación del Personal Académico, SUPERA, Fecha de inicio: Noviembre de 2009.
Membresías en asociaciones académicas
1. American Physical Society, Año de inicio 2005.
2. Sociedad Mexicana de Física, SMF, Año de inicio 1995.
Publicaciones
Artículos publicados
1. C. E. Canto, O. G. de Lucio, J. G. Morales, J. C. Pineda, Relative Intensities of Gadolinium L X-Rays, Induced by Proton Bombardment at Energies Between 200 keV to 750 keV, Revista Mexicana de Fisica, Junio de 2012; 58(3), 205-210.
Artículos enviados o aceptados
1. C. E. Canto, O. G. de Lucio, J. C. Pineda, Emission Rates of Gd L Sub-Shell Proton Induced X-Rays as a Function of Projectile, Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B-Beam Interactions with Materials and Atoms, Diciembre de 2012.
2. O. G. de Lucio, F. Torres Vázquez, J. G. Morales, Advances in the Development of Positron Beams at the 5.5 MV Van de Graaff Accelerator, Revista Mexicana de Física, Diciembre de 2012.
Congresos, seminarios y conferencias
Seminarios y conferencias
1. O. G. de Lucio, Avances en la actualización del acelerador Van de Graaff de 5.5 MV: Producción de haces de positrones y sus posibles aplicaciones, Tipo: Seminario, Septiembre de 2012.
Trabajos presentados en congresos
1. F. Favela, E. Chávez, E. Andrade, Ma. E. Ortíz, O. G. de Lucio, A. Huerta, D. Shapira, Ponencia: Avances en la construcción de un blanco supersónico para experimentos de Física Nuclear, Modalidad: Presencial, LV Congreso Nacional de Física, País: México, Tipo: Congreso, Ámbito: Nacional, Octubre de 2012.
2. O. G. de Lucio, Plática: Positron Beams at the 5.5 MV Van de Graff Accelerator, Modalidad: Presencial, VIII International Symposium on Radiation Physics, Instituto de Física, UNAM, UNAM, País: México, Tipo: Simposio, Ámbito: Internacional, Abril de 2012.
3. O. G. de Lucio, C. E. Canto, Poster: Emission Rates of Selected L Sub-Shell Proton Induced X-Rays as a Function of Projectile Energy, Modalidad: Presencial, 25th International Conference on Atomic Collisions in Solids, País: Japón, Tipo: Congreso, Ámbito: Internacional, Octubre de 2012.
Docencia
Cursos regulares
1. Laboratorio de Física Contemporánea II, Modalidad: Presencial, Semestre: , Créditos: 6, Carrera: Física, Grado: Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO, FACULTAD DE CIENCIAS, Tipo de programa académico: Otro, Año del programa: 2012, Periodos: 2013-1.
2. Laboratorio de Electromagnetismo, Modalidad: Presencial, Semestre: 4, Créditos: 6, Carrera: Física, Grado: Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO, FACULTAD DE CIENCIAS, Tipo de programa académico: Otro, Año del programa: 2012, Periodos: 2012-2.
Jurado de tesis
1. Julio César Cruz Cárdenas, Síntesis y simulación de la preparación de películas basadas en aluminio y titanio depositadas por sputtering con magnetrón, de Lucio Morales Oscar Genaro, (Secretario(a)), Fecha de presentación de examen: 22/06/2012.
Asesoría a estudiantes
1. Estudiante: Juan Carlos del Valle Rosales, Estudiante asociado, Grado: Licenciatura, Carrera: Física, Facultad, escuela o posgrado: Facultad de Ciencias, Institución: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO, FACULTAD DE CIENCIAS, Fecha de inicio: Agosto de 2012, Fecha de conclusión: Septiembre de 2013, Número de horas: 500.
2. Estudiante: Miguel Pérez Flores, Estudiante asociado, Grado: Licenciatura, Carrera: Física, Facultad, escuela o posgrado: Facultad de Ciencias, Institución: UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO, FACULTAD DE CIENCIAS, Fecha de inicio: Mayo de 2012, Fecha de conclusión: Diciembre de 2012, Número de horas: 200.
3. Estudiante: David Ricardo Meneses Ochoa, Estudiante asociado, Grado: Licenciatura, Carrera: Física, Facultad, escuela o posgrado: Facultad de Ciencias, Institución: Universidad Nacional Autónoma de México, Fecha de inicio: Diciembre de 2011, Fecha de conclusión: Octubre de 2012, Número de horas: 80.
4. Estudiante: Francisco Torres, Estudiante asociado, Grado: Licenciatura, Carrera: Física, Facultad, escuela o posgrado: Facultad de Ciencias, Institución: Universidad Nacional Autónoma de México, Fecha de inicio: Diciembre de 2011, Fecha de conclusión: Julio de 2012, Número de horas: 120.
