Моделирование методом Монте-Карло диссипации энергии при каскадном распаде внутренних вакансий в атоме железа, помещенном в воду

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено моделирование методом Монте-Карло процессов вторичной ионизации воды, индуцированных каскадными распадами внутренних вакансий в атоме железа, помещенном в воду. Получены спектры электронов и фотонов, испускаемых в ходе распада вакансий в K- и L-оболочках атома железа. Рассчитаны зависимости числа актов вторичной ионизации и поглощенной в результате них энергии от радиуса сферы, внутри которой они происходят. Распад одиночной 1s-вакансии в атоме железа порождает в среднем 232 акта вторичной ионизации электронным ударом, в которых поглощается энергия 3274 эВ, и 18 актов вторичной фотоионизации, в которых поглощается 256 эВ. Рассчитаны зависимости поглощенной дозы в воде от расстояния от атома железа.

Об авторах

А. П. Чайников

Ростовский государственный университет путей сообщения

Email: chaynikov.a.p@gmail.com
344038, Rostov-on-Don, Russia

А. Г. Кочур

Ростовский государственный университет путей сообщения

Email: chaynikov.a.p@gmail.com
344038, Rostov-on-Don, Russia

А. И. Дуденко

Ростовский государственный университет путей сообщения

Автор, ответственный за переписку.
Email: chaynikov.a.p@gmail.com
344038, Rostov-on-Don, Russia

Список литературы

  1. A. Ku, V. J. Facca, Z. Cai, and R.M. Reilly, EJNMMI Radiopharm. Chem. 4, 27 (2019); DOI: https://doi.org/10.1186/s41181-019-0075-2
  2. Y. Liu, P. Zhang, F. Li, X. Jin, J. Li, W. Chen, and Q. Li, Theranostics 8, 1824 (2018); DOI: https://doi.org/10.7150/thno.22172
  3. A. P. Chaynikov, A. G. Kochur, A. I. Dudenko, I. D. Petrov, and V. A. Yavna, Phys. Scr. 98, 025406 (2023); DOI: https://doi.org/10.1088/1402-4896/acb407
  4. А. П. Чайников, А. Г. Кочур, А. И. Дуденко, В. А. Явна, Опт. и спектр. 131, 563 (2023); DOI: https://doi.org/10.21883/OS.2023.04.55563.4560-22
  5. T. A. Carlson and M. O. Krause, Phys. Rev. 137, A1655 (1965); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.137.A1655
  6. M.O.Krause, M. L.Vestal, W.H. Johnston, and T.A. Carlson, Phys. Rev. 133, A385 (1964); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.133.A385
  7. M. O. Krause and T. A. Carlson, Phys. Rev. 149, 52 (1966); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.149.52
  8. T. Mukoyama, T. Tonuma, A. Yagishita, H. Shibata, T. Koizumi, T. Matsuo, K. Shima, and H. Tawara, J. Phys. B At. Mol. Phys. 20, 4453 (1987); DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3700/20/17/023
  9. M. N. Mirakhmedov and E. S. Parilis, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 21, 795 (1988); DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/21/5/010
  10. A. El-Shemi, Y. Lofty, and G. Zschornack, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 30, 237 (1997); DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/30/2/017
  11. V. L. Jacobs, J. Davis, B. F. Rozsnyai, and J. W. Cooper, Phys. Rev. A 21, 1917 (1980); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.21.1917
  12. A. G. Kochur, A. I. Dudenko, V. L. Sukhorukov, and I. D. Petrov, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 27, 1709 (1994); DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/27/9/011
  13. A. G. Kochur, V. L. Sukhorukov, A. I. Dudenko, and P. V. Demekhin, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 28, 387 (1995); DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/28/3/010
  14. G. Omar and Y. Hahn, Phys. Rev. A 44, 483 (1991); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.44.483
  15. G. Omar and Y. Hahn, Z. Phys. D Atoms, Mol. Clust. 25, 31 (1992); DOI: https://doi.org/10.1007/BF01437517
  16. G. Omar and Y. Hahn, Z. Phys. D Atoms, Mol. Clust. 25, 41 (1992); DOI: https://doi.org/10.1007/BF01437518
  17. V. Jonauskas, R. Karazija, and S. Kuˇcas, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 107, 147 (2000); DOI:https://doi.org/10.1016/S0368-2048(00)00096-7
  18. V. Jonauskas, L. Partanen, S. Kuˇcas, R. Karazija, M. Huttula, S. Aksela, and H. Aksela, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 36, 4403 (2003); DOI: https://doi.org/10.1088/0953-4075/36/22/003
  19. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, A. I. Dudenko, and V. A. Yavna, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 286, 108200 (2022); DOI: https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2022.108200
  20. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, Eur. Phys. J. D 73, 80 (2019); DOI: https://doi.org/10.1140/epjd/e2019-90185-2
  21. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 238, 146863 (2020); DOI: https://doi.org/10.1016/j.elspec.2019.05.012
  22. A. P. Chaynikov, A. G. Kochur, and V.A.Yavna, Radiat. Eff. Defects Solids 177, 814 (2022); DOI: https://doi.org/10.1080/10420150.2022.2082296
  23. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, Eur. Phys. J. D 71, 282 (2017); DOI: https://doi.org/10.1140/epjd/e2017-80194-6
  24. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, Appl. Radiat. Isot. 160, 109144 (2020); DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2020.109144
  25. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 252, 147111 (2021); DOI: https://doi.org/10.1016/j.elspec.2021.147111
  26. A. G. Kochur, A. P. Chaynikov, and V. A. Yavna, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 256, 147171 (2022); DOI: https://doi.org/10.1016/j.elspec.2022.147171
  27. A. P. Chaynikov, A. G. Kochur, and V. A. Yavna, Radiat. Eff. Defects Solids 178, 820 (2023); DOI: https://doi.org/10.1080/10420150.2023.2185890
  28. V. G. Yarzhemsky and A. Sgamellotti, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 125, 13 (2002); DOI:https://doi.org/10.1016/S0368-2048(02)00042-7
  29. A. G. Kochur, A. I. Dudenko, I. D. Petrov, and V. F. Demekhin, J. Electron Spectros. Relat. Phenomena 156-158, 78 (2007); DOI: https://doi.org/10.1016/j.elspec.2006.11.033
  30. А. Г. Кочур, Процессы распада вакансий в глубоких электронных оболочках, Дисс. докт. физ.-мат. наук, Ростов-на-Дону (1997).
  31. R. Kau, I. D. Petrov, V. L. Sukhorukov, and H. Hotop, Z. Phys. D Atoms, Mol. Clust. 39, 267 (1997); DOI: https://doi.org/10.1007/s004600050137
  32. R. Karazija, Sums of Atomic Quantities and Mean Characteristics of Spectra, Mokslas, Vilnius (1991).
  33. S. Kuˇcas and R. Karazija, Phys. Scr. 47, 754 (1993); DOI: https://doi.org/10.1088/0031-8949/47/6/012
  34. A. P. Chaynikov, A. G. Kochur, A. I. Dudenko, and V. A. Yavna, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 302, 108561 (2023); DOI: https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2023.108561
  35. А. Ф. Аккерман, Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе, Энергоатомиздат, Москва (1991).
  36. J. H. Scofield, Theoretical Photoionization Cross Sections from 1 to 1500 keV, Lawrence Livermore National Laboratory (1973).
  37. M. B. Trzhaskovskaya and V. G. Yarzhemsky, At. Data Nucl. Data Tables 119, 99 (2018); DOI: https://doi.org/10.1016/j.adt.2017.04.003
  38. J. J. Yeh and I. Lindau, At. Data Nucl. Data Tables 32, 1 (1985); DOI: https://doi.org/10.1016/0092-640X(85)90016-6
  39. M. J. Berger, J. H. Hubbell, S. M. Seltzer, J. Chang, J. S. Coursey, R. Sukumar, D. S. Zucker, and K. Olsen, NIST Standard Reference Database 8 (XGAM), NIST, PML, Radiation Physics Division (2010); DOI: https://dx.doi.org/10.18434/T48G6X
  40. И.И. Собельман, Введение в теорию атомных спектров, Наука, Москва (1977)
  41. I. I. Sobelman, Introduction to the Theory of Atomic Spectra, Elsevier (1972); DOI: https://doi.org/10.1016/C2013-0-02394-8
  42. A. Jablonski, F. Salvat, C. J. Powell, NIST Electron Elastic-Scattering Cross-Section Database - Version 3.2, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD (2010); DOI: https://dx.doi.org/10.18434/T4NK50
  43. Y.-K. Kim and M. E. Rudd, Phys. Rev. A 50, 3954 (1994); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.50.3954
  44. M. B. Shah, D. S. Elliott, and H. B. Gilbody, J. Phys. B At. Mol. Phys. 20, 3501 (1987); DOI: https://dx.doi.org/10.1088/0022-3700/20/14/022
  45. Y.-K. Kim and J.-P. Desclaux, Phys. Rev. A 66, 012708 (2002); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.66.012708
  46. W. R. Thompson, M. B. Shah, and H. B. Gilbody, J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 28, 1321 (1995); DOI: https://dx.doi.org/10.1088/0953-4075/28/7/023
  47. E. Brook, M. F. A. Harrison, and A. C. H. Smith, J. Phys. B At. Mol. Phys. 11, 3115 (1978); DOI: https://dx.doi.org/10.1088/0022-3700/11/17/021
  48. W. Hwang, Y.-K. Kim, and M. E. Rudd, J. Chem. Phys. 104, 2956 (1996); DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.471116
  49. M. A. Bolorizadeh and M. E. Rudd, Phys. Rev. A 33, 882 (1986); DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.33.882
  50. H. Shinotsuka, S. Tanuma, and C. Powell, Surf. Interface Anal. 54, 534 (2022); DOI: https://doi.org/10.1002/sia.7064
  51. N. Sinha and B. Antony, J. Phys. Chem. B 125, 5479 (2021); DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c10781
  52. Z. Tan, Y. Xia, M. Zhao, and X. Liu, Radiat. Environ. Biophys. 45, 135 (2006); DOI: https://doi.org/10.1007/s00411-006-0049-0
  53. A. Akkerman and E. Akkerman, J. Appl. Phys. 86, 5809 (1999); DOI: https://doi.org/10.1063/1.371597
  54. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Курс теоретической физики. Том III. Квантовая механика (нерелятивистская теория), ФИЗМАТЛИТ, Москва (2004).
  55. Z. Francis, S. Incerti, M. Karamitros, H. N. Tran, and C. Villagrasa, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. B 269, 2307 (2011); DOI: https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.02.031
  56. M. J. Berger, J. S. Coursey, M.A. Zucker, and J. Chang, NIST SRD 124: ESTAR, PSTAR, and ASTAR: Computer Programs for Calculating Stopping-Power and Range Tables for Electrons, Protons, and Helium Ions (version 1.2.3), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD (2005); DOI: https://dx.doi.org/10.18434/T4NC7P
  57. K. T. Butterworth, S. J. McMahon, F. J. Currell, and K. M. Prise, Nanoscale 4, 4830 (2012); DOI: https://doi.org/10.1039/C2NR31227A

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023