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-
Aceleradores de part Aceleradores de partí ículas y culas y sus aplicaciones sus aplicaciones
Javier Miranda Instituto de Física, UNAM
-
¿Qué es un acelerador de partículas?
• Dispositivo para producir conjuntos de partículas cargadas con una energía definida
• Utiliza campos eléctricos y magnéticos para dar energía a las partículas
• Partículas positivas y negativas
-
Fuerzas eléctricas y magnéticas
E
M
F qE E V F qv B
= ∝
= ×
uur ur
uuur r ur
-
Aceleradores electrostáticos
• Van de Graaff • CockroftWalton • Peletrón • Sincrotrón
-
Acelerador Van de Graaff
Imán analizador
Rejillas de regulación
generador Vóltmetro Puntas de corona
Polea con generador
Polea con motor
Trampa de aire líquido
Bomba difusora
Bomba mecánica
Anillos equipotenciales
Tubo acelerador
Fuente de iones
Terminal de alto voltaje
Peines de carga
Fuente de 30 kV
Colector de tantalio
-
Acelerador CockroftWalton
• Cambridge (1932), creado por J. Cockroft y E. Walton utilizando un multiplicador de voltaje basado en una unidad transformador rectificadorcapacitor
• Protones con energías entre 100 y 500 keV. • Con un haz de protones de 150 keV, observaron la desintegración del núcleo de litio bajo reacción
7 Li + p → 4 He + 4 He,
-
Acelerador CockroftWalton
-
Acelerador Peletrón
-
Acelerador Peletrón
Terminal de alta tensión
Tubos aceleradores Cadena de barras metálicas/plásticas
Stripper
Energía cinética final: E = (n +1) eV
-
Fuente Snics Fuente Alphatross
Control del Acelerador
Líneas de Análisis
Línea de Implantación de iones
Tandem Pelletron 3 MV IFUNAM
Tanque del Acelerator
Línea de Astrofísica
-
Sincrotrón
Laboratorio Europeo de Luz Sincrotrón
-
Sincrotrón
-
Producción de Rayos X en un Sincrotrón
Electrones en trayectoria curva
Fotones de Rayos X
-
Interacción ionesátomo
Rayos X L
Rayos Gamma
Rayos X K
Electrón expulsado Ion retrodispersado elásticamente
Iones incidentes
Núcleo
Electrones
-
Dispositivo Dispositivo Experimental Experimental T Tí ípico pico
-
Espectro de Rayos X Espectro de Rayos X
0 5 10 15 20 10 0
10 1
10 2
10 3
10 4
10 5
Sedimento Lacustre
Zr Sr
Rb
Pb As
Ga
Zn
Cu
Ni
Fe
Mn
Cr
Ti Ca
K
Ar
Núm
ero de Cuentas
Energ ía (keV)
-
Retrodispersión de Rutherford (RBS)
-
Espectro RBS
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
H + 0.7 MeV Puré de Jitomate Japonés
Ca
Na
O
C
Núm
ero de Cuentas
Energ ía (keV)
-
Arqueología
1.E04
1.E03
1.E02
1.E01
1.E+00
S K Fe Zn Pb
Número de Fotones Relativos a Calcio
M1 Exp M1 Limpia M4 Exp M4 Limpia M5 Exp M5 Limpia M5 Rep M6
-
Arqueología
Color Pigmento Fórmula A Am ma ar ri il ll lo o L Li im mo on ni it ta a Ó Óx xi id do os s d de e
H Hi ie er rr ro o H Hi id dr ra at ta ad do os s
A Am ma ar ri il ll lo o O Or ro op pi im me en nt te e A As s 2 2S S 3 3 R Ro oj jo o H He em ma at ti it ta a F Fe e2 2O O3 3 B Bl la an nc co o C Ca al lc ci it ta a C Ca aC CO O 3 3 A Az zu ul l A Az zu ul l M Ma ay ya a ( (? ?) ) O Or rg gá án ni ic co o
-
Unidad Unidad de de Filtros Filtros Apilados Apilados (SFU) (SFU) Dise Diseñ ño o de de Gent Gent
Boquilla de Entrada
Filtro Fracción Gruesa
Filtro Fracción Fina
Rotámetro Reloj
Bomba de Vacío
-
Fuentes de Fuentes de aerosoles aerosoles atmosf atmosfé éricos ricos
V C r M n F e N i C u Z n A s S e P b
A s B r Z n
C B r P b S C K
N a C l K A l S i K C a T i M n F e S r
-
NSK en el Centro
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000 18Jun01
28Jun01
08Jul01
18Jul01
28Jul01
07Ago01
17Ago01
27Ago01
06Sep01
16Sep01
26Sep01
Fecha
Con
centración
NSK (n
g/m³)
NSK = K – 0.25 Fe
-
Análisis de Pulmón Canceroso
0
2
4
6
8
10
12
14
P S Cl K Ca Fe
Concentración (m
g/g)
Alvarez CibaGeigy Bartsch Suichi
-
Análisis de Pulmón Canceroso
0
20
40
60
80
100
120
140
Cu Zn
Con
centración
(µg/g)
Alvarez Figueroa Bartsch Suichi
-
Microsonda Microsonda de de iones iones
a b c d
e
f g
h
i
j
-
Haz Haz de de fibras fibras superconductoras superconductoras
Laboratorio Nacional de Los Alamos
-
Inclusiones Inclusiones l lí íquidas quidas en en minerales minerales
MARCO/Melbourne
-
Irradiaci Irradiació ón con electrones n con electrones • Alimentos • Esterilización de materiales
– Médicos – Cosméticos
• Tratamiento de aguas residuales
• Modificación de materiales – Plásticos – Neumáticos – Gemas
-
Irradiaci Irradiació ón de productos pl n de productos plá ásticos y sticos y m mé édicos dicos
Imágenes cortesía Dr. M.J. Cleland (IBANY)
-
¿VALE LA PENA ESTUDIAR UNA
CARRERA CIENTÍFICA O TECNOLÓGICA?
-
¿Cuánto gasta México en Ciencia y Tecnología?
2.44
1.66
2.64
0.89
2.17
1.04
3.04
0.40
1.87
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Alemania
Canadá
E. U
. A.
España
Francia
Italia
Japón
México
Reino Unido
Porcentaje de
l PIB en Cienc
ia y Tecno
logía
-
Número de estudiantes graduados
2159
6 43476
28629
28532
35029
73896
39170
54472
3836
44363
1357
5
23362
6884 2941
7
18435
17647 43901
18894
65170
27594
15841
27246
25783
21679
64749
169665
417479
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
Canadá
Francia
Alemania
Italia
Corea
México
España
Reino Unido
E.U.A.
Núm
ero de
Gradu
ados
Administración Leyes Ciencias
-
Estudiantes de licenciatura 1999
11.9 10.3 9.6
4.6 4.4 4.1 3.2 3.0 2.9 2.7 2.1 2.1 2.0 1.9 1.6 1.4 1.4
30.9
0
5
10
15
20
25
30
35 Lic. en Derecho
Lic. en Adm
inistración
Con
tado
r Púb
lico
Inge
niero Indu
strial
Méd
ico Cirujan
o
Lic. en Inform
ática
Arquitecto
Lic. en Psico
logía
Ing. en Sistemas Com
put.
Ing. Electrónico
Lic. en Com
unicación
Inge
niero Civil
Lic. en Diseñ
o
Cirujan
o Den
tista
Inge
niero Mecán
ico
Inge
niero Químico
Lic. en Mercado
tecn
ia
Otras
Porcentaje del T
otal Naciona
l
-
Estudiantes de licenciatura 1999
11.9
10.3
0.9 0.2 0.6 0.1
9.6
0
2
4
6
8
10
12
14
Lic. en Derecho
Lic. en
Adm
inistración
Con
tado
r Pú
blico
Biología
Física
Matem
áticas
Química
Porcentaje del T
otal Nacional
-
Cociente titulados/egresados
60% 62% 66% 69%
91% 85%
64%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Lic. en Derecho
Lic. en
Adm
inistración
Con
tado
r Púb
lico
Biología
Física
Matem
áticas
Química
Porcentaje de
Titu
lado
s
-
Mentiras acerca de la ciencia y los científicos
• La ciencia no sirve para nada…
• La ciencia es para “cerebritos”
• Los científicos son gente rara
• En México no se hace investigación
• ¡Los científicos se mueren de hambre!
-
Ventajas de ser científico
• Recibir salario por hacer lo que a uno le gusta
• Formar parte de una comunidad mundial • Hacer aportaciones al bienestar común • Viajar (y que le paguen a uno por ello)
-
Ingreso mensual de científicos
5000 7500 9500 12000
20000
35000
50000
75000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Beca Maestría
Beca Doctorado
Posdoctorado
Investigador Asociado C
Investigador Titular A
Investigador Titular B
Investigador Titular C
Investigador Emérito
Ingreso men
sual ($
)
-
¿Por qué estudiar en la UNAM? • Tiene la mayor diversidad de carreras y postgrados en el país (73 licenciaturas y 35 postgrados)
• Formar parte de la mayor empresa cultural y educativa de México en el siglo XX (¿y del XXI?)
• Tiene la mejor infraestructura del país • Permite conocer gente de todo tipo • 50% de la investigación científica en México se hace en la UNAM
• Los profesores son creadores de conocimiento, no sólo transmisores, como en las instituciones privadas
-
Presencia de la UNAM en México
Toronto
San Antonio
-
La mejor infraestructura del país en educación superior e investigación
Observatorio Observatorio Astron Astronó ómico mico Nacional Nacional
Anfiteatro Anfiteatro Sim Simó ón n Bol Bolí ívar var
Acelerador Acelerador Peletr Peletró ón IFUNAM n IFUNAM
Ciclotr Ciclotró ón n Facultad de Facultad de Medicina Medicina
Granja ganadera Granja ganadera Fac Fac. . Med Med. Veterinaria . Veterinaria
Radio UNAM Radio UNAM
Bibliotec Bibliotec a a
Nacional Nacional
Buque Buque oceanogr oceanográ áfico fico “ “El Puma El Puma” ”
Estadio Estadio Ol Olí ímpico mpico
Taller de Taller de Lauder Lauderí ía a Escuela Escuela Nacional de Nacional de M Mú úsica sica
Lo más importante: todo esto es de USTEDES
-
Conclusiones • México necesita científicos y alcanzar un desarrollo tecnológico mínimo URGENTEMENTE
• No sólo vale la pena estudiar una carrera científica o tecnológica…¡es necesario hacerlo!
• ¡Debe limitarse el ingreso a ciertas carreras! • La UNAM es la mejor opción para una carrera científica o tecnológica (y, desde luego, otras…)
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