Estudio de la fotodesorción inducida en metales por radiación de sincrotron : aplicación al Large Hadron Collider

Abstract

En el marco del diseño del próximo colisionador de partículas del laboratorio europeo de física de partículas (cern), el denominado "large hadron collider" (lhc), este trabajo estudia la desorción inducida por radiación de sincrotron, en el rango de energías críticas del colisionador para distintos metales (acero, cu y al). Se encuentra una dependencia prácticamente lineal de los coeficientes de fotodesorción con la energía crítica y que el horneado previo del sistema reduce los coeficientes de fotodesorción, especialmente el correspondiente al agua. Existe una relación lineal entre el aumento observado de presión y el número de fotoelectrones producidos por la radiación incidente, lo que sugiere que la desorción ocurre en dos etapas: la primera en la que el fotón incidente arranca un electrón, que posteriormente desorbe una molécula. El estudio en el laboratorio de la desorcion inducida por electrones revela un comportamiento parecido de los coeficientes de electrodesorción. La dependencia del coeficiente de desorción de h2 con la dosis se ajusta con un modelo de difusión, con una concentración de h2 que disminuye con la penetración en el material. El coeficiente de difusión es independiente de la temperatura, lo que indica bien una difusión inducida por los fotoelectrones emitidos por la radiación de sincrotron, bien una producción de h2 en la superficie provenientes de la capa de óxido. Por ultimo, se extrapolan las medidas realizadas al sistema de vacío del lhc, encontrándose que es necesario perforar la pantalla del haz, para evitar que se alcance la presión de vapor del h2, superior en tres órdenes de magnitud a la presión nominal de diseño.