Estudo teórico experimental do mecanismo de ejeção de partículas alfa da estrutura cristalina do mineral zircão

• Processo: 20/15144-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geologia
• Pesquisador responsável: Carlos Alberto Tello Sáenz
• Beneficiário: Luana Rosa Bilac Caetano
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Assunto(s): Geocronologia Partículas alfa Zircão Estudos experimentais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Decaimento radioativo | ejeção | He | Método de datação U- Th | Mineral zircão | Partículas Alfa | Geocronologia

Resumo

A técnica de datação geocronológica U-Th/He é um método utilizado para determinar a idade de materiais geológicos. Este método baseia-se no acúmulo de partículas alfa (núcleos de hélio) produzidas pelo decaimento alfa das séries do U e do Th em minerais como zircão. Dependendo da região do grão onde o decaimento alfa ocorre, esta partícula pode ser ejetada da estrutura do mineral ou ficar retida por períodos geológicos. O alcance da partícula no interior do zircão depende da energia cinética proveniente do decaimento alfa (~ 4 - 8 MeV), bem como das dimensões do grão. Portanto, a ejeção de partículas alfa claramente impacta o conteúdo de hélio presente no mineral, podendo acarretar em interpretações equivocadas das idades geológica via o método U-Th/He. Assim, este projeto de pesquisa tem por objetivo compreender os processos de decaimento alfa das cadeias do 238U, 235U e 232Th que ocorrem em diferentes regiões no interior do zircão, para que se possa investigar qualitativa e quantitativamente a concentração He radiogênico (4He) que é ejetado do mineral. Este estudo será realizado através de simulação de Monte Carlo com o pacote Geant4. Este software será utilizado para simular o decaimento alfa de núcleos instáveis, pertencentes as três séries radioativas naturais, no interior do zircão para compreender o alcance das partículas alfa de diferentes energias no mineral; e, assim estimar a concentração de partículas alfa que são ejetadas da estrutura do mineral. Os resultados obtidos serão confrontados com dados experimentais a serem adquiridos em nosso laboratório de pesquisa. A investigação do processo de decaimento alfa no interior do zircão e o mecanismo de propagação destas partículas é fundamental, visto que influenciam significativamente o processo de difusão de 4He no mineral e a sensibilidade à temperatura do termocronômetro U-Th/He. (AU)