Electron and positron contributions to the displacement per atom profile in bulk multi-walled carbon nanotube material irradiated with gamma rays

The electron and positron contributions to the effective atom displacement cross-section in multi-walled carbon nanotube bulk materials exposed to the gamma rays were calculated. The physical properties and the displacement threshold energy value reported in literature for this material were taken into account. Then, using the mathematical simulation of photon and particle transport in matter, the electron and positron energy flux distributions within the irradiated object were also calculated. Finally, considering both results, the atom displacement damage profiles inside the analyzed bulk carbon nanotube material were determined. The individual contribution from each type of secondary particles generated by the photon interactions was specified. An increasing behavior of the displacement cross-sections for all the studied particles energy range was observed. The particles minimum kinetic energy values that make probabilistically possible the single and multiple atom displacement processes were determined. The positrons contribution importance to the total number of point defects generated during the interaction of gamma rays with the studied materials was confirmed.(AU) Se presentan los resultados del calculo de las contribuciones de los electrones y los positrones a la seccion eficaz de desplazamiento de los atomos de carbono en materiales masivos constituidos por nanotubos de paredes multiples. Para ello se tomaron en consideracion las propiedades fisicas y la energia umbral de desplazamiento del carbono reportadas en la literatura para este material. Se calculo tambien la distribucion espacial de los flujos energeticos de los electrones y positrones dentro del blanco irradiado utilizando la simulacion matematica del transporte de los fotones y las particulas en la materia. Considerando ambos resultados, se determinaron los perfiles de dano por desplazamientos atomicos dentro del material masivo analizado, particularizando el aporte de cada tipo de particula secundaria generada por la interaccion de los fotones. Los resultados mostraron el comportamiento creciente de las secciones eficaces de desplazamiento en todo el rango de energia cinetica evaluado. Se determinaron los valores de energias cineticas de electrones y positrones a partir de los cuales son probabilisticamente posible los procesos de desplazamientos atomicos simples y multiples. Se confirmo la importancia del aporte de los positrones al numero total de defectos puntuales generados durante la interaccion de los rayos gamma con el material estudiado.(AU)