[pt] No Sistema Solar e em regiões densas do meio interestelar, mantos de gelo constituídos de moléculas pequenas estão expostos à irradiação de partículas ionizantes: fótons, elétrons e íons. A interação entre partículas energéticas e os mantos induzem uma série de processos físicos e químicos no gelo como: reações químicas, mudanças de fase e dessorção de moléculas. Os efeitos da irradiação provocados por fótons e íons leves como prótons e partículas alfas vêm sendo estudados há mais de 10 anos. Porém, experimentos envolvendo a irradiação com íons pesados e rápidos são escarsos na literatura. Apesar dos íons leves serem mais abundantes no espaco, a alta taxa de ionização e o alto rendimento de dessorção induzidos pelos íons pesados podem compensar sua menor abundância. Este trabalho consiste em estudar os efeitos da irradiação de gelos astrofísicos por íons pesados e rápidos, em projeto de colaboração entre as instituições PUC-Rio e CIMAP-GANIL. Os experimentos foram realizados nas linhas de baixa e média energia do acelerador GANIL, utilizando íons de Ni com 46 MeV e 537 MeV de energia cinética. Os gelos foram analisados utilizando a técnica de espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os quatro gelos irradiados foram: H2O, CO, CO2 e H2O:NH3:CO. As grandezas analisadas foram as seções de choque de destruição destas moléculas, as seções de choque de formação de novas espécies moleculares formadas nos gelos e os rendimentos de dessorção. Os resultados mostram que os íons pesados são mais eficientes do que os prótons na dessorção de moléculas em mantos de gelo no espaço, mesmo considerando as baixas abundâncias deles nos raios cósmicos. Ao contrário, em se tratando de síntese de novas espécies moleculares, os prótons são mais eficientes do que os íons pesados. / [fr] Dans le système solaire et dans les régions denses du milieu interstellaire, des manteaux de glaces constitués de petites molécules sont irradiés par des particules ionisantes : des photons, des électrons et des ions. L’interaction entre les particules énergétiques et les manteaux induit plusieurs processus tels que les réactions chimiques, les changements de phase et la désorption de molécules. Les effets de l’irradiation par des photons et des ions légers sont étudiés depuis 20 ans. Cependant, les expériences réalisées avec des ions lourds et rapides sont rares dans la littérature. Bien que les ions légers soient plus abondants, le grand pouvoir d’arrêt et le haut rendement de pulvérisation des ions lourds peuvent compenser cet écart numérique. Ce travail résulte d’un projet de collaboration entre la PUC-Rio et le CIMAP-GANIL. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet de l’irradiation de glaces astrophysiques avec des ions lourds et rapides. Les expériences ont été réalisées sur les lignes IRRSUD et SME du GANIL avec des ions Ni (46 et 537 MeV). L’analyse des glaces a été faite par spectroscopie infrarouge par transformée de Fourier (FTIR). Quatre cibles ont été irradiées et analysées : H2O, CO, CO2 et H2O :CO :NH3. Les sections efficaces de destruction, de création des molécules produites et les rendements de pulvérisation ont été déterminés pour chaque cible. Les résultats obtenus montrent que les ions lourds sont plus efficaces que les protons pour la pulvérisation des manteaux de glaces alors que les protons sont eux plus efficace pour la synthèse de nouvelles molécules.

[pt] Compostos orgânicos observados em corpos do espaço interplanetário são de particular importância para revelar os processos físico-químicos que podem estar relacionados com a origem da vida. Aminoácidos, como a alanina, devem ter desempenhado um papel crucial neste processo, uma vez que são componentes básicos das proteínas, constituintes essenciais de todos os organismos vivos. Informações sobre a radioresistência deles são essenciais para o desenvolvimento de modelos sobre como as moléculas prebióticas são formadas ou resistem a viagens no Sistema Solar e além. Em particular, a seção de choque de destruição por impacto de elétrons precisa ser conhecida e o processo da radiólise, entendido. O presente estudo visa determinar a dependência da seção de choque de destruição da alanina por impacto de feixe de elétrons com energias na faixa de 100 eV até 1 keV para alvos com espessura entre 10 nm e 1000 nm. A degradação da amostra pelo feixe de elétrons foi monitorada por espectroscopia no infravermelho (FTIR). Além disso, são apresentadas simulações feitas pelo método Monte Carlo para irradiações na alanina com feixes de elétrons de 250 eV até 5 keV. Infere-se pelas simulações do programa CASINO que os parâmetros considerados variam em função de E(1,7). Resultados experimentais indicam que a seção de choque de destruição efetiva diminui exponencialmente com a espessura da amostra até atingir um nível de saturação. A seção de choque de destruição efetiva aumenta com a energia incidente segundo a lei de potência E (1,76). Determinou-se os valores dos A-values para as bandas estudadas, através do método de espectroscopia no infravermelho, e são da ordem de 10(-18) cm(2)/molec. Encontrou-se um acordo qualitativo moderado entre os resultados da modelagem com os dados experimentais. Conclui-se que ele será sensivelmente melhorado se for acrescentado o processo de sputtering à radiólise analisada. / [en] Organic compounds observed in interplanetary space bodies are of particular relevance for revealing the physical-chemical processes that may be related to life s origin. Amino acids, such as alanine, are supposed to have played a crucial role in this process since they are basic components of proteins, essential constituents of all living organisms. Information about their radioresistance is essential for the development of models on how prebiotics molecules are formed or resist travelling in the Solar System and beyond; in particular the destruction cross-section by electron impact needs to be known and the radiolysis process needs to be understood. The current study aims to determine the dependence of alanine destruction cross-section on electron beam impact with energies in the range of 100 eV - 1 keV for thickness targets range of 10 nm - 1000 nm. The sample s degradation by the electron beam was monitored by infrared spectroscopy (FTIR). Moreover, simulations performed by Monte Carlo method for alanine irradiation with electron beam energies from 250 eV up to 5 keV are presented. It is inferred by the CASINO simulations, that the considered parameters vary as a function of E(1.7). Experimental results indicate that the effective destruction cross section decreases exponentially with the sample s thickness until it reaches a saturation level. The effective destruction cross section increases with incident energy according to the power law of E (1.76). The bands A-values were determined by infrared spectroscopy method and are in the order of 10(-18) cm(2)/molec. A moderate qualitative agreement was found between modeling results and the experimental data. It is concluded that it will be significantly improved if the sputtering process is added to the analyzed radiolysis.

[pt] A vida pode ter se originado na Terra a partir de moléculas prebióticas que chegaram transportadas por corpos extraterrestres. A análise de fragmentos do meteorito Murchison sugere que sua composição é constituída de material produzido antes do início da vida terrestre atual. Em seu interior foram encontrados 17 aminoácidos primários e 13 açúcares. Sabendo que os aminoácidos, blocos constituintes de proteínas, são fundamentais na composição de todos os organismos vivos, a comunidade acadêmica propôs uma teoria da evolução com princípios exógenos. Considerando que partículas α com energia em torno de 1 keV são muito abundantes no Sistema Solar, este trabalho tem como objetivo determinar experimentalmente a radiorresistência da glicina. Assim, são estudados os diferentes efeitos da radiação devido a essa interação, como sputtering e radiólise. Os experimentos foram realizados no Laboratório Van de Graaff da PUC-Rio, onde filmes de glicina foram preparados e irradiados por um feixe de íons de He+ com energias de 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 keV produzidos por um pequeno canhão de íons. A espectroscopia por infravermelho (FTIR) foi utilizada para analisar os efeitos da irradiação. Dados experimentais mostram que a seção de choque de destruição (𝜎𝑑) da glicina depende da energia do feixe e da temperatura da amostra. As seções de choque em função da temperatura foram determinadas e variam entre 10-18 e 10-15 cm2: temperaturas mais baixas resultam em menores 𝜎𝑑. Em função da energia, 𝜎𝑑 varia entre 10-16 e 10-1 cm2, sendo seus maiores valores correspondentes às maiores faixas de energia. Além disso, esta pesquisa procurou descobrir se moléculas-filhas surgem após a irradiação de glicina com partículas α de keV. Ademais, para modelar os resultados experimentais, foi desenvolvido um software denominado TRIM-estendido. / [en] Life may have originated on Earth from prebiotic molecules that arrived brought by extraterrestrial bodies. Fragments analysis of Murchison meteorite suggests that it is made of Solar System (SS) primitive material before the beginning of nowadays terrestrial life. In its interior, 17 primary amino acids and 13 sugars were found. Knowing that amino acids, building blocks of proteins, are fundamental in the composition of all organisms, the academic community suggests the possibility of an evolution theory based on exogen principles. A major question is how the prebiotic material could survive billions of years in the interplanetary medium. Considering that α particles with energy of about 1 keV are very abundant in the SS, this work aims to determine experimentally the glycine radioresistance. Thus, the different radiation effects due to this interaction, like sputtering and radiolysis, is studied. Experiments were performed at the Van de Graaff Laboratory of PUC-Rio, using a He+ beam produced by a keV accelerator. Glycine films were prepared and irradiated by the He+ beam ions with energies of 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 keV. Infrared spectroscopy (FTIR) was used to analyze the irradiation effects. Experimental data show that Glycine destruction cross section depends on the beam energy and on sample temperature. The energy dependence indicates that at low energies, glycine absorbance decay faster than at higher energies. Additionally, this research intends to find out if daughter molecules arise after Glycine irradiation with α keV particles. The TRIM-extended model was developed for modelling the experimental data.