Sviluppo e convalida di un modello Monte Carlo per ottenere le curve isodose all'interno di una sala a raggi x nell'ospedale clinico Universitario di Valencia

Per prevedere i campi di dose attorno a dispositivi radiologici, vengono sviluppati e validati, per mezzo di misure sperimentali, modelli Monte Carlo (utilizzando MCNP5). Lo scopo di questo lavoro �� quello di valutare le dosi ricevute da persone che operano all'interno della sala di raggi X, mentre il tubo �� in funzione. Il tubo utilizzato �� un DI-1000/0.6-1.3 della azienda svizzera COMET AG. Per prima cosa si �� ottenuto lo spettro di emissione dei raggi X con la Tally F5 simulando l'interazione di un fascio di elettroni contro un anodo di tungsteno. Successivamente, con una F4MESH, si �� ricavato il flusso di fotoni in ogni cella della mesh tridimensionale definita sulla sala; la conversione a dose equivalente �� ottenuta per mezzo di fattori di conversione estratti dal NIST. I risultati della Tally FMESH vengono confrontati con i valori di dose misurati con una camera di ionizzazione Radcal 1800 cc. I risultati sono ottenuti per le seguenti condizioni operative: 40 kVp, 100 mA, 200 mAs, fuoco fine e filtro in alluminio di spessore 0,8 mm. Confrontando con le misure sperimentali si osserva che tali valori differiscono da quelli simulati di circa un 10%. Possiamo quindi prevedere con buona approssimazione la distribuzione di dose mentre il tubo �� in funzione. In questo modo �� possibile ridurre al minimo la dose ricevuta dall'operatore.

Sintesi di nanocluster molecolari di platino stabilizzati da monossido di carbonio

Questo lavoro di Tesi �� diviso essenzialmente in due parti. La prima parte consiste nello studio delle reazioni di decomposizione termica dei cluster di Chini [Pt3n(CO)6n]2��� (n = 3-6) sia come sali sodici che come sali di tetra alchilammonio. Al variare delle condizioni di reazione si ottengono vari prodotti, a volte come specie singole, ma pi�� spesso come miscele. Tra questi sono stati individuati i prodotti gi�� noti [Pt19(CO)22]4-, [Pt24(CO)30]2���, [Pt26(CO)32]2-. Inoltre sono stati isolati e caratterizzati strutturalmente i nuovi cluster [Pt33(CO)38]2- e [Pt44(CO)45]2-. Nella seconda parte del lavoro di Tesi �� stata studiata l'ossidazione di [Pt19(CO)22]4- con l'acido HBF4���(OCH2CH3)2. Anche questa reazione porta alla formazione di vari prodotti a seconda della quantit�� di acido impiegata e del tempo di reazione. Sono state individuate al momento le specie [Pt19(CO)22]3-, [Pt40(CO)40]6-, [Pt36(CO)44]2- e [Pt38(CO)44]2-. Tutte queste specie, tranne la prima, sono state caratterizzate strutturalmente. Le nuove specie [Pt33(CO)38]2- e [Pt36(CO)44]2- mostrano delle strutture ccp difettive riconducibili a quella di [Pt38(CO)44]2-. Il cluster [Pt44(CO)45]2- mostra invece una struttura compatta complessa ABCBA, che pu�� essere vista come due frammenti ccp geminati tramite un piano di riflessione. Il cluster [Pt40(CO)40]6- rappresenta un raro caso (unico per i cluster di platino) di cluster con elevata nuclearit�� di struttura bcc. La struttura dei nanocluster molecolari ottenuti �� stata determinata tramite cristallografia a raggi X su cristallo singolo e le propriet�� redox di alcuni di questi cluster sono state investigate tramite voltammetria ciclica. Il profilo della voltammetria ciclica del [Pt33(CO)38]2��� mostra una serie di processi redox, due ossidazioni e quattro riduzioni, che indicano alcune propriet�� di reversibilit�� chimica permettendo cos�� di individuare una serie di cluster strettamente correlati del tipo [Pt33(CO)38]n��� (n=0-6) come suggeriscono anche gli studi IR spettroelettrochimici. Inoltre sono stati condotti studi 13C{1H}NMR di [Pt19(CO)22]4- arricchito isotopicamente con 13CO per investigare il comportamento di questa specie durante il processo ossidativo.

Rivelatori di raggi X basati su cristalli organici semiconduttori

Negli ultimi anni, i progressi della ricerca scientifica nell'ambito dell'elettronica organica hanno messo in luce le propriet�� dei cristalli organici che rendono possibile un loro potenziale utilizzo nel campo della rivelazione di radiazioni ionizzanti. All'interno di questa tesi, analizzeremo le prestazioni di rivelazione di raggi X da parte di due cristalli che si distinguono tra loro per propriet�� chimiche e fisiche: l'NTI e il Rubrene. Questi due materiali verranno sottoposti a misure elettriche, svolte in diverse condizioni di irraggiamento, e dai dati ottenuti sar�� possibile analizzare la risposta alla radiazione da parte di ciascun dispositivo. Verranno valutate le capacit�� di rivelazione da parte dei due materiali studiati, in base ai parametri che caratterizzano i rivelatori di radiazione a stato solido, e sar�� inoltre possibile mettere a confronto i risultati ottenuti dai due diversi cristalli e osservare eventuali comportamenti differenti.

Qualita di nuove accessioni di fragola (fragaria x ananassa) in funzione del tipo di materiale di propagazione: Aspetti analitici e sensoriali

La ricerca �� stata svolta presso il Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura - Unit�� di Ricerca per la Frutticoltura di Forl�� (CRA-FRF) ed ha riguardato lo studio delle caratteristiche qualitative e di alcuni composti bioattivi dei frutti di 10 diverse accessioni varietali di fragola (6 variet��: Alba, Nora, Garda, Jonica, Brilla, Pircinque; 4 selezioni in avanzata fase di studio ottenute nell���ambito dei programmi di breeding pubblico-privati condotti e coordinati dal CRA-FRF: CE 51, CE 56, VR 177.2, VR 4) coltivate per un biennio nello stesso ambiente (cesenate). Sono state considerate due differenti tipologie di piante: frigoconservata (tipologia tradizionale) e fresca ���cima radicata��� (tipologia innovativa che si sta sempre pi�� affermando presso i produttori). L���obiettivo principale di questa tesi �� finalizzato alla caratterizzazione qualitativa e nutrizionale dei frutti raccolti dalle due tipologie di pianta. L���interesse di monitorare l���effetto di questa innovativa tecnica di coltivazione deriva dalla sua sempre maggiore affermazione in quanto consente una significativa riduzione dei costi di produzione. Lo studio delle 10 accessioni di fragola (tra cui quelle che attualmente stanno dominando lo standard varietale del Nord Italia) pu�� permettere di aggiungere informazioni importanti sulla loro caratterizzazione qualitativa, in particolare sulle caratteristiche sensoriali mediante un approccio quantitativo descrittivo. Infine, la ripetizione dello studio per due annate differenti pu�� consentire di valutare l���influenza del fattore ���anno��� sui caratteri studiati.

The gas mass fraction and the dynamical state in x-ray luminous clusters of galaxies at low redshift

Gli ammassi di galassie sono le strutture gravitazionalmente legate con le pi�� profonde buche di potenziale, pertanto �� previsto che questi contengano una frazione di barioni non molto diversa da quella cosmologica. Con l���introduzione di modelli sempre pi�� accurati di fisica barionica all���interno di simulazioni idrodinamiche �� stato possibile predire la percentuale cosmica di barioni presente negli ammassi di galassie. Unendo questi modelli previsionali con misure della frazione di gas in ammassi e informazioni sulla densit�� di barioni dell���Universo si pu�� ottenere una stima della densit�� di materia cosmica ��m. L'obiettivo di questo lavoro di Tesi �� la stima di ��m a partire dalla frazione di gas osservata in questi sistemi. Questo lavoro era stato gi�� fatto in precedenza, ma tenendo in considerazione solo gli ammassi pi�� massivi e dinamicamente rilassati. Usando parametri che caratterizzano la morfologia della distribuzione di brillanza superficiale nei raggi X, abbiamo classificato i nostri oggetti come rilassati o disturbati, laddove presentassero evidenze di recenti attivit�� di interazione. Abbiamo dunque valutato l���impatto degli oggetti disturbati sulla stima del parametro cosmologico ��m, computando il Chi2 tra la frazione di massa barionica nell���Universo e quella da noi ricavata. Infine abbiamo investigato una relazione tra il valore della frazione di gas degli ammassi rilassati e quello dei disturbati, in modo da correggere quindi questi ultimi, riportandoli nei dintorni del valore medio per i rilassati e usarli per ampliare il campione e porre un vincolo pi�� stringente su ��m. Anche con il limitato campione a nostra disposizione, �� stato possibile porre un vincolo pi�� stretto su ��m, utilizzando un maggior numero di oggetti e riducendo cos�� l���errore statistico.

Influenza di un co-sustrato sulla biodegradabilit�� anaerobica (mesofilica) dei fanghi di stazioni di depurazione delle acque residuali

La presente tesi di laurea magistrale si �� elaborata nell'ambito del Dipartimento di Tecnologie Ambientali dell'Universit�� di Cadice (Spagna). Tratta lo studio dell'influenza di un co-substrato sulla biodegradabilit�� anaerobica, in condizioni mesofiliche, dei fanghi di depurazione delle acque residuali. Il co-substrato utilizzato per il miglioramento dei trattamenti dei fanghi �� il glicerolo, un sottoprodotto di lavorazione del biodiesel. Le prove realizzate mirano a ottimizzare l'eliminazione della materia organica e la produzione di biogas (idrogeno e metano). Come imminente prospettiva futura, avremo l'avviamento nelle migliori condizioni di processo dell'impianto pilota di depurazione fanghi ubicato presso la stazione di trattamento delle acque reflue urbane di Cadice - San fernando.

Connection between x-ray and radio properties of cool-core galaxy clusters hosting radio mini-halos

Gli ammassi di galassie sono gli oggetti gravitazionalmente legati pi�� grandi dell���Universo. Questi emettono principalmente in banda X tramite bremsstrahlung. Una frazione mostra anche emissione radio diffusa da parte di elettroni relativistici che spiraleggiano nel campo magnetico. Si possono classificare tre tipi di emissione: alon, relitti e mini-aloni radio (MH). I MH sono sorgenti radio su scale di ��� 200 ��� 500 kpc, osservate al centro di ammassi caratterizzati dalla presenze di cool-core (CC). L���origine dei MH non �� ancora chiara. Gli elettroni relativistici che emettono in banda radio hanno tempi di vita radiativi di molto inferiori a quelli necessari per diffondere sulle scale dell���emissione diffusa. Quindi non sono semplicemente iniettati dalle galassie presenti negli ammassi ed �� necessario un meccanismo di accelerazione ���in-situ��� nell���ICM. I MH testimoniano la presenza di meccanismi che canalizzano parte del budget energetico disponibile nei CC nell���ICM.Quindi lo studio �� importante per comprendere la fisica dell���ICM e l���interazione fra le componenti non termiche e termiche. I MH si formano attraverso la riaccelerazione delle particelle relativistiche ad opera della turbolenza del gas. L���origine di questa turbolenza tuttavia non �� ancora ben compresa. Gli ammassi CC sono caratterizzati da un picco della brillanza X nelle regioni centrali e da un drop della temperatura verso il centro accompagnata da aumento della densit�� del gas. Si ritiene che questo sia dovuto al raffreddamento del gas che quindi fluisce nelle zone centrali. Recenti osservazioni in X risultan inconsistenti con il modello classico di CF, suggerendo la presenza di una sorgente di riscaldamento del gas su scale del core degli ammassi. Recentemente Zhuravleva (2014) hanno mostrato che il riscaldamento dovuto alla turbolenza prodotta dall'AGN centrale �� in grado di bilanciare il processo di raffreddamento. Abbiamo assunto che la turbolenza responsabile del riscaldamento del gas �� anche responsabile dell���accelerazione delle particelle nei MH. Nell���ambito di questo scenario ci si aspetta una correlazione tra la potenza del cooling flow, PCF, che �� una misura del tasso di energia emessa dal gas che raffredda nei CC, e la luminosit�� radio, che �� una frazione dell���energia della turbolenza che �� canalizzata nell���accelerazione delle particelle. In questo lavoro di tesi abbiamo utilizzato il pi�� grande campione disponibile di MH, allo scopo di studiare la connessione fra le propriet�� dei MH e quelle del gas termico nei core degli ammassi che li ospitano. Abbiamo analizzato i dati di 21 ammassi e ricavato i parametri fisici all���interno del raggio di cooling e del MH. Abbiamo ricavato la correlazione fra luminosit�� radio, e PCF. Abbiamo trovato che le due quantit�� correlano in modo quasi-lineare confermando i risultati precedenti. Tale correlazione suggerisce uno stretto legame fra le propriet�� del gas nei CC e l���origine dei MH.

Rivelatori a stato solido per raggi X a base di pentacene

I rivelatori a stato solido per raggi X hanno applicazioni in diversi ambiti, in particolare sono ampiamente utilizzati in ambito medico, in ambito industriale e come dispositivi per la sicurezza. Essendo molto diffusi nella nostra quotidianit�� si �� sempre alla ricerca di nuovi materiali e di nuove tecniche di fabbricazione in grado di ridurne i costi di produzione. Le ricerche attuali sono incentrate sullo studio di nuovi materiali sensibili ai raggi X, l'attenzione �� particolarmente diretta ai semiconduttori organici. Questi materiali risultano molto interessanti in quanto sono solubili in molti solventi, tale caratteristica permette lo sviluppo di nuove tecniche di fabbricazione a basso costo per rivelatori di grandi aree. Una delle tecniche di maggiore interesse �� la stampa a inchiostro su substrati flessibili e trasparenti. In questa tesi si analizzeranno le propriet�� elettriche, in particolare la variazione del segnale di corrente in seguito all'irraggiamento da raggi X, di alcuni campioni costituiti da TIPS-pentacene. Ci si soffermer�� in particolare sui metodi con cui tali cristalli sono stati deposti quali inkjet e drop-cast.

Progettazione e sviluppo di un collimatore multi-slit per un sistema tomografico cone-beam con raggi X di alta energia

L'obiettivo di questo lavoro di tesi consiste nel progettare, realizzare e testare due collimatori multi-slit da applicare ad un sistema tomografico a raggi X con geometria cone-beam, caratterizzato da un voltaggio massimo di 320 kV. I collimatori che verranno realizzati sono un pre-collimatore e un post-collimatore entrambi multi-slit. Il fine ultimo �� quello di riuscire ad avere un sistema di collimazione che permetta attraverso due sole tomografie di ottenere la ricostruzione dell'intero campione. L'abbattimento del tempo necessario per eseguire l'analisi costituisce il target su cui si basa questa tesi. Successivamente sulle immagini prodotte mediante questo nuovo sistema di collimazione saranno condotte delle specifiche analisi e i risultati saranno confrontati con quelli ottenuti mediante un sistema di collimazione a singola fenditura, anch'esso progettato in questa tesi e appositamente realizzato.

Characterization of X-ray detectors based on organic semiconducting single crystals

Negli anni recenti, lo sviluppo dell���elettronica organica ha condotto all���impiego di materiali organici alla base di numerosi dispositivi elettronici, quali i diodi ad emissione di luce, i transistor ad effetto di campo, le celle solari e i rivelatori di radiazione. Riguardo quest���ultimi, gli studi riportati in letteratura si riferiscono per la maggiore a dispositivi basati su materiali organici a film sottile, che tuttavia presentano problemi relativi ad instabilit�� e degradazione. Come verr�� illustrato, l���impiego di singoli cristalli organici come materiali alla base di questi dispositivi permette il superamento delle principali limitazioni che caratterizzano i rivelatori basati su film sottili. In questa attivit�� sperimentale, dispositivi basati su cristalli organici semiconduttori verranno caratterizzati in base alle principali figure di merito dei rivelatori. Tra i campioni testati, alcuni dispositivi basati su singoli cristalli di 6,13-bis (triisopropylsilylethynyl)-pentacene (TIPS-Pentacene) e 5,6,11,12-tetraphenyltetracene (Rubrene) hanno mostrato interessanti propriet�� e sono stati quindi maggiormente studiati.

Studio della struttura locale di droganti in quantum dots mediante spettroscopia di assorbimento di raggi X

La capacit�� della spettroscopia di assorbimento di riuscire a determinare la struttura locale di campioni di ogni tipo e concentrazione, dagli elementi puri ai pi�� moderni materiali nanostrutturati, rende lo studio dei meccanismi di incorporazione di droganti in matrici di semiconduttori il campo che meglio ne esprime tutto il potenziale. Inoltre la possibilit�� di ottenere informazioni sulla struttura locale di un particolare elemento in traccia posto in sistemi senza ordine a lungo raggio risulta, ovviamente, nello studio dei semiconduttori di grandissimo interesse. Tuttavia, la complessit�� di determinate strutture, generate dalla incorporazione di elementi eterovalenti che ne modificano la simmetria, pu�� far si che all���analisi sperimentale si debbano affiancare dei metodi avanzati ab-initio. Questi approcci garantiscono, attraverso la simulazione o di strutture atomiche o dello stesso spettro XAS, di ottenere una pi�� completa e precisa interpretazione dei dati sperimentali. Nella fase preliminare di questo elaborato si illustrer�� la fenomenologia della spettroscopia di assorbimento e i fondamenti teorici che stanno alla base dell���analisi della struttura fine di soglia. Si introdurranno contemporaneamente le tecniche sperimentali con cui si realizzano le misure di spettri di assorbimento su una beamline che sfrutta sorgente di radiazione di sincrotrone facendo riferimento agli strumenti montati sulla linea LISA (o BM08) presso l���European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble su cui si sono realizzati gli esperimenti di questo lavoro. Successivamente si realizzer�� una rassegna di alcuni esperimenti simbolo della analisi della struttura locale di droganti in semiconduttori mediante XAFS, andando ad approfondire i metodi sperimentali associati. Nella parte principale della tesi verranno descritti alcuni tipi di analisi avanzate effettuate su Colloidal Quantum Dots a base di solfuro di piombo drogati con antimonio. Tali sistemi, particolarmente interessanti per potenziali applicazioni in campo optoelettrico, sono stati analizzati mediante misure di fluorescenza ottenute sulla beamline LISA. La fase di analisi ha visto la progettazione di una suite di programmi in C++ per realizzare simulazioni di uno spettro XAS teorico completo basato su strutture ottenute (anche esse) da metodi ab-initio.

Valutazione della fluenza fotonica di un tubo a raggi X tramite metodi semiempirici basati su simulazioni Montecarlo

Il lavoro svolto in questa tesi si inserisce in una ricerca iniziata pochi anni fa dal Dott. Bontempi. Riguarda la stima della fluenza fotonica tramite due metodi diversi da quelli adottati nella letteratura. I metodi proposti dalla letteratura valutano operativamente la fluenza fotonica ad alta intensit��. Sono basati sulla correlazione tra fluenza fotonica e quantit�� dosimetriche, come l���esposizione o l���Air Kerma. Altre correlano la valutazione dell���HVL con la fluenza dei fotoni. Sebbene queste metodologie siano semplici da implementare, la valutazione della fluenza dei fotoni �� ottenuta tramite il concetto di equivalenza del fascio monocromatico. Questo causa discrepanze nella valutazione della reale quantit�� di fotoni emessa dalla sorgente di raggi X. Il Dott. Bontempi ha sviluppato due diverse metodologie per il calcolo della fluenza: il primo metodo �� basato sul calcolo del Kerma unito ad un modello semi empirico per il computo dello spettro dei raggi X. Il secondo metodo �� invece basato sulla valutazione della funzione nNPS registrata in un���immagine a raggi X e quella ottenuta simulando il sistema sorgente-rivelatore.

H-gruppi e co-H-gruppi

Si inizia generalizzando la teoria dei gruppi a categorie qualsiasi, quindi senza necessariamente un insieme sostegno, studiando anche i cogruppi, ovvero gli oggetti duali dei gruppi, e caratterizzando in termini categoriali tali strutture. Vengono poi studiati oggetti topologici con la struttura di gruppo generalizzato vista inizialmente, compatibile con la struttura topologica. L'utilit�� degli H-gruppi e dei co-H-gruppi �� specialmente in topologia algebrica, dove la struttura di questi oggetti fornisce molte informazioni sul loro comportamento, in termini di gruppi di omotopia e di pi�� generici gruppi di mappe fra loro e altri spazi. Vengono poi dati esempi di questi oggetti, e si studia come i co-H-gruppi, in particolare, permettono di definire i gruppi di omotopia e di dimostrare i risultati fondamentali della teoria dell'omotopia.

TIPS-pentacene come rivelatore di raggi-X

Il presente lavoro di tesi si inserisce all���interno del progetto europeo i-FLEXIS il cui obiettivo �� lo sviluppo di un sensore di raggi X innovativo, affidabile, a basso costo e basato su componenti eterogenei organici. Attualmente, i rivelatori di radiazione ionizzante a stato solido fanno uso di materiali inorganici e sono ampiamente impiegati in ambito medico, industriale e come dispositivi per la sicurezza. Le scoperte scientifiche degli ultimi anni nell'ambito dei semiconduttori organici hanno evidenziato che tali materiali sono sensibili alla radiazione ionizzante e il loro utilizzo permette di realizzare rivelatori diretti di raggi-X, convertendo fotoni in segnale elettrico. Questi dispositivi sono caratterizzati da flessibilit��, possibilit�� di lavorare a temperatura ambiente, basso costo di produzione, poca energia di alimentazione, alta sostenibilit�� ambientale e dalla possibilit�� di coprire grandi aree. Tutte queste propriet�� concorrono ad incrementare sempre pi�� l���attenzione e l���interesse dei ricercatori in questo relativamente nuovo mondo: i semiconduttori organici. In questa tesi sono stati esaminati cinque diversi campioni di TIPS-pentacene con la finalit�� di evidenziare quali si prestino meglio come rivelatori di raggi-X. I campioni sono tutti in diverse forme e spaziano dal cristallo singolo ai film sottili, con particolare attenzione al comportamento dei cristalli singoli cresciuti mediante processi di stampa direttamente sul substrato. Per quanto riguarda i semiconduttori organici, la frazione di raggi-X assorbita dai materiali �� molto piccola e non �� in grado di giustificare il segnale misurato. Si �� effettuato inoltre un confronto tra la risposta dei campioni alla luce visibile e alla radiazione ionizzante per comprendere il meccanismo di generazione e rivelazione delle cariche in seguito all���assorbimento di raggi-X.

Studio dell'intorno locale di complessi antitumorali di Cu(I) e (II) tramite spettroscopia di assorbimento X

In questo lavoro �� presentato l'utilizzo della spettroscopia di assorbimento di raggi X applicata all'indagine inerente il numero e la natura degli atomi vicini di un centro metallico a due diversi stati di ossidazione [Cu(I) e Cu(II)] all'interno di complessi fosfinici e/o azotati. Gli spettri sono stati registrati nella loro completezza, comprendendo sia la soglia sia lo spettro esteso di assorbimento, e le transizioni elettroniche 1s���3d e 1s���4p sono state oggetto d'esame per avere indicazioni circa l'intorno locale del fotoassorbitore (l'atomo centrale). La tecnica pi�� utilizzata, tuttavia, �� stata l'analisi EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) che ha permesso di determinare l���effettiva coordinazione di Cu(I) e (II) nel caso dei complessi studiati. Il metodo consiste nella costruzione di un segnale teorico pi�� simile possibile a quello ottenuto sperimentalmente, e l���approccio per raggiungere questo obiettivo consiste nel seguire una procedura di fitting eseguita computazionalmente (tramite il pacchetto software GNXAS), per la quale �� necessario un modello strutturale gi�� esistente o creato ex novo da una molecola di partenza molto simile. Sar�� presentato lo studio degli esperimenti ottenuti su campioni sia solidi che in soluzione: in questo modo �� stato possibile effettuare un confronto tra le due forme dello stesso composto nonch�� si �� potuto osservare i cambiamenti riguardanti l���interazione metallo-solvente a diverse concentrazioni. Come sar�� mostrato in seguito, l���analisi sui solidi �� risultata pi�� affidabile rispetto a quella riferita alle soluzioni; infatti il basso rapporto segnale/rumore caratterizzante le misure di queste ultime ha limitato le informazioni ottenibili dai relativi spettri di assorbimento di raggi X.