Analisi geochimica ed ambientale di sedimenti ed acque del lago di Veovaca (Vares- Bosnia ed Erzegovina)

Il lavoro svolto nella zona di Vareš, in particolare nella zona del lago di Veovača ha investigato diverse matrici ambientali (sedimenti, suoli, acque) per valutare le loro caratteristiche e la loro qualità. Nella zona è stata presente in passato attività estrattiva e di lavorazione dei minerali estratti, da qui la necessità di questo studio esplorativo. Il lavoro svolto si divide in tre fasi: campionamento, svolto in quattro giorni passati in campagna; analisi dei campioni raccolti e interpretazione dei risultati. Sono state campionate acque e sedimenti in punti interni al lago, altri in corrispondenza delle sue sponde e punti lungo la diga. Sul materiale solido sono state svolte analisi di spettrometria di fluorescenza a raggi X, mentre sulle acque sono state applicate tecniche di spettrometria di assorbimento atomico (AAS), spettrometria di emissione al plasma induttivamente accoppiato (ICP-AES) e cromatografia ionica oltre che a misure di parametri chimico-fisici in campo. Sono stati poi valutati i risultati, attraverso il confronto con banche dati di riferimento ed elaborazioni statistiche e grafiche. Si tratta di uno studio preliminare effettuato su un piccolo numero di campioni e perciò solo indicativo e non in grado di fornire risposte definitive sulla condizione ambientale dell'area. Tuttavia queste prime informazioni consentono di delineare un quadro nel quale future indagini potranno approfondire aspetti e problemi critici per la qualità ambientale.

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

In questo lavoro è 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 più utilizzata, tuttavia, è 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 più 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 è necessario un modello strutturale già esistente o creato ex novo da una molecola di partenza molto simile. Sarà presentato lo studio degli esperimenti ottenuti su campioni sia solidi che in soluzione: in questo modo è stato possibile effettuare un confronto tra le due forme dello stesso composto nonché si è potuto osservare i cambiamenti riguardanti l’interazione metallo-solvente a diverse concentrazioni. Come sarà mostrato in seguito, l’analisi sui solidi è risultata più 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.

Investigation of spectral stability of X-ray tubes by simulations and experimental spectrum measurements

L'obiettivo di questo lavoro è quello di analizzare la stabilità di uno spettro raggi X emesso da un tubo usurato per analisi cardiovascolari, in modo da verificare il suo comportamento. Successivamente questo tipo di analisi sarà effettuata su tubi CT. Per raggiungere questo scopo è stato assemblato un particolare set-up con un rivelatore al germanio criogenico in modo da avere la miglior risoluzione energetica possibile ed alcuni particolari collimatori così da ridurre il flusso fotonico per evitare effetti di pile-up. Il set-up è stato costruito in modo da avere il miglior allineamento possibile nel modo più veloce possibile, e con l'obiettivo di rendere l'intero sistema portabile. Il tubo usato è un SRM Philips tube per analisi cardiovascolari; questa scelta è stata fatta in modo da ridurre al minimo i fattori esterni (ottica elettromagnetica, emettitori) e concentrare l'attenzione solo sugli effetti, causati dalle varie esposizioni, sull'anodo (roughness e bending) e sul comportamento di essi durante il surriscaldamento e successivo raffreddamento del tubo. I risultati mostrano come durante un'esposizione alcuni fattori di usura del tubo possono influire in maniera sostanziale sullo spettro ottenuto e quindi alterare il risultato. Successivamente, nell'elaborato, mediante il software Philips di ricostruzione e simulazione dello spettro si è cercato di riprodurre, variando alcuni parametri, la differenza riscontrata sperimentalmente in modo da poter simulare l'instabilità e correggere i fattori che la causano. I risultati sono interessanti non solo per questo esperimento ma anche in ottica futura, per lo sviluppo di applicazioni come la spectral CT. Il passo successivo sarà quello di spostare l'attenzione su un CT tube e verificare se l'instabilità riscontrata in questo lavoro è persiste anche in una analisi più complessa come quella CT.

Physical characterization of laser interaction and shock generation in laser processing: coupled theoretical-experimental analysis

Outline: • Introduction • Fundamental Physics of the Laser-Plasma Interaction in Laser Shock Processing • Theoretical/Computational Model Description • Some Results. Analysis of Interaction Parameters • Experimental Validation. Diagnosis Setup • Discussion and Outlook

Laser-Driven Ion Accelerators: State of the Art and Applications

Laser-plasma based accelerators of protons and heavier ions are a source of potential interest for several applications, including in the biomedical area. While the potential future use in cancer hadrontherapy acts as a strong aspirational motivation for this research field, radiobiology employing laser-driven ion bursts is alreadyan active field of research. Here we give a summary of the state of the art in laser driven ion acceleration, of the main challenges currently faced by the research inthis field and of some of the current and future strategies for overcoming them.

Influência das espécies ativas na absorção de intersticiais durante a carbonitretação a plasma do TI

Physical-chemical properties of Ti are sensible to the presence of interstitial elements. In the case of thermochemical treatments plasma assisted, the influence of different active species is not still understood. In order to contribute for such knowledge, this work purposes a study of the role played by the active species atmosphere into the Ar N2 CH4 carbonitriding plasma. It was carried out a plasma diagnostic by OES (Optical Emission Spectroscopy) in the z Ar y N2 x CH4 plasma mixture, in which z, y and x indexes represent gas flow variable from 0 to 4 sccm (cm3/min). The diagnostic presents abrupt variations of emission intensities associated to the species in determined conditions. Therefore, they were selected in order to carry out the chemical treatment and then to investigate their influences. Commercial pure Ti disks were submitted to plasma carbonitriding process using pre-established conditions from the OES measurements while some parameters such as pressure and temperature were maintained constant. The concentration profiles of interstitial elements (C and N atoms) were determined by Resonant Nuclear Reaction Analysis (NRA) resulting in a depth profile plots. The reactions used were 15N(ρ,αγ)12C and 12C(α,α)12C. GIXRD (Grazing Incidence X-Ray Diffraction) analysis was used in order to identify the presence of phases on the surface. Micro-Raman spectroscopy was used in order to qualitatively study the carbon into the TiCxN1 structure. It has been verified which the density species effectively influences more the diffusion of particles into the Ti lattice and characteristics of the layer formed than the gas concentration. High intensity of N2 + (391,4 nm) and CH (387,1 nm) species promotes more diffusion of C and N. It was observed that Hα (656,3 nm) species acts like a catalyzer allowing a deeper diffusion of nitrogen and carbon into the titanium lattice.

Electron injection by a nanowire in the bubble regime

The triggering of wave-breaking in a three-dimensional laser plasma wake (bubble) is investigated. The Coulomb potential from a nanowire is used to disturb the wake field to initialize the wave-breaking. The electron acceleration becomes more stable and the laser power needed for self-trapping is lowered. Three-dimensional particle-in-cell simulations were performed. Electrons with a charge of about 100 pC can be accelerated stably to energy about 170 MeV with a laser energy of 460 mJ. The first step towards tailoring the electron beam properties such as the energy, energy spread, and charge is discussed. (C) 2007 American Institute of Physics.

激光功率密度对Al膜靶后表面快电子发射的影响

报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果.实验得到：当激光功率密度小于1017 W/cm^2时,电子发射没有明显定向性,在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017 W/cm^2,小于1018 W/cm^2时,电子主要沿靶面法线方向发射;当激光功率密度达到相对论强度时,电子主要沿激光传播方向发射;激光功率密度未达到相对论强度时,靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率;激光功率密度达相对论强度以上时,靶后表面法线方向

准分子激光等离子体开关控制脉宽研究

利用准分子激光等离子体技术，在紫外预电离XeCl准分子激光器上获得了最短1．58ns的短脉冲激光输出。实验中分析了聚焦到薄膜表面的光束能量密度对所产生的等离子体密度的影响，并对不同等离子体密度及维持时间情况下脉冲压缩效果进行了讨论，给出了激光器谐振腔在稳定腔及非稳腔两种工作方式下的实验结果。激光器在稳定腔工作时，脉宽可压缩至2．87ns采用非稳腔结构时，在脉冲能量不变情况下减小聚焦光斑面积，提高入射到薄膜表面的能量密度，得到了最短1．58ns的短脉冲激光输出。该技术适用于任何其它准分子器件。

Study of electron-beam propagation through preionized dense foam plasmas

The transport of an intense electron-beam produced by the Vulcan petawatt laser through dense plasmas has been studied by imaging with high resolution the optical emission due to electron transit through the rear side of coated foam targets. It is observed that the MeV-electron beam undergoes strong filamentation and the filaments organize themselves in a ringlike structure. This behavior has been modeled using particle-in-cell simulations of the laser-plasma interaction as well as of the transport of the electron beam through the preionized plasma. In the simulations the filamentary structures are reproduced and attributed to the Weibel instability.

Application of proton radiography in experiments of relevance to inertial confinement fusion

Multi-Mev proton beams generated by target normal sheath acceleration (TNSA) during the interaction of an ultra intense laser beam (Ia parts per thousand yen10(19) W/cm(2)) with a thin metallic foil (thickness of the order of a few tens of microns) are particularly suited as a particle probe for laser plasma experiments. The proton imaging technique employs a laser-driven proton beam in a point-projection imaging scheme as a diagnostic tool for the detection of electric fields in such experiments. The proton probing technique has been applied in experiments of relevance to inertial confinement fusion (ICF) such as laser heated gasbags and laser-hohlraum experiments. The data provides direct information on the onset of laser beam filamentation and on the plasma expansion in the hohlraum's interior, and confirms the suitability and usefulness of this technique as an ICF diagnostic.

Electromagnetic beam profile dynamics in collisional plasmas

The compression of a finite extent Gaussian laser pulse in collisional plasma is investigated. An analytical model is employed to describe the spatiotemporal evolution of a laser pulse propagating through the plasma medium. The pulse geometry is modeled via an appropriate ansatz which takes into account both beam radius (in space) and pulse width (in time). Compression and self-focusing are taken into account via appropriated group velocity dispersion and nonlinearity terms. The competition among the collisional nonlinearity in the plasma and the effect of divergence due to diffraction is pointed out and investigated numerically. Our results suggest that laser pulse compression and intensity localization is enhanced by plasma collisionality. In specific, a pulse width compression by an order of magnitude approximately is observed, for typical collisional laser plasma parameters, along with a significant increase in the intensity.