An Evaluation of the Troxler 3241-B Nuclear Asphalt Gauge, MLR-85-11, 1986

The Troxler 3241-B Asphalt Content Gauge is intended for rapidly determining the bitumen content of bituminous paving mixtures. A 300 Millicurie Americuium 241: Beryllium source emitts neutrons which are affected by the hydrogen in the mix. The affected neutrons are detected by Helium 3 detectors, counted and computed into a percentage bitumen of the asphalt mix. The current methods of determining the bitumen content of bituminous paving mixtures requires the use of potentially hazardous chemicals and several hours of testing time. When extracted aggregates are not needed, determination of the bitumen content of a paving mixture by the nuclear method may be easier, quicker and potentially safer. The objective of the project is to study the accuracy of the Troxler 3241-B Nuclear Asphalt Content Gauge in measuring the asphalt cement (AC) content of asphalt concrete mixtures produced with different asphalt cements and different aggregates.

Percolation and three-dimensional structure of supercritical water

It is well established that at ambient and supercooled conditions water can be described as a percolating network of H bonds. This work is aimed at identifying, by neutron diffraction experiments combined with computer simulations, a percolation line in supercritical water, where the extension of the H-bond network is in question. It is found that in real supercritical water liquidlike states are observed at or above the percolation threshold, while below this threshold gaslike water forms small, sheetlike configurations. Inspection of the three-dimensional arrangement of water molecules suggests that crossing of this percolation line is accompa- nied by a change of symmetry in the first neighboring shell of molecules from trigonal below the line to tetrahedral above.

Avaliação de diferentes tipos de atmosferas modificadas na vida útil de carambolas minimamente processadas

Este trabalho teve por objetivo a avaliação da vida útil potencial de carambolas cv. Golden Star, minimamente processadas, armazenadas em diferentes tipos de embalagens plásticas, para a concepção da atmosfera modificada. Os frutos colhidos fisiologicamente maturos apresentaram coloração verde-amarelada, sólidos solúveis (SS) médios de 6,8 ºBrix e massa média de 185 g. Antes da aplicação dos tratamentos, os frutos foram selecionados, higienizados em solução de hipoclorito de sódio (NaOCl) a 100 mg. L-1, resfriados por 12 horas a 15 ± 0,5 °C, seccionados transversalmente, sendo então novamente higienizados em solução de NaOCl a 10 mg.L-1, por 3 minutos. Em seguida, os pedaços em forma de estrelas foram acondicionados em bandejas rígidas de poliestireno, com capacidade para 250 g, e revestidas com os seguintes materiais: T1: filme plástico perfurado de polietileno de baixa densidade (PEBD), de 0,006 mm; T2: filme plástico poliolefínico com antiembassamento da Dupont® (AGF), de 0,015 mm; T3: filme plástico poliolefínico da Dupont® (HF), de 0,015 mm; T4: filme plástico de PEBD, de 60 µm; T5: filme plástico de PEBD, de 80 µm; T6: filme plástico de polipropileno (PP), de 22 µm, e T7: bandeja rígida de polietileno tereftalato (PET), com capacidade para 500 mL, com tampa do mesmo material. As embalagens foram então armazenadas em câmara frigorífica a 12 ± 0,5 °C e 90 ± 3% de U.R, por 18 dias. Observou-se que não houve diferença significativa quanto aos sólidos solúveis (SS) e acidez titulável (AT). O maior número de microrganismos e valor de pH foram observados nos frutos embalados nos filmes plásticos de PEBD de 0,006 mm, AGF e HF de 0,015 mm da Dupont®. Entretanto, os frutos acondicionados nas embalagens PET apresentaram o maior teor de ácido ascórbico. Da mesma forma, somente nas embalagens PET é que se conseguiu modificação atmosférica eficiente do ponto de vista da manutenção dos atributos de qualidade durante o AR. Assim, esse tratamento proporcionou adequado controle microbiológico e manutenção das características de qualidade por 18 dias para as carambolas minimamente processadas.

A Be-type star with a black-hole companion

Stellar-mass black holes have all been discovered through X-ray emission, which arises from the accretion of gas from their binary companions (this gas is either stripped from low-mass stars or supplied as winds from massive ones). Binary evolution models also predict the existence of black holes accreting from the equatorial envelope of rapidly spinning Be-type stars (stars of the Be type are hot blue irregular variables showing characteristic spectral emission lines of hydrogen). Of the ~80 Be X-ray binaries known in the Galaxy, however, only pulsating neutron stars have been found as companions. A black hole was formally allowed as a solution for the companion to the Be star MWC 656 (also known as HD 215227), although that was based on a single radial velocity curve of the Be star, a mistaken spectral classification and rough estimates of the inclination angle. Here we report observations of an accretion disk line mirroring the orbit of the Be star. This, together with an improved radial velocity curve of the Be star through fitting sharp Fe II profiles from the equatorial disk, and a refined Be classification (to that of a B1.5-B2 III star), reveals a black hole of 3.8 to 6.9 solar masses orbiting MWC 656, the candidate counterpart of the gamma-ray source AGL J2241+4454. The black hole is X-ray quiescent and fed by a radiatively inefficient accretion flow giving a luminosity less than 1.6 x 10-7 times the Eddington luminosity. This implies that Be binaries with black-hole companions are difficult to detect by conventional X-ray surveys.

Dynamic and quasistatic trajectories in quasifission reactions and particle emission

We show that the quasifission paths predicted by the one-body dissipation dynamics, in the slowest phase of a binary reaction, follow a quasistatic path, which represents a sequence of states of thermal equilibrium at a fixed value of the deformation coordinate. This establishes the use of the statistical particle-evaporation model in the case of dynamical time-evolving systems. Pre- and post-scission multiplicities of neutrons and total multiplicities of protons and α particles in fission reactions of 63Cu+92Mo, 60Ni+100Mo, 63Cu+100Mo at 10 MeV/u and 20Ne+144,148,154Sm at 20 MeV/u are reproduced reasonably well with statistical model calculations performed along dynamic trajectories whose slow stage (from the most compact configuration up to the point where the neck starts to develop) lasts some 35×10−21 s.

Glassy magnetic phase driven by short range charge and magnetic ordering in nanocrystalline La1/3Sr2/3FeO3-δ: Magnetization, Mössbauer, and polarized neutron studies

The charge ordered La1/3Sr2/3FeO3−δ (LSFO) in bulk and nanocrystalline forms are investigated using ac and dc magnetization, M¨ossbauer, and polarized neutron studies. A complex scenario of short-range charge and magnetic ordering is realized from the polarized neutron studies in nanocrystalline specimen. This short-range ordering does not involve any change in spin state and modification in the charge disproportion between Fe3+ and Fe5+ compared to bulk counterpart as evident in the M¨ossbauer results. The refinement of magnetic diffraction peaks provides magnetic moments of Fe3+ and Fe5+ are about 3.15 μB and 1.57 μB for bulk, and 2.7 μB and 0.53 μB for nanocrystalline specimen, respectively. The destabilization of charge ordering leads to magnetic phase separation, giving rise to the robust exchange bias (EB) effect. Strikingly, EB field at 5 K attains a value as high as 4.4 kOe for average size ∼70 nm, which is zero for the bulk counterpart. A strong frequency dependence of ac susceptibility reveals cluster-glass-like transition around ∼65 K, below which EB appears. Overall results propose that finite-size effect directs the complex glassy magnetic behavior driven by unconventional short-range charge and magnetic ordering, and magnetic phase separation appears in nanocrystalline LSFO.

Neutron skin of 208Pb, nuclear symmetry energy, and the parity radius experiment

A precise determination of the neutron skin thickness of a heavy nucleus sets a basic constraint on the nuclear symmetry energy (the neutron skin thickness is the difference of the neutron and proton rms radii of the nucleus). The parity radius experiment (PREX) may achieve it by electroweak parity-violating electron scattering (PVES) on 208Pb. We investigate PVES in nuclear mean field approach to allow the accurate extraction of the neutron skin thickness of 208Pb from the parity-violating asymmetry probed in the experiment. We demonstrate a high linear correlation between the parity-violating asymmetry and the neutron skin thickness in successful mean field forces as the best means to constrain the neutron skin of 208Pb from PREX, without assumptions on the neutron density shape. Continuation of the experiment with higher precision in the parity-violating asymmetry is motivated since the present method can support it to constrain the density slope of the nuclear symmetry energy to new accuracy.

Influence of the single-particle structure on the nuclear surface and the neutron skin

We analyze the influence of the single-particle structure on the neutron density distribution and the neutron skin in Ca, Ni, Zr, Sn, and Pb isotopes. The nucleon density distributions are calculated in the Hartree-Fock+BCS approach with the SLy4 Skyrme force. A close correlation is found between the quantum numbers of the valence neutrons and the changes in the position and the diffuseness of the nuclear surface, which in turn affect the neutron skin thickness. Neutrons in the valence orbitals with low principal quantum number and high angular momentum mainly displace the position of the neutron surface outwards, while neutrons with high principal quantum number and low angular momentum basically increase the diffuseness of the neutron surface. The impact of the valence shell neutrons on the tail of the neutron density distribution is discussed.

Study of spin polarized nuclear matter and finite nuclei with finite range simple effective interaction

The properties of spin polarized pure neutron matter and symmetric nuclear matter are studied using the finite range simple effective interaction, upon its parametrization revisited. Out of the total twelve parameters involved, we now determine ten of them from nuclear matter, against the nine parameters in our earlier calculation, as required in order to have predictions in both spin polarized nuclear matter and finite nuclei in unique manner being free from uncertainty found using the earlier parametrization. The information on the effective mass splitting in polarized neutron matter of the microscopic calculations is used to constrain the one more parameter, that was earlier determined from finite nucleus, and in doing so the quality of the description of finite nuclei is not compromised. The interaction with the new set of parameters is used to study the possibilities of ferromagnetic and antiferromagnetic transitions in completely polarized symmetric nuclear matter. Emphasis is given to analyze the results analytically, as far as possible, to elucidate the role of the interaction parameters involved in the predictions.

Avaliação do desempenho logístico do transporte rodoviário de madeira utilizando rede de petri em uma empresa florestal de Minas Gerais

Este trabalho teve por objetivo utilizar o modelo de avaliação do desempenho logístico de cadeias produtivas (ADELCAP) centrado nos tempos dos elementos do ciclo operacional do transporte de madeira, visando otimizar os recursos, garantir um fluxo contínuo de abastecimento e assegurar um volume adequado de entrada de madeira na fábrica. O ciclo operacional de transporte de madeira é composto pelo carregamento de madeira no campo, viagem carregada, descarregamento, garagem e viagem vazia. Para tanto, utilizou-se como estudo de caso uma empresa produtora de celulose do Estado de Minas Gerais. Nesse modelo de cadeia logística de transporte de madeira, utilizou-se a Rede de Petri Temporal, por trabalhar com dois tempos que correspondem a uma duração de sensibilização. Criaram-se cenários com as mesmas variações nas duas regionais estudadas e realizaram-se simulações com os softwares JARP e ARP, a fim de avaliar o desempenho operacional e econômico. As variações aplicadas nos cenários foram: melhoria das estradas florestais; aumento do número de carregadores; e melhoria da eficiência da garagem. Em ambas as regionais, o cenário com as três variações (Cenário 7) apresentou a maior redução nos tempos dos ciclos de transporte de madeira em relação à situação atual, sendo 19,24 e 21,48%, respectivamente, para Rio Doce e Cocais das Estrelas. Considerando-se apenas como custo operacional o valor pago pelo frete, não estando incluso o custo referente a investimentos, tanto na regional do Rio Doce quanto em Cocais das Estrelas, ele apresentou maior redução no cenário 7 (20,09 e 21,22%, respectivamente).

Neutron tomography using projection data obtained by Monte Carlo simulation for nondestructive evaluation

This work present the application of a computer package for generating of projection data for neutron computerized tomography, and in second part, discusses an application of neutron tomography, using the projection data obtained by Monte Carlo technique, for the detection and localization of light materials such as those containing hydrogen, concealed by heavy materials such as iron and lead. For tomographic reconstructions of the samples simulated use was made of only six equal projection angles distributed between 0º and 180º, with reconstruction making use of an algorithm (ARIEM), based on the principle of maximum entropy. With the neutron tomography it was possible to detect and locate polyethylene and water hidden by lead and iron (with 1cm-thick). Thus, it is demonstrated that thermal neutrons tomography is a viable test method which can provide important interior information about test components, so, extremely useful in routine industrial applications.

Effet de la symétrie sur la supraconductivité de LaRhSi3 et la frustration magnétique du SrRE2O4 (RE = Dy ou Ho)

Dans la première partie, nous présentons les résultats de l'étude du supraconducteur sans inversion de symétrie LaRhSi3 par spectroscopie muonique. En champ nul, nous n'avons pas détecté de champ interne. Ceci indique que la fonction d'onde de l'état supraconducteur n'est pas dominée par l'état triplet. Les mesures en champ transverse de 35G présentent une transition en accord avec la transition de phase attendue sous le champ critique Hc1. Nous avons répété ces mesures pour un champ entre Hc1 et Hc2, 150G. Le spectre obtenu pour ces mesures conserve l'asymétrie et relaxe rapidement à basse température tel que prédit pour un supraconducteur dans la phase d'Abrikosov. Néanmoins, les relaxations produites par ce balayage en température présentent une transition à près de 2 fois la température critique attendue. Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous donnons l'interprétation des résultats de la diffraction neutronique inélastique par l'étude des champs électriques cristallins. Ces mesures ont été effectuées sur des aimants frustrés SrHo2O4 et SrDy2O4 sous la forme de poudre. L'étude des niveaux produits par les champs cristallins par la méthode des opérateurs de Stevens indique une perte du moment cinétique dans les deux matériaux. Pour le SrDy2O4, l'état fondamental serait constitué de quatre états dégénérés quasi accidentellement qui portent un moment magnétique total non-nul. Toute fois, nos mesures de susceptibilité magnétique ne montrent aucun ordre au-dessus de 50mK. Pour le SrHo2O4, le fondamental est formé d'une paire accidentelle. Nous obtenons un moment magnétique de 6.94(8)$\mu_B$ ce qui s'accorde avec les données expérimentales.

Étude des collisions proton-proton dans l’expérience ATLAS avec les détecteurs ATLAS-MPX

Les seize détecteurs MPX constituant le réseau ATLAS-MPX ont été placés à différentes positions dans le détecteur ATLAS et sa averne au CERN dans le but de mesurer en emps réel les champs de radiation produits ar des particules primaires (protons des faisceaux) et des particules secondaires (kaons, pions, g, protons) issues des collisions proton-proton. Des films de polyéthylène (PE) et de fluorure de lithium (6LiF) recouvrent les détecteurs afin d’augmenter leur sensibilité aux neutrons produits par les particules primaires et secondaires interagissant avec les matériaux présents dans l’environnement d’ATLAS. La reconnaissance des traces laissées par les particules dans un détecteur ATLAS-MPX se fait à partir des algorithmes du logiciel MAFalda (“Medipix Analysis Framework”) basé sur les librairies et le logiciel d’analyse de données ROOT. Une étude sur le taux d’identifications erronées et le chevauchement d’amas a été faite en reconstruisant les activités des sources 106Ru et 137Cs. L’efficacité de détection des neutrons rapides a été mesurée à l’aide des sources 252Cf et 241AmBe (neutrons d’énergie moyenne de 2.13 et 4.08 MeV respectivement). La moyenne des efficacités de détection mesurées pour les neutrons produits par les sources 252C f et 241AmBe a été calculée pour les convertisseurs 6LiF et PE et donnent (0.8580 ± 0.1490)% et (0.0254 ± 0.0031)% pour LiF et (0.0510 ± 0.0061)% et (0.0591 ± 0.0063)% pour PE à bas et à haut seuil d’énergie respectivement. Une simulation du calcul de l’efficacité de détection des neutrons dans le détecteur MPX a été réalisée avec le logiciel GEANT4. Des données MPX correspondant aux collisions proton-proton à 2.4 TeV et à 7 TeV dans le centre de masse ont été analysées. Les flux détectés d’électrons et de photons sont particulièrement élevés dans les détecteurs MPX01 et MPX14 car ils sont plus près du point de collision. Des flux de neutrons ont été estimés en utilisant les efficacités de détection mesurées. Une corrélation avec la luminosité du LHC a été établie et on prédit que pour les collisions à 14 TeV dans le centre de masse et avec une luminosité de 10^34 cm-1*s-1 il y aura environ 5.1x10^8 ± 1.5x10^7 et 1.6x10^9 ± 6.3x10^7 particules détectées par les détecteurs MPX01 et MPX14 respectivement.

Fabrication et caractérisation de détecteurs à gouttelettes en surchauffe à bas bruit de fond au sein du projet PICASSO

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mesure des champs de radiation dans le détecteur ATLAS et sa caverne avec les détecteurs au silicium à pixels ATLAS-MPX

Les collisions proton-proton produites par le LHC imposent un environnement radiatif hostile au détecteur ATLAS. Afin de quantifier les effets de cet environnement sur la performance du détecteur et la sécurité du personnel, plusieurs simulations Monte Carlo ont été réalisées. Toutefois, la mesure directe est indispensable pour suivre les taux de radiation dans ATLAS et aussi pour vérifier les prédictions des simulations. À cette fin, seize détecteurs ATLAS-MPX ont été installés à différents endroits dans les zones expérimentale et technique d'ATLAS. Ils sont composés d'un détecteur au silicium à pixels appelé MPX dont la surface active est partiellement recouverte de convertisseurs de neutrons thermiques, lents et rapides. Les détecteurs ATLAS-MPX mesurent en temps réel les champs de radiation en enregistrant les traces des particules détectées sous forme d'images matricielles. L'analyse des images acquises permet d'identifier les types des particules détectées à partir des formes de leurs traces. Dans ce but, un logiciel de reconnaissance de formes appelé MAFalda a été conçu. Étant donné que les traces des particules fortement ionisantes sont influencées par le partage de charge entre pixels adjacents, un modèle semi-empirique décrivant cet effet a été développé. Grâce à ce modèle, l'énergie des particules fortement ionisantes peut être estimée à partir de la taille de leurs traces. Les convertisseurs de neutrons qui couvrent chaque détecteur ATLAS-MPX forment six régions différentes. L'efficacité de chaque région à détecter les neutrons thermiques, lents et rapides a été déterminée par des mesures d'étalonnage avec des sources connues. L'étude de la réponse des détecteurs ATLAS-MPX à la radiation produite par les collisions frontales de protons à 7TeV dans le centre de masse a montré que le nombre de traces enregistrées est proportionnel à la luminosité du LHC. Ce résultat permet d'utiliser les détecteurs ATLAS-MPX comme moniteurs de luminosité. La méthode proposée pour mesurer et étalonner la luminosité absolue avec ces détecteurs est celle de van der Meer qui est basée sur les paramètres des faisceaux du LHC. Vu la corrélation entre la réponse des détecteurs ATLAS-MPX et la luminosité, les taux de radiation mesurés sont exprimés en termes de fluences de différents types de particules par unité de luminosité intégrée. Un écart significatif a été obtenu en comparant ces fluences avec celles prédites par GCALOR qui est l'une des simulations Monte Carlo du détecteur ATLAS. Par ailleurs, les mesures effectuées après l'arrêt des collisions proton-proton ont montré que les détecteurs ATLAS-MPX permettent d'observer la désintégration des isotopes radioactifs générés au cours des collisions. L'activation résiduelle des matériaux d'ATLAS peut être mesurée avec ces détecteurs grâce à un étalonnage en équivalent de dose ambiant.