304 resultados para Explosions.


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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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With the possible exception of meteor impacts, high-energy astrophysical events such as supernovae, gamma-ray bursts (GRB) and flares are usually not taken into account for biological and evolutionary studies due to their low rates of occurrence. We show that a class of these events may occur at distances and time scales in which their biological effects are non-negligible, maybe more frequent than the impacts of large asteroids. We review the effects of four transient astrophysical sources of ionizing radiation on biospheres - stellar flares, giant flares from soft gamma repeaters (SGR), supernovae and GRB. The main damaging features of them are briefly discussed and illustrated. We point out some open problems and ongoing work. Received 28 February 2012, accepted 6 July 2012, first published online 10 August 2012

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137Cs is an artificial radioactive isotope produced by 235U fission. This radionuclide has a high fission yield and a half-life of 30 years. It has been detected in the environment since 1945 and its principal contamination source has been nuclear tests in the atmosphere. There are other sources of 137Cs contamination in the environment, such as: release from nuclear and reprocessing plants, radioactive dumping and nuclear accidents (Chernobyl, for example). This paper presents an inventory of 137Cs on the Continental Shelf of São Paulo State, a region located between Cabo de Santa Marta Grande (Santa Catarina state) and Cabo Frio (Rio de Janeiro state). In this area, 9 cores were collected by the Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (São Paulo University Institute of Oceanography). The cores were sliced at every 2 cm; sub-samples were lyophilized, grinded and stored in plastic containers. 137Cs was determined by 661 keV photopeak using a gamma spectrometry detector (Ge hyperpure). The analysis was performed by efficiency and background in different counting times. 137Cs concentration activities varied from 0.3 to 3.6 Bq kg-1 with a mean value of 1.2±0.6 Bq kg-1. The inventory of 137Cs in this area was 13±7 Bq m-2. Values obtained are in agreement with the Southern Hemisphere, a region contaminated by atmospheric fallout due to past nuclear explosions.

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Since the first underground nuclear explosion, carried out in 1958, the analysis of seismic signals generated by these sources has allowed seismologists to refine the travel times of seismic waves through the Earth and to verify the accuracy of the location algorithms (the ground truth for these sources was often known). Long international negotiates have been devoted to limit the proliferation and testing of nuclear weapons. In particular the Treaty for the comprehensive nuclear test ban (CTBT), was opened to signatures in 1996, though, even if it has been signed by 178 States, has not yet entered into force, The Treaty underlines the fundamental role of the seismological observations to verify its compliance, by detecting and locating seismic events, and identifying the nature of their sources. A precise definition of the hypocentral parameters represents the first step to discriminate whether a given seismic event is natural or not. In case that a specific event is retained suspicious by the majority of the State Parties, the Treaty contains provisions for conducting an on-site inspection (OSI) in the area surrounding the epicenter of the event, located through the International Monitoring System (IMS) of the CTBT Organization. An OSI is supposed to include the use of passive seismic techniques in the area of the suspected clandestine underground nuclear test. In fact, high quality seismological systems are thought to be capable to detect and locate very weak aftershocks triggered by underground nuclear explosions in the first days or weeks following the test. This PhD thesis deals with the development of two different seismic location techniques: the first one, known as the double difference joint hypocenter determination (DDJHD) technique, is aimed at locating closely spaced events at a global scale. The locations obtained by this method are characterized by a high relative accuracy, although the absolute location of the whole cluster remains uncertain. We eliminate this problem introducing a priori information: the known location of a selected event. The second technique concerns the reliable estimates of back azimuth and apparent velocity of seismic waves from local events of very low magnitude recorded by a trypartite array at a very local scale. For the two above-mentioned techniques, we have used the crosscorrelation technique among digital waveforms in order to minimize the errors linked with incorrect phase picking. The cross-correlation method relies on the similarity between waveforms of a pair of events at the same station, at the global scale, and on the similarity between waveforms of the same event at two different sensors of the try-partite array, at the local scale. After preliminary tests on the reliability of our location techniques based on simulations, we have applied both methodologies to real seismic events. The DDJHD technique has been applied to a seismic sequence occurred in the Turkey-Iran border region, using the data recorded by the IMS. At the beginning, the algorithm was applied to the differences among the original arrival times of the P phases, so the cross-correlation was not used. We have obtained that the relevant geometrical spreading, noticeable in the standard locations (namely the locations produced by the analysts of the International Data Center (IDC) of the CTBT Organization, assumed as our reference), has been considerably reduced by the application of our technique. This is what we expected, since the methodology has been applied to a sequence of events for which we can suppose a real closeness among the hypocenters, belonging to the same seismic structure. Our results point out the main advantage of this methodology: the systematic errors affecting the arrival times have been removed or at least reduced. The introduction of the cross-correlation has not brought evident improvements to our results: the two sets of locations (without and with the application of the cross-correlation technique) are very similar to each other. This can be commented saying that the use of the crosscorrelation has not substantially improved the precision of the manual pickings. Probably the pickings reported by the IDC are good enough to make the random picking error less important than the systematic error on travel times. As a further justification for the scarce quality of the results given by the cross-correlation, it should be remarked that the events included in our data set don’t have generally a good signal to noise ratio (SNR): the selected sequence is composed of weak events ( magnitude 4 or smaller) and the signals are strongly attenuated because of the large distance between the stations and the hypocentral area. In the local scale, in addition to the cross-correlation, we have performed a signal interpolation in order to improve the time resolution. The algorithm so developed has been applied to the data collected during an experiment carried out in Israel between 1998 and 1999. The results pointed out the following relevant conclusions: a) it is necessary to correlate waveform segments corresponding to the same seismic phases; b) it is not essential to select the exact first arrivals; and c) relevant information can be also obtained from the maximum amplitude wavelet of the waveforms (particularly in bad SNR conditions). Another remarkable point of our procedure is that its application doesn’t demand a long time to process the data, and therefore the user can immediately check the results. During a field survey, such feature will make possible a quasi real-time check allowing the immediate optimization of the array geometry, if so suggested by the results at an early stage.

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Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zum ersten Mal kalorimetrische Tieftemperatur-Detektoren in der Beschleuniger-Massenspektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry AMS), einer Standard-Methode zur Bestimmung kleinster Isotopenverhältnisse, eingesetzt, um das Isotopenverhältnis von 236U zu 238U zu bestimmen. Das Uran-Isotop 236U entsteht in der Neutroneneinfang-Reaktion 235U(n,gamma)236U und kann daher als Monitor-Nuklid für Neutronenflüsse verwendet werden. Die Detektoren bestehen aus einem Saphir-Absorber, auf den ein supraleitender Aluminium-Film aufgedampft ist, der als Thermistor dient. Ein energetisches Schwerion deponiert seine kinetische Energie als Wärme im Absorber, dessen Temperaturänderung durch die Widerstandsänderung des Supraleiters nachgewiesen wird. Mit solchen Detektoren konnte in vorhergehenden Experimenten bei GSI in einem Energiebereich von E = 5 - 300 MeV/amu für eine Vielzahl von Ionen von Neon bis Uran eine relative Energieauflösung von (1 - 4) E-3 erreicht werden. Der für die Beschleuniger-Massenspektrometrie typische Energiebereich liegt bei E = 0.1 - 1 MeV/amu. Im ersten Schritt wurde daher die systematische Untersuchung der Detektoreigenschaften auf diesen Energiebereich ausgedehnt. Diese Untersuchungen sowie die AMS-Messungen wurden am Tandem-Beschleuniger VERA des Instituts für Isotopenforschung und Kernphysik der Universität Wien durchgeführt. In einem Energiebereich von 10 - 60 MeV konnte für verschiedene Ionen (13C, 197Au, 238U) zunächst eine relative Energieauflösung von DeltaE/E = 7 E-3 erreicht werden. Dies übertrifft die Auflösung konventioneller Ionisations-Detektoren um ca. eine Größenordnung. Durch eine Verbesserung thermischer und elektronischer Rauschbeiträge konnte in einem zweiten Experiment für Uran der Energie 17 MeV die Auflösung auf DeltaE/E = 4.6 E-3 verbessert werden. Die Energie-Response des Detektors war linear über den gesamten beobachteten Energiebereich und unabhängig von der Ionenmasse; bis auf ein Niveau von 0.1 % wurde kein Pulshöhendefekt beobachtet. Diese Ergebnisse zeigen, daß solche Detektoren ein wertvolles Werkzeug in der Schwerionenphysik im Bereich relativ niedriger Ionenenergien darstellen. Mit der erreichten Energieauflösung war es möglich, für mehrere Proben aus natürlichem Uran das Isotopenverhältnis 236U/238U zu bestimmen: Um einen Material-Standard für Uran in der AMS zu etablieren, wurde das Isotopenverhältnis 236U/238U für zwei Proben aus der Mine ''K.u.K. Joachimsthal'' möglichst präzise bestimmt. Die Ergebnisse in der vorliegenden Arbeit stimmen gut mit früheren Messungen überein, die mit einem konventionellen Detektorsystem durchgeführt wurden. Sowohl der statistische als auch der systematische Fehler konnten deutlich reduziert werden. Für eine weitere Probe, extrahiert aus dem Wasser einer Uran-haltigen Quelle in Bad Gastein, wurde ein Isotopenverhältnis von 6.1 E-12 gemessen. Dies stellt das kleinste bislang für 236U/238U gemessene Isotopenverhältnis dar und bedeutet eine Steigerung der Sensitivität um eine Größenordnung. Die erreichte Energieauflösung ermöglicht es außerdem, die Detektoren zur direkten Massenidentifikation von schweren Ionen mittels einer kombinierten Energie-Flugzeit-Messung einzusetzen. In ersten Test-Messungen im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Massenauflösung von DeltaM/M = (8.5 - 11.0) E-3 erreicht. In einem ersten Test für den Einsatz dieser Detektoren zum Nachweis sog. ''superschwerer Elemente (Z >= 112)'' erlaubte der große dynamische Bereich, die Reaktionsprodukte und ihre nachfolgenden Alpha-Zerfälle mit hoher Energieauflösung simultan und zeitaufgelöst nachzuweisen.

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Der AMANDA-II Detektor ist primär für den richtungsaufgelösten Nachweis hochenergetischer Neutrinos konzipiert. Trotzdem können auch niederenergetische Neutrinoausbrüche, wie sie von Supernovae erwartet werden, mit hoher Signifikanz nachgewiesen werden, sofern sie innerhalb der Milchstraße stattfinden. Die experimentelle Signatur im Detektor ist ein kollektiver Anstieg der Rauschraten aller optischen Module. Zur Abschätzung der Stärke des erwarteten Signals wurden theoretische Modelle und Simulationen zu Supernovae und experimentelle Daten der Supernova SN1987A studiert. Außerdem wurden die Sensitivitäten der optischen Module neu bestimmt. Dazu mussten für den Fall des südpolaren Eises die Energieverluste geladener Teilchen untersucht und eine Simulation der Propagation von Photonen entwickelt werden. Schließlich konnte das im Kamiokande-II Detektor gemessene Signal auf die Verhältnisse des AMANDA-II Detektors skaliert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Algorithmus zur Echtzeit-Suche nach Signalen von Supernovae als Teilmodul der Datennahme implementiert. Dieser beinhaltet diverse Verbesserungen gegenüber der zuvor von der AMANDA-Kollaboration verwendeten Version. Aufgrund einer Optimierung auf Rechengeschwindigkeit können nun mehrere Echtzeit-Suchen mit verschiedenen Analyse-Zeitbasen im Rahmen der Datennahme simultan laufen. Die Disqualifikation optischer Module mit ungeeignetem Verhalten geschieht in Echtzeit. Allerdings muss das Verhalten der Module zu diesem Zweck anhand von gepufferten Daten beurteilt werden. Dadurch kann die Analyse der Daten der qualifizierten Module nicht ohne eine Verzögerung von etwa 5 Minuten geschehen. Im Falle einer erkannten Supernova werden die Daten für die Zeitdauer mehrerer Minuten zur späteren Auswertung in 10 Millisekunden-Intervallen archiviert. Da die Daten des Rauschverhaltens der optischen Module ansonsten in Intervallen von 500 ms zur Verfgung stehen, ist die Zeitbasis der Analyse in Einheiten von 500 ms frei wählbar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden drei Analysen dieser Art am Südpol aktiviert: Eine mit der Zeitbasis der Datennahme von 500 ms, eine mit der Zeitbasis 4 s und eine mit der Zeitbasis 10 s. Dadurch wird die Sensitivität für Signale maximiert, die eine charakteristische exponentielle Zerfallszeit von 3 s aufweisen und gleichzeitig eine gute Sensitivität über einen weiten Bereich exponentieller Zerfallszeiten gewahrt. Anhand von Daten der Jahre 2000 bis 2003 wurden diese Analysen ausführlich untersucht. Während die Ergebnisse der Analyse mit t = 500 ms nicht vollständig nachvollziehbare Ergebnisse produzierte, konnten die Resultate der beiden Analysen mit den längeren Zeitbasen durch Simulationen reproduziert und entsprechend gut verstanden werden. Auf der Grundlage der gemessenen Daten wurden die erwarteten Signale von Supernovae simuliert. Aus einem Vergleich zwischen dieser Simulation den gemessenen Daten der Jahre 2000 bis 2003 und der Simulation des erwarteten statistischen Untergrunds kann mit einem Konfidenz-Niveau von mindestens 90 % gefolgert werden, dass in der Milchstraße nicht mehr als 3.2 Supernovae pro Jahr stattfinden. Zur Identifikation einer Supernova wird ein Ratenanstieg mit einer Signifikanz von mindestens 7.4 Standardabweichungen verlangt. Die Anzahl erwarteter Ereignisse aus dem statistischen Untergrund beträgt auf diesem Niveau weniger als ein Millionstel. Dennoch wurde ein solches Ereignis gemessen. Mit der gewählten Signifikanzschwelle werden 74 % aller möglichen Vorläufer-Sterne von Supernovae in der Galaxis überwacht. In Kombination mit dem letzten von der AMANDA-Kollaboration veröffentlicheten Ergebnis ergibt sich sogar eine obere Grenze von nur 2.6 Supernovae pro Jahr. Im Rahmen der Echtzeit-Analyse wird für die kollektive Ratenüberhöhung eine Signifikanz von mindestens 5.5 Standardabweichungen verlangt, bevor eine Meldung über die Detektion eines Supernova-Kandidaten verschickt wird. Damit liegt der überwachte Anteil Sterne der Galaxis bei 81 %, aber auch die Frequenz falscher Alarme steigt auf bei etwa 2 Ereignissen pro Woche. Die Alarm-Meldungen werden über ein Iridium-Modem in die nördliche Hemisphäre übertragen, und sollen schon bald zu SNEWS beitragen, dem weltweiten Netzwerk zur Früherkennung von Supernovae.

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Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung, den Aufbau und die Erprobung eines neuartigen lasermassenspektrometrischen Nachweises des Ultraspurenisotops 236U. Das Nuklid 236U wird vorwiegend in Kernreaktoren durch Neutroneneinfang aus 235U gebildet und dient damit als Schlüsselisotop zur Unterscheidung anthropogenen Urans von natürlichem Uran-Vorkommen. Mit seinem Nachweis wird die Untersuchung der Migration von Kernbrennstoff in der Umwelt und die Beantwortung kritischer Fragen in der nuklearen Forensik ermöglicht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Verfahren der hochauflösenden Resonanzionisations-Massenspektrometrie auf die Anforderungen des selektiven Nachweises von Uran-Isotopen angepasst. Wesentliche Schritte waren hierbei die Untersuchung einer effizienten Atomisation von Uran-Proben, die Identifikation atomarer und autoionisierender Zustände für eine resonante Anregungsleiter, die vollständige Spezifikation der Anregungsleiter für alle Uran-Isotope und schließlich die Umsetzung der Erkenntnisse in ein analytisches Messverfahren. Die optische Selektivität des Verfahrens konnte durch Dichtematrixrechnungen zu ca. 14 Größenordnungen abgeschätzt werden; die Nachweisgrenze des Verfahrens für das Isotopenverhältnis 236U / 238U ist dabei gegenwärtig durch Untergrund begrenzt und beträgt ca. 3 · 10−8. Mit diesen Spezifikationen konnte die Linearität und Präzision des Nachweisverfahrens über einen dynamischen Bereich von vier Größenordnungen nachgewiesen werden.

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The aim of this thesis is to study how explosive behavior and geophysical signals in a volcanic conduit are related to the development of overpressure in slug-driven eruptions. A first suite of laboratory experiments of gas slugs ascending in analogue conduits was performed. Slugs ascended into a range of analogue liquids and conduit diameters to allow proper scaling to the natural volcanoes. The geometrical variation of the slug in response to the explored variables was parameterised. Volume of gas slug and rheology of the liquid phase revealed the key parameters in controlling slug overpressure at bursting. Founded on these results, a theoretical model to calculate burst overpressure for slug-driven eruptions was developed. The dimensionless approach adopted allowed to apply the model to predict bursting pressure of slugs at Stromboli. Comparison of predicted values with measured data from Stromboli volcano showed that the model can explain the entire spectrum of observed eruptive styles at Stromboli – from low-energy puffing, through normal Strombolian eruptions, up to paroxysmal explosions – as manifestations of a single underlying physical process. Finally, another suite of laboratory experiments was performed to observe oscillatory pressure and forces variations generated during the expansion and bursting of gas slugs ascending in a conduit. Two end-member boundary conditions were imposed at the base of the pipe, simulating slug ascent in closed base (zero magma flux) and open base (constant flux) conduit. At the top of the pipe, a range of boundary conditions that are relevant at a volcanic vent were imposed, going from open to plugged vent. The results obtained illustrate that a change in boundary conditions in the conduit concur to affect the dynamic of slug expansion and burst: an upward flux at the base of the conduit attenuates the magnitude of the pressure transients, while a rheological stiffening in the top-most region of conduit changes dramatically the magnitude of the observed pressure transients, favoring a sudden, and more energetic pressure release into the overlying atmosphere. Finally, a discussion on the implication of changing boundary on the oscillatory processes generated at the volcanic scale is also given.

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Early-Type galaxies (ETGs) are embedded in hot (10^6-10^7 K), X-ray emitting gaseous haloes, produced mainly by stellar winds and heated by Type Ia supernovae explosions, by the thermalization of stellar motions and occasionally by the central super-massive black hole (SMBH). In particular, the thermalization of the stellar motions is due to the interaction between the stellar and the SNIa ejecta and the hot interstellar medium (ISM) already residing in the ETG. A number of different astrophysical phenomena determine the X-ray properties of the hot ISM, such as stellar population formation and evolution, galaxy structure and internal kinematics, Active Galactic Nuclei (AGN) presence, and environmental effects. With the aid of high-resolution hydrodynamical simulations performed on state-of-the-art galaxy models, in this Thesis we focus on the effects of galaxy shape, stellar kinematics and star formation on the evolution of the X-ray coronae of ETGs. Numerical simulations show that the relative importance of flattening and rotation are functions of the galaxy mass: at low galaxy masses, adding flattening and rotation induces a galactic wind, thus lowering the X-ray luminosity; at high galaxy masses the angular momentum conservation keeps the central regions of rotating galaxies at low density, whereas in non-rotating models a denser and brighter atmosphere is formed. The same dependence from the galaxy mass is present in the effects of star formation (SF): in light galaxies SF contributes to increase the spread in Lx, while at high galaxy masses the halo X-ray properties are marginally sensitive to SF effects. In every case, the star formation rate at the present epoch quite agrees with observations, and the massive, cold gaseous discs are partially or completely consumed by SF on a time-scale of few Gyr, excluding the presence of young stellar discs at the present epoch.

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Bisher ist bei forensischen Untersuchungen von Explosionen die Rückverfolgung der verwendeten Sprengstoffe begrenzt, da das Material in aller Regel bei der Explosion zerstört wird. Die Rückverfolgung von Sprengstoffen soll mit Hilfe von Identifikations-Markierungssubstanzen erleichtert werden. Diese stellen einen einzigartigen Code dar, der auch nach einer Sprengung wiedergefunden und identifiziert werden kann. Die dem Code zugeordneten, eindeutigen Informationen können somit ausgelesen werden und liefern der Polizei bei der Aufklärung weitere Ansätze.rnZiel der vorliegenden Arbeit ist es, das Verhalten von ausgewählten Seltenerdelementen (SEE) bei Explosion zu untersuchen. Ein auf Lanthanoidphosphaten basierender Identifikations-Markierungsstoff bietet die Möglichkeit, verschiedene Lanthanoide innerhalb eines einzelnen Partikels zu kombinieren, wodurch eine Vielzahl von Codes generiert werden kann. Somit kann eine Veränderung der Ausgangszusammensetzung des Codes auch nach einer Explosion durch die Analyse eines einzelnen Partikels sehr gut nachvollzogen und somit die Eignung des Markierungsstoffes untersucht werden. Eine weitere Zielsetzung ist die Überprüfung der Anwendbarkeit der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) und Partikelanalyse mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) für die Analyse der versprengten Identifikations-Markierungssubstanzen. rnDie Ergebnisbetrachtungen der ICP-MS-Analyse und REM-Partikelanalyse deuten zusammenfassend auf eine Fraktionierung der untersuchten Lanthanoide oder deren Umsetzungsprodukte nach Explosion in Abhängigkeit ihrer thermischen Belastbarkeit. Die Befunde zeigen eine Anreicherung der Lanthanoide mit höherer Temperaturbeständigkeit in größeren Partikeln, was eine Anreicherung von Lanthanoiden mit niedrigerer Temperaturbeständigkeit in kleineren Partikeln impliziert. Dies lässt sich in Ansätzen durch einen Fraktionierungsprozess in Abhängigkeit der Temperaturstabilität der Lanthanoide oder deren Umsetzungsprodukten erklären. Die der Fraktionierung zugrunde liegenden Mechanismen und deren gegenseitige Beeinflussung bei einer Explosion konnten im Rahmen dieser Arbeit nicht abschließend geklärt werden.rnDie generelle Anwendbarkeit und unter Umständen notwendige, komplementäre Verwendung der zwei Methoden ICP-MS und REM-Partikelanalyse wird in dieser Arbeit gezeigt. Die ICP-MS stellt mit großer untersuchter Probenfläche und hoher Genauigkeit eine gute Methode zur Charakterisierung der Konzentrationsverhältnisse der untersuchten Lanthanoide dar. Die REM-Partikelanalyse hingegen ermöglicht im Falle von Kontamination der Proben mit anderen Lanthanoid-haltigen Partikeln eine eindeutige Differenzierung der Elementvergesellschaftung pro Partikel. Sie kann somit im Gegensatz zur ICP-MS Aufschluss über die Art und Zusammensetzung der Kontamination geben. rnInnerhalb der vorgenommenen Untersuchungen stellte die bei der ICP-MS angewandte Probennahmetechnik eine ideale Art der Probennahme dar. Bei anderen Oberflächen könnte diese jedoch in Folge der in verschiedenen Partikelgrößen resultierenden Fraktionierung zu systematisch verfälschten Ergebnissen führen. Um die generelle Anwendbarkeit der ICP-MS im Hinblick auf die Analyse versprengter Lanthanoide zu gewährleisten, sollte eine Durchführung weiterer Sprengungen auf unterschiedlichen Probenoberflächen erfolgen und gegebenenfalls weitere Probennahme-, Aufschluss- und Anreicherungsverfahren evaluiert werden.rn

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Region-specific empirically based ground-truth (EBGT) criteria used to estimate the epicentral-location accuracy of seismic events have been developed for the Main Ethiopian Rift and the Tibetan plateau. Explosions recorded during the Ethiopia-Afar Geoscientific Lithospheric Experiment (EAGLE), the International Deep Profiling of Tibet, and the Himalaya (INDEPTH III) experiment provided the necessary GT0 reference events. In each case, the local crustal structure is well known and handpicked arrival times were available, facilitating the establishment of the location accuracy criteria through the stochastic forward modeling of arrival times for epicentral locations. In the vicinity of the Main Ethiopian Rift, a seismic event is required to be recorded on at least 8 stations within the local Pg/Pn crossover distance and to yield a network-quality metric of less than 0.43 in order to be classified as EBGT5(95%) (GT5 with 95% confidence). These criteria were subsequently used to identify 10 new GT5 events with magnitudes greater than 2.1 recorded on the Ethiopian Broadband Seismic Experiment (EBSE) network and 24 events with magnitudes greater than 2.4 recorded on the EAGLE broadband network. The criteria for the Tibetan plateau are similar to the Ethiopia criteria, yet slightly less restrictive as the network-quality metric needs to be less than 0.45. Twenty-seven seismic events with magnitudes greater than 2.5 recorded on the INDEPTH III network were identified as GT5 based on the derived criteria. When considered in conjunction with criteria developed previously for the Kaapvaal craton in southern Africa, it is apparent that increasing restrictions on the network-quality metric mirror increases in the complexity of geologic structure from craton to plateau to rift. Accession Number: WOS:000322569200012

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Burning Skies is a seventy-page novella completed as an Honors Thesis in Creative Writing. The story is set in Los Angeles, California, during the 1992 riots surrounding the controversy over the beating of Rodney King by four white police officers. The story is toldthrough the perspectives of the four main characters: Erin, a woman who is four months pregnant with a baby she desperately wants; her husband David, who has moved the couple out to California so that he can pursue his dream of being a cinematographer; Abby, David’s deeplyreligious younger sister who has unexpectedly flown out to Los Angeles from her home in Indiana after discovering her husband’s infidelity; and Cameron, a black man training to be a pastor who Abby has befriended through her years of missionary work in Los Angeles.The novella follows the events of the riots as they break out all across the city and the personal dramas of each of the four main characters, looking at how the public interacts with theprivate and examining the ways in which explosions in the public and political sphere can ricochet into our private and personal lives. It is a story about the political and racial climate in Los Angeles in the early 1990s, but it is also a story about four human beings, about their needs and their desires, about their struggles to survive in an unpredictable world. The novella showcases the skills and techniques the author has learned after four years of studying fiction at Bucknell University; it can best be described as a work of realistic fiction.

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Volcanoes are the surficial expressions of complex pathways that vent magma and gasses generated deep in the Earth. Geophysical data record at least the partial history of magma and gas movement in the conduit and venting to the atmosphere. This work focuses on developing a more comprehensive understanding of explosive degassing at Fuego volcano, Guatemala through observations and analysis of geophysical data collected in 2005 – 2009. A pattern of eruptive activity was observed during 2005 – 2007 and quantified with seismic and infrasound, satellite thermal and gas measurements, and lava flow lengths. Eruptive styles are related to variable magma flux and accumulation of gas. Explosive degassing was recorded on broadband seismic and infrasound sensors in 2008 and 2009. Explosion energy partitioning between the ground and the atmosphere shows an increase in acoustic energy from 2008 to 2009, indicating a shift toward increased gas pressure in the conduit. Very-long-period (VLP) seismic signals are associated with the strongest explosions recorded in 2009 and waveform modeling in the 10 – 30 s band produces a best-fit source location 300 m west and 300 m below the summit crater. The calculated moment tensor indicates a volumetric source, which is modeled as a dike feeding a SW-dipping (35°) sill. The sill is the dominant component and its projection to the surface nearly intersects the summit crater. The deformation history of the sill is interpreted as: 1) an initial inflation due to pressurization, followed by 2) a rapid deflation as overpressure is explosively release, and finally 3) a reinflation as fresh magma flows into the sill and degasses. Tilt signals are derived from the horizontal components of the seismometer and show repetitive inflation deflation cycles with a 20 minute period coincident with strong explosions. These cycles represent the pressurization of the shallow conduit and explosive venting of overpressure that develops beneath a partially crystallized plug of magma. The energy released during the strong explosions has allowed for imaging of Fuego’s shallow conduit, which appears to have migrated west of the summit crater. In summary, Fuego is becoming more gas charged and its summit centered vent is shifting to the west - serious hazard consequences are likely.

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The flammability zone boundaries are very important properties to prevent explosions in the process industries. Within the boundaries, a flame or explosion can occur so it is important to understand these boundaries to prevent fires and explosions. Very little work has been reported in the literature to model the flammability zone boundaries. Two boundaries are defined and studied: the upper flammability zone boundary and the lower flammability zone boundary. Three methods are presented to predict the upper and lower flammability zone boundaries: The linear model The extended linear model, and An empirical model The linear model is a thermodynamic model that uses the upper flammability limit (UFL) and lower flammability limit (LFL) to calculate two adiabatic flame temperatures. When the proper assumptions are applied, the linear model can be reduced to the well-known equation yLOC = zyLFL for estimation of the limiting oxygen concentration. The extended linear model attempts to account for the changes in the reactions along the UFL boundary. Finally, the empirical method fits the boundaries with linear equations between the UFL or LFL and the intercept with the oxygen axis. xx Comparison of the models to experimental data of the flammability zone shows that the best model for estimating the flammability zone boundaries is the empirical method. It is shown that is fits the limiting oxygen concentration (LOC), upper oxygen limit (UOL), and the lower oxygen limit (LOL) quite well. The regression coefficient values for the fits to the LOC, UOL, and LOL are 0.672, 0.968, and 0.959, respectively. This is better than the fit of the "zyLFL" method for the LOC in which the regression coefficient’s value is 0.416.

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Magmatic volatiles play a crucial role in volcanism, from magma production at depth to generation of seismic phenomena to control of eruption style. Accordingly, many models of volcano dynamics rely heavily on behavior of such volatiles. Yet measurements of emission rates of volcanic gases have historically been limited, which has restricted model verification to processes on the order of days or longer. UV cameras are a recent advancement in the field of remote sensing of volcanic SO2 emissions. They offer enhanced temporal and spatial resolution over previous measurement techniques, but need development before they can be widely adopted and achieve the promise of integration with other geophysical datasets. Large datasets require a means by which to quickly and efficiently use imagery to calculate emission rates. We present a suite of programs designed to semi-automatically determine emission rates of SO2 from series of UV images. Extraction of high temporal resolution SO2 emission rates via this software facilitates comparison of gas data to geophysical data for the purposes of evaluating models of volcanic activity and has already proven useful at several volcanoes. Integrated UV camera and seismic measurements recorded in January 2009 at Fuego volcano, Guatemala, provide new insight into the system’s shallow conduit processes. High temporal resolution SO2 data reveal patterns of SO2 emission rate relative to explosions and seismic tremor that indicate tremor and degassing share a common source process. Progressive decreases in emission rate appear to represent inhibition of gas loss from magma as a result of rheological stiffening in the upper conduit. Measurements of emission rate from two closely-spaced vents, made possible by the high spatial resolution of the camera, help constrain this model. UV camera measurements at Kilauea volcano, Hawaii, in May of 2010 captured two occurrences of lava filling and draining within the summit vent. Accompanying high lava stands were diminished SO2 emission rates, decreased seismic and infrasonic tremor, minor deflation, and slowed lava lake surface velocity. Incorporation of UV camera data into the multi-parameter dataset gives credence to the likelihood of shallow gas accumulation as the cause of such events.