Desenvolvimento de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X usando computação distribuída

A Física das Radiações é um ramo da Física que está presente em diversas áreas de estudo e se relaciona ao conceito de espectrometria. Dentre as inúmeras técnicas espectrométricas existentes, destaca-se a espectrometria por fluorescência de raios X. Esta também possui uma gama de variações da qual pode-se dar ênfase a um determinado subconjunto de técnicas. A produção de fluorescência de raios X permite (em certos casos) a análise das propriedades físico-químicas de uma amostra específica, possibilitando a determinação de sua constituiçõa química e abrindo um leque de aplicações. Porém, o estudo experimental pode exigir uma grande carga de trabalho, tanto em termos do aparato físico quanto em relação conhecimento técnico. Assim, a técnica de simulação entra em cena como um caminho viável, entre a teoria e a experimentação. Através do método de Monte Carlo, que se utiliza da manipulação de números aleatórios, a simulação se mostra como uma espécie de alternativa ao trabalho experimental.Ela desenvolve este papel por meio de um processo de modelagem, dentro de um ambiente seguro e livre de riscos. E ainda pode contar com a computação de alto desempenho, de forma a otimizar todo o trabalho por meio da arquitetura distribuída. O objetivo central deste trabalho é a elaboração de um simulador computacional para análise e estudo de sistemas de fluorescência de raios X desenvolvido numa plataforma de computação distribuída de forma nativa com o intuito de gerar dados otimizados. Como resultados deste trabalho, mostra-se a viabilidade da construção do simulador através da linguagem CHARM++, uma linguagem baseada em C++ que incorpora rotinas para processamento distribuído, o valor da metodologia para a modelagem de sistemas e a aplicação desta na construção de um simulador para espectrometria por fluorescência de raios X. O simulador foi construído com a capacidade de reproduzir uma fonte de radiação eletromagnética, amostras complexas e um conjunto de detectores. A modelagem dos detectores incorpora a capacidade de geração de imagens baseadas nas contagens registradas. Para validação do simulador, comparou-se os resultados espectrométricos com os resultados gerados por outro simulador já validado: o MCNP.

Embedding quantum simulators

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Condições de contorno albedo para cálculos globais de reatores nucleares térmicos com o modelo de ordenadas discretas a dois grupos de energia

Como eventos de fissão induzida por nêutrons não ocorrem nas regiões nãomultiplicativas de reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais, essas regiões não geram potência e a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares pode portanto ser aumentada eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas em torno do núcleo ativo. É discutida nesta dissertação a eficiência computacional de condições de contorno aproximadas tipo albedo na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definido como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta palavra latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e nesta dissertação este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Este albedo SN nãoconvencional substitui aproximadamente a região refletora em torno do núcleo ativo do reator, pois os termos de fuga transversal são desprezados no interior do refletor. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta dissertação, são exatas. Por eficiência computacional entende-se analisar a precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos para dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Efeito da competição entre a supercondutividade e as insinstabilidades de Pomeranchuk no canal de spin

Nós estudamos a competição entre a instabilidade de Pomeranchuk no canal de spin com momento angular l=1 e uma interação atrativa, favorecendo a formação de um par de Cooper. Achamos, numa aproximação de campo médio, uma forte supressão da instabilidade de Pomeranchuk via supercondutividade. Além disso, identificamos uma fase supercondutora metaestável com características semelhantes ao estado FFLO. Um líquido de Fermi é, com exceção de uma dimensão, um estado muito estável da matéria. Por outro lado dois tipos de instabilidades, relacionadas com interações atrativas, são conhecidas: Instabilidades Pomeranchuk e supercondutora. As instabilidades Pomeranchuk ocorrem na presença da interação de dois corpos contendo uma forte componente atrativa no canal de espalhamento para frente com momento angular definido. No contexto da teoria de Landau, a instabilidade ocorre quando um ou mais parâmetros admensionais de Landau nos canais de spin ou carga, adquirem altos valores negativos. As instabilidades Pomeranchuk no setor de carga quebram a simetria de rotação. Em particular, uma instabilidade em alguns canais produz uma deformação elipsoidal na superfície de Fermi.

Síntese e estudo das propriedades luminescentes do SrGa2O4 dopado com íons de Cr3+

Amostras policristalinas de Sr(Ga1-xCrx)2O4 com x = 0,01 foram estequiometricamente preparadas pela mistura dos materiais em pó SrCO3, Ga2O3 e Cr2O3. A estrutura cristalina da amostra dopada foi analisada pelas medidas de difração de raios-X. O padrão de difração revelou uma única fase relacionada a fase monoclínica do SrGa2O4. Os dados foram ajustados usando o Método de Rietveld para refinamento de estruturas e os parâmetros da rede foram determinados. A luminescência do íon de Cr3+ na rede do SrGa2O4 foi investigada pelas espectroscopias de excitação e emissão a temperatura ambiente, através das quais verificamos que os íons de Cr3+ estão localizados em dois sítios diferentes. Os espectros de emissão apresentam bandas largas associadas à transição eletrônica 4T2(4F) → 4A2(4F) para ambos os sítios. Estes resultados são analisados pela teoria de campo cristalino e o parâmetro de campo cristalino Dq e os parâmetros de Racah B e C são determinados pelas posições das bandas de excitação. A partir destes parâmetros determinamos um campo cristalino forte para ambos os sítios. Além disto, foram realizadas medidas de espectroscopia fotoacústica que confirmaram as transições identificadas e estimadas nos espectros de excitação.

Interações sobre a pluviosidade em encostas de clima tropical úmido e os movimentos de massa: o caso de sub-bacias do Alto Rio São João - RJ

Cada vez são mais comuns problemas relacionados a movimentos de massa nas encostas de clima tropical no Estado do Rio de Janeiro, especialmente na Serra do Mar, provocados por acumulados pluviométricos intensos. A ocupação humana desordenada de áreas sensíveis a tais processos geomorfológicos, bem como as condicionantes geológicas, geomorfológicas, pedológicas e de uso e cobertura do solo são apontadas como fatores cruciais na explicação desses processos. O maior conhecimento da dinâmica pluviométrica bem como suas interações com tais aspectos físicos ligados ao relevo parece ser a chave dessa maior compreensão desses fenômenos. Assim foram realizadas pesquisas relacionadas aos volumes e intensidades das chuvas na região do Alto Curso do Rio São João, bem como uma análise dos movimentos de massa identificados através de imagens de satélite e in loco, como forma de fornecer subsídios à melhor gestão do espaço dessas regiões montanhosa estão vulneráveis a movimentos de massa. A correlação entre os acumulados e a intensidade pluviométrica com fenômenos climáticos de escala global, como El Niño e La Niña também foi contemplada nessa pesquisa, mostrando uma relação mais alta com relação à intensidade da chuva mensal para anos de El Niño e para anos de La Niña uma reduzida ocorrência dessas intensidades pluviométricas. Os estudos revelaram que os tipos de solos e sua cobertura e uso têm uma grande influência na deflagração de movimentos de massa. Foram observados um número reduzido de movimentos de massa em áreas naturais e uma maior proporção desses movimentos em áreas utilizadas para a atividade da pecuária na região. Grande parte dos movimentos de massa ocorreram em áreas de Cambissolos (áreas mais elevadas) e Latossolos (áreas de encostas em menores altitudes). Ambos os solos são mais espessos do que os encontrados em áreas mais declivosas, apresentando maior acúmulo de materiais a serem mobilizados durante grandes acumulados pluviométricos, gerando movimentos de massa. A análise mostrou também que áreas mais chuvosas e com maior ocorrência de acumulados pluviométricos extremos, acima de 100 mm/dia e acima de 30mm/mês concentraram um número maior de movimentos de massa, como a região mais próxima da estação de Quartéis (porção leste). Por outro lado áreas bastante elevadas, com altas declividades, porém com predomínio de Mata Atlântica e áreas com solos menos espessos, como os Neossolos Litólicos, se mostraram com um número reduzido desses processos. Enfim esse estudo mostrou a necessidade de se gerir melhor os espaços dessas áreas sensíveis sob o ponto de vista geomorfológico, até por que são áreas na periferia de regiões densamente habitadas e cujas demandas tendem a se tornar cada vez mais marcantes, o que pode gerar problemas locais, atingindo sua população e economia, com sérias conseqüências para o ambiente.

Análise da produção de dijatos de difração simples no experimento CMS/LHC

O escopo desse trabalho é a observação de dijatos de difração simples em colisões pp com ps = 7 TeV, durante os primeiros períodos de aquisição de dados do experimento CMS/LHC. A técnica utilizada foi a medida da multiplicidade no calorímetro HF. Os dados foram analisados para diferentes períodos de aquisição de dados do ano de 2010, com ∫ Ldt ~_ 3,2 pb-1. Comparamos os dados observados com o Monte Carlo simulado com efeito de empilhamento e sem esse efeito.

Caracterização de um sistema de fluorescência de raios X por dispersão em energia para análise quantitativa de ligas metálicas

Neste trabalho são apresentados os procedimentos de caracterização de um sistema comercial portátil de Fluorescência de Raios X por dispersão em energia, o ARTAX 200, bem com seu processo de calibração. O sistema é composto por um tubo de Raios X, com anodo de Molibdênio e um detector XFlash (Silicon Drift Detector) refrigerado por Efeito Peltier. O procedimento de caracterização do sistema foi realizado utilizando-se uma amostra de referência contendo Ferro e Cromo. Foram também usadas amostras certificadas (National Bureau of Standards) D840, D845, D846, D847 e D849 para a realização do processo de calibração do sistema para análise quantitativa. O processo de calibração foi realizado por três metodologias diferentes a fim de avaliar qual deles apresentaria melhores resultados. A caracterização do sistema ARTAX 200 foi realizada executando testes de estabilidade do tubo de Raios X, repetibilidade, reprodutibilidade, resolução em energia do sistema, levantamento da curva de limite de detecção e verificação do centro geométrico do feixe (CG). Os resultados obtidos nos testes de estabilidade apresentaram um coeficiente de variação médio menor do que 2%, o teste de repetibilidade apresentou valores médios menores que 0,5 %. A reprodutibilidade apresentou um coeficiente de variação médio menor que 1,5%. A verificação do centro geométrica mostrou que o CG encontra-se alinhada com o centro ótimo do feixe em duas das três direções do plano cartesiano. A resolução em energia do sistema para a energia de 5,9 keV foi de 150 eV. O limite de detecção apresentou valores menores que 1 % do Si ao Cu. Na avaliação das metodologias para calibração verificou-se que uma das metodologias aplicadas apresentou melhor resultado. Comparando os resultados com outros sistemas portáteis de XRF observa-se que o ARTAX 200 apresenta eficiência superior em relação aos parâmetros analisados.

Análisis de la fuerza previa a la competición en kick boxing

El objetivo del siguiente trabajo es analizar los efectos sobre la fuerza máxima y la potencia que conlleva una rápida pérdida de peso por una alta restricción calórica en un tiempo de tres semanas pre-competitivas. Dentro de la naturaleza de este tipo de deportes, la pérdida de peso en periodos cortos de tiempo es muy habitual y lo que se quiso demostrar con el trabajo es que puede ser contraproducente. Cuatro atletas, luchadores de Jiu Jitsu Brasileño y Kick Boxing, se ofrecieron como único grupo experimental, teniendo una competición real y siguiendo con cada uno de los métodos de pérdida de peso; se realizó el primer test las tres semanas previas, y el re-test el día anterior de la competición. Los ejercicios realizados para los diferentes test, fueron el press banca y el salto vertical. Después de las tres semanas de restricción calórica, se observaron pérdidas en los valores absolutos de fuerza máxima, y en el pico de potencia máximo del tren inferior, pudiéndose ver resultados menos concluyentes en el test de potencia del tren superior. En conclusión, este trabajo muestra el descenso del rendimiento en dos manifestaciones neuromusculares importantes si se busca el éxito en los deportes de contacto.

Análisis del comportamiento de la ventana anabólica en personas practicantes de fitness físicamente activas (Revisión bibliográfica)

La literatura científica relacionada con el timing nutricional es muy popular y por ello un área de investigación continuamente cambiante. Uno de los temas de mayor interés en cuanto al tiempo de los nutrientes es el concepto de ventana anabólica, una estrategia diseñada para maximizar las adaptaciones inducidas por el entrenamiento.

Análisis del nivel de sedentarismo mediante acelerometría y cuestionario IPAQ en personas con hipertensión primaria y sobrepeso u obesidad

Antecedentes: La hipertensión arterial y el sobrepeso u obesidad son considerados factores de riesgo cardiovascular, asociados de forma clara con el sedentarismo en la población adulta. La valoración del sedentarismo se puede realizar a través de métodos objetivos y subjetivos. Objetivos: Analizar el nivel de sedentarismo, mediante el cuestionario internacional de actividad física (AF) (IPAQ, método subjetivo) y acelerometría (método objetivo) en personas con HTA primaria y sobrepeso u obesidad. Determinar si existen diferencias entre ambos métodos de valoración y entre sexos. Métodos: Se llevaron a cabo las dos pruebas de valoración a 48 participantes del estudio EXERDIET-HTA (edad 51,9 ± 8,1 años). 1) Cuestionario IPAQ en versión corta que mide la AF realizada durante los últimos siete días. Los datos se clasificaron en tiempo sedentario, ligero, moderado o intenso según las recomendaciones generales de la Organización Mundial de la Salud. 2) Acelerometría triaxial durante siete días portado en la muñeca no dominante. El tiempo dedicado a conductas sedentarias, así como las diferentes intensidades de AF (ligera, moderada, vigorosa y muy vigorosa), Kcal, METs y tiempo de sueño se calcularon para los días laborables y de fin de semana. Resultados: IPAQ presentó una media de 6 h/día en comportamientos sedentarios en ambos sexos. No se presentaron diferencias entre sexos. El 85,4% resulta sedentario. Acelerometría: Los participantes presentan 1,7±0,2 MET de media al día, considerado un valor metabólico de gasto calórico ligero. El tiempo de sueño diario fue de 6,6h. El gasto calórico diario se corresponde con comportamientos sedentarios entre semana para hombres y mujeres (2038,5±801,6 kcal) y sólo los hombres incrementan el gasto el fin de semana (P=0,036). Se observó que las mujeres realizan más minutos de AF a intensidad moderada que los hombres durante toda la semana (P=0,029). Se observaron diferencias de actividad entre los días entre semana y el fin de semana, con más tiempo de sedentarismo entre semana (P=0,040) y más AF ligera el fin de semana (P=0,003), resultando esta diferencia debida al cambio de actividad en los hombres pero no en las mujeres. Todos los participantes superan los 150 minutos de AF moderada que se recomienda en las guías mundiales según la acelerometría. Conclusiones: Las personas hipertensas y con sobrepeso u obesidad presentan en general conductas sedentarias. Los patrones de sueño podrían estar relacionados con la enfermedad. Sería necesario reducir las conductas sedentarias como prevención de la obesidad y del desarrollo prematuro de enfermedades cardiovasculares, fomentando la práctica regular de AF y mejorando los hábitos de alimentación.

Aukerako hezkuntzaren proposamen desberdinen azterketa gorputz eta kirol hezkuntzaren esparruan

Azken hamarkadan irakaskuntza eta jarduera fisikoaren arteko erlazioetan egindako ekarpenak azaleratzen ari dira. Heziketa Fisikoaren Espainiako panorama haratago joan nahi du metodologia ezberdinak baliatuz. Orregatik, Aukerako Heziketa Fisikoaren metodoen arteko bilaketa sistematiko bat behartzat jotzen da. Horretarako, aurrekariak bilatu dira eta egungo egoera aztertu eta definitu. Bukaeran emaitzen aldaera eta arrazonamenduekin amaitzeko. Aukerako Heziketa Fisikoak barneratzen dituen metodologiei buruzko hurbilketa eta ideia edo pentsamendu ezberdinen hausnarketa bat da.

Belauneko ligamendu gurutzatuen hausturaren ondorengo kirol itzulera: 2 metodoen konparaketa

[EUS] Aurreko Ligamendu Gurutzatuen (ALG) lesioa gaur egun kirolean gehien ematen den lesioetako bat da. Lesio hau askoz ere ohikoagoa da emakumeengan, eta batez ere kontakturik gabeko egoeretan ematen da. Lesio honen tratamendu eta errekuperazio metodo desberdinak daude gaur egun. Lan honetan bi kasu desberdinen konparaketa egingo da, batez ere, operazio ondorengo errekuperazioan ematen diren desberdintasunetan, eta hauen emaitzetan zentratuz ondorioak atera ahal izateko.

Beneficios del ejercicio físico en mujeres que padecen osteoporosis: propuesta de un programa específico de 12 semanas

En este trabajo se ha elaborado un programa de ejercicio físico específico de 12 semanas para mujeres con osteoporosis.