Cement As a Waste Form for Nuclear Fission Products: The Case of 90Sr and Its Daughters

One of the main challenges faced by the nuclear industry is the long-term confinement of nuclear waste. Because it is inexpensive and easy to manufacture, cement is the material of choice to store large volumes of radioactive materials, in particular the low-level medium-lived fission products. It is therefore of utmost importance to assess the chemical and structural stability of cement containing radioactive species. Here, we use ab initio calculations based on density functional theory (DFT) to study the effects of ⁹⁰Sr insertion and decay in C-S-H (calcium-silicate-hydrate) in order to test the ability of cement to trap and hold this radioactive fission product and to investigate the consequences of its β-decay on the cement paste structure. We show that ⁹⁰Sr is stable when it substitutes the Ca²⁺ ions in C-S-H, and so is its daughter nucleus ⁹⁰Y after β-decay. Interestingly, ⁹⁰Zr, daughter of ⁹⁰Y and final product in the decay sequence, is found to be unstable compared to the bulk phase of the element at zero K but stable when compared to the solvated ion in water. Therefore, cement appears as a suitable waste form for ⁹⁰Sr storage.

Nuclear cataract shows significant familial aggregation in an older population after adjustment for possible shared environmental factors.

PURPOSE: To quantify the association between siblings in age-related nuclear cataract, after adjusting for known environmental and personal risk factors. METHODS: All participants (probands) in the Salisbury Eye Evaluation (SEE) project and their locally resident siblings underwent digital slit lamp photography and were administered a questionnaire to assess risk factors for cataract including: age, gender, lifetime sun exposure, smoking and diabetes history, and use of alcohol and medications such as estrogens and steroids. In addition, blood pressure, body mass index, and serum antioxidants were measured in all participants. Lens photographs were graded by trained observers masked to the subjects' identity, using the Wilmer Cataract Grading System. The odds ratio for siblings for affectedness with nuclear cataract and the sibling correlation of nuclear cataract grade, after adjusting for covariates, were estimated with generalized estimating equations. RESULTS: Among 307 probands (mean age, 77.6 +/- 4.5 years) and 434 full siblings (mean age, 72.4 +/- 7.4 years), the average sibship size was 2.7 per family. After adjustment for covariates, the probability of development of nuclear cataract was significantly increased (odds ratio [OR] = 2.07, 95% confidence interval [CI], 1.30-3.30) among individuals with a sibling with nuclear cataract (nuclear grade > or = 3.0). The final fitted model indicated a magnitude of heritability for nuclear cataract of 35.6% (95% CI: 21.0%-50.3%) after adjustment for the covariates. CONCLUSIONS: Findings in this study are consistent with a genetic effect for age-related nuclear cataract, a common and clinically significant form of lens opacity.

Radiological protection and nuclear engineering studies in multi-MW target systems

Tese de doutoramento, Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Unnoticed apocalypse: the science fiction politics of urban crisis

The slogan ‘capitalism is crisis’ is one that has recently circulated swiftly around the global Occupy movement. From Schumpeter to Marx himself, the notion that the economic cycles instituted by capitalism require periodic crises as a condition of renewed capital accumulation is a commonplace. However, in a number of recent texts, this conception of crisis as constituting the very form of urban capitalist development itself has taken on a more explicitly apocalyptic tone, exemplified by the Invisible Committee's influential 2007 book The Coming Insurrection, and its account of what it calls simply ‘the metropolis’. ‘It is useless to wait’, write the text's anonymous authors, ‘for a breakthrough, for the revolution, the nuclear apocalypse or a social movement.… The catastrophe is not coming, it is here.’ In considering such an apocalyptic tone, this paper thus situates and interrogates the text in terms both of its vision of the metropolis as a terrain of total urbanization and its effective spatialization of the present as itself a kind of ‘unnoticed’ apocalypse: the catastrophe which is already here. It does so by approaching this not only apropos its place within contemporary debates surrounding leftist politics and crisis theory but also via its imaginative intersection with certain post-1960s science fiction apocalyptic motifs. What, the paper asks, does it mean to think apocalypse as the ongoing condition of the urban present itself, as well as the opening up of political and cultural opportunity for some speculative exit from its supposedly endless terrain?

Decision-making theory applied to India's explosion of a nuclear device in May, 1974

This essay reviews the decision-making process that led to India exploding a nuclear device in May, 1974. An examination of the Analytic, Cybernetic and Cognitive Theories of decision, will enable a greater understanding of the events that led up to the 1974 test. While each theory is seen to be only partially useful, it is only by synthesising the three theories that a comprehensive account of the 1974 test can be given. To achieve this analysis, literature on decision-making in national security issues is reviewed, as well as the domestic and international environment in which involved decisionmakers operated. Finally, the rationale for the test in 1974 is examined. The conclusion revealed is that the explosion of a nuclear device by India in 1974 was primarily related to improving Indian international prestige among Third World countries and uniting a rapidly disintegrating Indian societal consensus. In themselves, individual decision-making theories were found to be of little use, but a combination of the various elements allowed a greater comprehension of the events leading up to the test than might otherwise have been the case.

The role of the nuclear receptor Nr5a2 in ovulation in mice

Le récepteur nucléaire Nr5a2 est exprimé dans l’ovaire, plus spécifiquement dans les cellules de granulosa et lutéales. Une déplétion conditionnelle de Nr5a2 dans les cellules de granulosa au stade de follicule primaire par croisement de souris Nr5a2-flox et Amhr2-Cre (Nr5a2f/fAmhr2Cre/+) génère des problèmes au niveau de l’expansion du cumulus, de l’ovulation et de la lutéinisation. Ainsi, nous estimons que Nr5a2 régule les connexions intercellulaires dans le follicule ovarien via la connexine 43 (Cx43), une protéine de jonction impliquée dans l’expansion du cumulus. Le premier objectif de l’étude était de déterminer si l’absence d’expansion du cumulus chez les souris Amhr2Cre-cKO est liée à l’absence de communication intercellulaire adéquate entre les cellules de granulosa et de cumulus dans les follicules préovulatoires. À cette fin, des ovaires de souris immatures Amhr2Cre-cKO et non transgéniques ont été prélevés (n=3) après un traitement de superstimulation utilisant les gonadotropines eCG suivie de hCG afin d’induire l’ovulation. Nous avons ainsi démontré, par RT-PCR, une sous-expression de Cx43 avant et au moment du stimulus ovulatoire (0 h et 2 h) chez le groupe Amhr2Cre-cKO (P<0.01), ce qui pourrait mener à un problème dans l’acquisition de la compétence développementale de l’oocyte. D’un autre côté, au moment de l’ovulation (12 h), l’ARNm de Cx43 est surexprimé dans le groupe Amhr2Cre-cKO, ce qui pourrait prévenir les cellules du cumulus de se détacher l’une de l’autre. Nous avons ainsi conclu que Cx43 est un gène sous le contrôle de Nr5a2 et qu’une régulation erronée de ce gène est une cause possible du problème d’expansion du cumulus chez les souris Amhr2Cre-cKO. Afin d’examiner le rôle de Nr5a2 dans l’ovulation et la lutéinisation à différents stades de la maturation folliculaire, nous suggérons que Nr5a2 module la séquence temporelle des événements menant à l’ovulation. En croisant des souris Nr5a2-flox et Cyp19-Cre (Nr5a2f/fCyp19Cre/+), l’expression de Nr5a2 a été interrompue dans les cellules de granulosa des follicules antraux et préovulatoires. Aucune portée n’a été obtenue de ces souris (n=4) durant un essai d’accouplement de 6 mois. Chez les souris Cyp19Cre-cKO on remarque la présence de structures s’apparentant à des cellules de type lutéales et les femelles âgées d’un an présentent des kystes folliculaires hémorragiques et une hypertrophie de l’épithélium en surface de l’ovaire. Les deux modèles transgéniques démontrent donc une absence de l’expansion du cumulus et de l’ovulation. En conclusion, Nr5a2 semble réguler différemment la folliculogenèse et l’ovulation dans les cellules de granulosa des follicules primaires et antraux.

Expression of steroidogenic proteins and genes in bovine placenta from conventional and somatic cell nuclear transfer (SCNT) gestations

Pendant la grossesse, les hormones stéroïdes jouent un rôle indispensable dans la régulation des principales manifestations physiologiques telles que la reconnaissance maternelle de la gestation, la réceptivité de l'endomètre, le début du développement embryonnaire ainsi que le maintien de la gestation. Cependant, on sait très peu sur la production de ces hormones et les principaux facteurs des voies intracellulaires impliqués dans le processus de stéroïdogenèse dans le placenta bovin pendant les stades initiaux et plus avancés de la gestation. Par ailleurs, certaines anomalies du placenta chez les bovins suite à une mauvaise production de stéroïdes n'ont pas encore été démontrées. Les objectifs de cette thèse étaient donc de : 1) déterminer la présence et la localisation des principales protéines stéroïdiennes dans le placenta de bovins provenant de gestations de 50 à 120 jours, 2) comparer l'expression placentaire d'une série de gènes et de protéines stéroïdiennes entre une gestation impliquant un transfert de noyaux de cellules somatiques (SCNT) et une gestation non-clonale; 3) étudier l'impact des hormones trophiques et des seconds messagers sur la stéroïdogenèse dans le placenta bovin à 140 +10 jours de gestation. L’utilisation de techniques d’immunohistochimie, d’immunobuvardage et de PCR quantitatif nous a permis d’évaluer la présence d'un large éventail de gènes stéroïdiens (STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1 et SCARB1) qui participent au transport du cholestérol et dans la production de différents types de stéroïdes. Dans cette thèse, nous avons démontré la capacité du placenta bovin d’initier la stéroïdogenèse au début de la gestation et nous avons également déterminé les principales cellules impliquées dans ce processus. Nous avons constaté que les tissus maternels expriment les principaux marqueurs de stéroïdogenèse suggérant une plus grande capacité stéroïdogénique que les tissus fœtaux. En outre, un modèle d'expression des protéines complémentaires stéroïdogéniques entre la caroncule et le cotylédon a été observé, indiquant que la stéroïdogenèse placentaire exige une communication cellule à cellule entre les cellules de la mère et du fœtus. Après avoir démontré les principales cellules impliquées dans la synthèse des hormones stéroïdiennes dans le placenta bovin en début de gestation, nous avons ensuite étudié les modifications possibles de la stéroïdogenèse dans les tissus SCNT cotylédonaires à 40 jours de gestation. Nous avons identifié d'importantes modifications dans l'expression des gènes STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1, et SULT1E1. Conséquemment, nous postulons que l'expression réduite des gènes stéroïdiens peut provoquer une insuffisance de la biosynthèse des hormones stéroïdiennes, ce qui pourrait contribuer à un développement anormal du placenta et du fœtus dans les gestations SCNT à court ou long terme. Finalement, nous avons développé un modèle efficace de culture d’explants de placentome qui nous a permis d'explorer les mécanismes sous-jacents spécifiques à la stéroïdogenèse placentaire. Nous avons exploré l'effet stimulant des hormones trophiques et différents messagers secondaires sur l'expression de différentes protéines stéroïdogéniques ainsi que le taux de progestérone (P4) dans les explants de placentome. En utilisant les techniques de RIA et de PCR quantitatif, nous avons constaté que même si les analogues de l'hormone lutéinisante (hCG) ont un effet stimulant sur plusieurs gènes stéroïdiens, le calcium ionophore est le principal modulateur dans la synthèse de la P4. Ces résultats suggèrent que dans le placenta bovin, la synthèse de la P4 est modulée principalement par l'afflux de calcium intracellulaire, et apparemment les nucléotides cycliques ne semblent pas contrôler ce processus. En conclusion, cette étude contribue de manière significative à une meilleure compréhension des mécanismes d'entraînement de la synthèse des stéroïdes placentaires au début de la gestation et permet aussi d’apporter de nouveaux éclairages sur l'importance des stéroïdes placentaires dans la régulation du développement du placenta et du fœtus.

Morphological and functional characterization of placenta during gestation in bovine clones derived by somatic nuclear transfer

La technique de clonage par transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) présente une page importante dans les annales scientifiques, mais son application pratique demeure incertaine dû à son faible taux de succès. Les anomalies placentaires et de développement fœtal se traduisent par des pertes importantes de gestation et des mortalités néonatales. Dans un premier temps, la présente étude a caractérisé les changements morphologiques des membranes fœtales durant la gestation clonée en les comparant à des gestations contrôles obtenues à partir de l’insémination artificielle. Les différentes anomalies morphologiques des placentomes telles que l’œdème chorioallantoique, la présence de zones hyperéchoiques et irrégulières dans la membrane amniotique et la présence de cellules inflammatoires dégénérées compromettent le développement fœtal normal de la gestation clonée. L’examen ultrasonographique représente une technique diagnostique importante pour faire le suivi d’une gestation et de caractériser les changements placentaires dans le cadre d’évaluation globale du bien-être fœtal. Le profil hormonal de trois stéroïdes (progestérone (P4), estrone sulfate (E1S), et œstradiol (E2)) et de la protéine B spécifique de gestation (PSPB) dans le sérum des vaches porteuses de clones SCNT a été déterminé et associé aux anomalies de gestations clonées. Une diminution de la P4 sérique au jour 80, une élévation du niveau de la concentration de la PSPB au jour 150, et une augmentation de la concentration d’E2 sérique durant le deuxième et troisième tiers de la gestation clonée coïncident avec les anomalies de gestation déjà reportées. Ces changements du profil hormonal associés aux anomalies phénotypiques du placenta compromettent le déroulement normal de la gestation clonée et gênent le développement et le bien-être fœtal. Sur la base des observations faites sur le placenta de gestation clonée, le mécanisme moléculaire pouvant expliquer la disparition de l’épithélium du placenta (l’interface entre le tissue maternel et le placenta) a été étudié. L’étude a identifié des changements dans l’expression de deux protéines d’adhérence (E-cadhérin et β-catenin) de cellules épithéliales pouvant être associées aux anomalies du placenta chez les gestations clonées. Le tissu de cotylédons provenant de gestations clonées et contrôles a été analysé par Western blot, RT-PCR quantitatif, et par immunohistochimie. Les résultats présentaient une diminution significative (p<0.05) de l’expression des dites protéines dans les cellules trophoblastiques chez les gestations clonées. Le RT-PCR quantitatif démontrait que les gènes CCND1, CLDN1 et MSX1 ciblés par la voie de signalisation de la Wnt/β-catenin étaient significativement sous exprimés. La diminution de l’expression des protéines E-cadherin et β-catenin avec une réduction de l’activation de la protéine β-catenin durant le période d’attachement de l’embryon peut potentiellement expliquer l’absence totale ou partielle de l’attachement des membranes fœtales au tissu maternel et éventuellement, l’insuffisance placentaire caractéristique des gestations clonées chez la vache. La caractérisation morphologique et fonctionnelle du placenta durant les gestations clonées à haut risque est essentielle pour évaluer le statut de la gestation. Les résultats de la présente étude permettront de prédire le développement et le bien-être fœtal de façon critique à travers un protocole standardisé et permettre des interventions médicales pour améliorer le taux de succès des gestations clonées chez les bovins.

The orphan nuclear receptor NR5A2 regulates peri-ovulatory events and their consequent luteinization in mice

Le récepteur nucléaire Nr5a2, également connu sous le nom de liver receptor homolog-1 (Lrh-1), est exprimé au niveau de l’ovaire chez la souris, exclusivement dans les cellules lutéales et de la granulosa. La perturbation de Nr5a2, spécifique aux cellules de la granulosa chez la souris à partir des follicules primaires dans la trajectoire du développement folliculaire a démontré que Nr5a2 est un régulateur clé de l’ovulation et de la fertilité chez la femelle. Notre hypothèse veut que Nr5a2 régule les évènements péri- et post-ovulatoires dans une séquence temporelle lors de la folliculogénèse. Afin d'étudier l’implication de Nr5a2 lors de l’ovulation et de la lutéinisation à différents stades du développement folliculaire, nous avons généré deux modèles de souris knockout spécifiques aux cellules de la granulosa pour Nr5a2: 1) Nr5a2Amhr2-/-, avec une réduction de Nr5a2 à partir des follicules primaires et subséquents; 2) Nr5a2Cyp19-/-, avec une réduction de Nr5a2 débutant au stade antral de développement en progressant. L’absence de Nr5a2 à partir des follicules antraux a résulté en une infertilité chez les femelles Nr5a2Cyp19-/-, de même qu’en des structures non-fonctionnelles similaires aux structures lutéales au niveau des ovaires, en une réduction des niveaux de progestérone synthétisée ainsi qu’en un échec dans le support d’une pseudo-gestation. La synthèse de progestérone a été entravée suite à l’absence de Nr5a2 par l’entremise d’une régulation à la baisse des gènes reliés au transport du cholestérol, Scarb1, StAR et Ldlr, démontré par qPCR. Les complexes cumulus-oocytes des femelles Nr5a2Cyp19-/- immatures super-stimulées ont subi une expansion in vivo, mais l’ovulation a été perturbée, possiblement par une régulation à la baisse du gène du récepteur de la progestérone (Pgr). Un essai d’expansion du cumulus in vitro a démontré une expansion défectueuse du cumulus chez les Nr5a2Amhr2-/-, associée à un dérèglement de la protéine des jonctions communicantes (Gja1; Cx43). Cependant, l’expansion du cumulus chez les Nr5a2Cyp19-/- n’a pas été autant affectée. Des résultats obtenus par qPCR ont démontré une régulation à la baisse dans l’expression des gènes Areg, Ereg, Btc et Tnfaip6 chez les deux modèles de cellules ovariennes knockout à 2h et 4h post hCG. Nous avons observé que 85% des oocytes, chez les deux génotypes mutants, peuvent subir une rupture de la vésicule germinative, confirmant leur capacité de maturation in vivo. La technique d’injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes a prouvé que les oocytes des deux génotypes mutants sont fertilisables et que 70% des embryons résultants ont poursuivi leur développement vers le stade de blastocyste, et ce, indépendamment du génotype. En conclusion, Nr5a2 régule la fertilité chez les femelles tout au long du processus du développement folliculaire. Il a été démontré que Nr5a2 est essentiel à la lutéinisation et que sa perturbation dans les cellules somatiques ovariennes ne compromet pas la capacité des oocytes à être fertilisés. En vue d’ensemble, nous avons fourni une investigation inédite et complète, utilisant de multiples modèles et techniques afin de déterminer les mécanismes par lesquels Nr5a2 régule les importants processus que sont l’expansion du cumulus, l’ovulation ainsi que la formation du corps jaune.

Análisis de los intereses geoestratégicos de China y Estados Unidos en Corea del Sur tras el programa nuclear de Corea del Norte

La península coreana ha sido desde la Guerra Fría y a la actualidad una zona convulsionada por intereses políticos, económicos e ideológicos. Ese panorama obliga un análisis sobre la configuración y los cambios que se han dado entre las potencias actuales, China y Estados Unidos, desde la existencia de un programa nuclear norcoreano que afecta a Corea del Sur y la definición de los intereses de Beijin y Washington.

Fatty acids and the immune system: from basic science to clinical applications

Over the last 25 years, the effects of fatty acids on the immune system have been characterized using in vitro, animal and human studies. Advances in fatty acid biochemistry and molecular techniques have recently suggested new mechanisms by which fatty acids could potentially modify immune responses, including modification of the organization of cellular lipids and interaction with nuclear receptors. Possibilities for the clinical applications of n-3 PUFA are now developing. The present review focuses on the hypothesis that the anti-inflammatory properties of n-3 PUFA in the arterial wall may contribute to the protective effects of n-3 PUFA in CVD, as suggested by epidemiological and secondary prevention studies. Studies are just beginning to show that dietary n-3 PUFA can be incorporated into plaque lipid in human subjects, where they may influence the morphology and stability of the atherosclerotic lesion.

Phylogenetic relationships among species of Anopheles (Nyssorhynchus) (Diptera, Culicidae) based on nuclear and mitochondrial gene sequences

Phylogenetic relationships among 21 species of mosquitoes in subgenus Nyssorhynchus were inferred from the nuclear white and mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 6 (ND6) genes. Bayestan phylogenetic methods found that none of the three Sections within Nyssorhynchus (Albimanus, Argyritarsis, Myzorhynchella) were supported in all analyses, although Myzorhynchella was found to be monophyletic at the combined genes Within the Albimanus Section the monophyly of the Stroder Subgroup was strongly supported and within the Myzorhynchella Section Anopheles anrunesi and An lutzu formed a strongly supported monophyletic group The epidemiologically significant Albitarsis Complex showed evidence of paraphyly (relative to An lanet-Myzorhynchella) and discordance across gene trees, and the previously synonomized species of An. dunhami and An goeldii were recovered as sister species Finally, there was evidence of complexes in several species, including An antunesi, An deaneorum, and An. strodei (c) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved

Nuclear and extended spectra of NGC 1068-I. Hints from near-infrared spectroscopy

We report the first simultaneous zJHK spectroscopy on the archetypical Seyfert 2 galaxy NGC 1068 covering the wavelength region 0.9-2.4 mu m. The slit, aligned in the north-south direction and centred in the optical nucleus, maps a region 300 pc in radius at subarcsec resolution, with a spectral resolving power of 360 km s-1. This configuration allows us to study the physical properties of the nuclear gas including that of the north side of the ionization cone, map the strong excess of continuum emission in the K band and attributed to dust and study the variations, both in flux and profile, in the emission lines. Our results show the following. (1) Mid- to low-ionization emission lines are split into two components, whose relative strengths vary with the position along the slit and seem to be correlated with the jet. (2) The coronal lines are single-peaked and are detected only in the central few hundred of pc from the nucleus. (3) The absorption lines indicate the presence of intermediate age stellar population, which might be a significant contributor to the continuum in the near-IR spectra. (4) Through some simple photoionization models we find photoionization as the main mechanism powering the emitting gas. (5) Calculations using stellar features point to a mass concentration inside the 100-200 pc of about 1010 M(circle dot).

Nuclear and extended spectra of NGC 1068-II. Near-infrared stellar population synthesis

We performed stellar population synthesis on the nuclear and extended regions of NGC 1068 by means of near-infrared spectroscopy to disentangle their spectral energy distribution components. This is the first time that such a technique is applied to the whole 0.8-2.4 mu m wavelength interval in this galaxy. NGC 1068 is one of the nearest and probably the most studied Seyfert 2 galaxy, becoming an excellent laboratory to study the interaction between black holes, the jets that they can produce and the medium in which they propagate. Our main result is that traces of young stellar population are found at similar to 100 pc south of the nucleus. The contribution of a power-law continuum in the centre is about 25 per cent, which is expected if the light is scattered from a Seyfert 1 nucleus. We find peaks in the contribution of the featureless continuum about 100-150 pc from the nucleus on both sides. They might be associated with regions where the jet encounters dense clouds. Further support to this scenario is given by the peaks of hot dust distribution found around these same regions and the H(2) emission-line profile, leading us to propose that the peaks might be associated to regions where stars are being formed. Hot dust also has an important contribution to the nuclear region, reinforcing the idea of the presence of a dense, circumnuclear torus in this galaxy. Cold dust appears mostly in the south direction, which supports the view that the south-west emission is behind the plane of the galaxy and is extinguished very likely by dust in the plane. Intermediate-age stellar population contributes significantly to the continuum, especially in the inner 200 pc.

Generic relationships and dating of lineages in Winteraceae based on nuclear (ITS) and plastid (rpS16 and psbA-trnH) sequence data

Phylogenetic analyses of representative species from the five genera of Winteraceae (Drimys, Pseudowintera, Takhtajania, Tasmannia, and Zygogynum s.l.) were performed using ITS nuclear sequences and a combined data-set of ITS + psbA-trnH + rpS16 sequences (sampling of 30 and 15 species, respectively). Indel informativity using simple gap coding or gaps as a fifth character was examined in both data-sets. Parsimony and Bayesian analyses support the monophyly of Drimys, Tasmannia, and Zygogynum s.l., but do not support the monophyly of Belliolum, Zygogynum s.s., and Bubbia. Within Drimys, the combined data-set recovers two subclades. Divergence time estimates suggest that the splitting between Drimys and its sister clade (Pseudowintera + Zygogynum s.l.) occurred around the end of the Cretaceous; in contrast, the divergence between the two subclades within Drimys is more recent (15.5-18.5 MY) and coincides in time with the Andean uplift. Estimates suggest that the earliest divergences within Winteraceae could have predated the first events of Gondwana fragmentation. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.