Gamma spectrometry and gamma and X-ray tomography of nuclear fuel

The purpose of gamma spectrometry and gamma and X-ray tomography of nuclear fuel is to determine both radionuclide concentration and integrity and deformation of nuclear fuel. The aims of this thesis have been to find out the basics of gamma spectrometry and tomography of nuclear fuel, to find out the operational mechanisms of gamma spectrometry and tomography equipment of nuclear fuel, and to identify problems that relate to these measurement techniques. In gamma spectrometry of nuclear fuel the gamma-ray flux emitted from unstable isotopes is measured using high-resolution gamma-ray spectroscopy. The production of unstable isotopes correlates with various physical fuel parameters. In gamma emission tomography the gamma-ray spectrum of irradiated nuclear fuel is recorded for several projections. In X-ray transmission tomography of nuclear fuel a radiation source emits a beam and the intensity, attenuated by the nuclear fuel, is registered by the detectors placed opposite. When gamma emission or X-ray transmission measurements are combined with tomographic image reconstruction methods, it is possible to create sectional images of the interior of nuclear fuel. MODHERATO is a computer code that simulates the operation of radioscopic or tomographic devices and it is used to predict and optimise the performance of imaging systems. Related to the X-ray tomography, MODHERATO simulations have been performed by the author. Gamma spectrometry and gamma and X-ray tomography are promising non-destructive examination methods for understanding fuel behaviour under normal, transient and accident conditions.

A broadband leptonic model for gamma-ray emitting microquasars

Observational and theoretical studies point to microquasars (MQs) as possible counterparts of a significant fraction of the unidentified gamma-ray sources detected so far. At present, a proper scenario to explain the emission beyond soft X-rays from these objects is not known, nor what the precise connection is between the radio and the high-energy radiation. We develop a new model where the MQ jet is dynamically dominated by cold protons and radiatively dominated by relativistic leptons. The matter content and power of the jet are both related with the accretion process. The magnetic field is assumed to be close to equipartition, although it is attached to and dominated by the jet matter. For the relativistic particles in the jet, their maximum energy depends on both the acceleration efficiency and the energy losses. The model takes into account the interaction of the relativistic jet particles with the magnetic field and all the photon and matter fields. Such interaction produces significant amounts of radiation from radio to very high energies through synchrotron, relativistic Bremsstrahlung, and inverse Compton (IC) processes. Variability of the emission produced by changes in the accretion process (e.g. via orbital eccentricity) is also expected. The effects of the gamma-ray absorption by the external photon fields on the gamma-ray spectrum have been taken into account, revealing clear spectral features that might be observed. This model is consistent to the accretion scenario, energy conservation laws, and current observational knowledge, and can provide deeper physical information of the source when tested against multiwavelength data.

Candidate counterparts to the soft gamma-ray flare in the direction od LSI+61303

A short duration burst reminiscent of a soft gamma-ray repeater/anomalous X-ray pulsar behaviour was detected in the direction of LS I +61 303 by the Swift satellite. While the association with this well known gamma-ray binary is likely, a different origin cannot be excluded. Aims. We explore the error box of this unexpected flaring event and establish the radio, near-infrared and X-ray sources in our search for any peculiar alternative counterpart. Methods. We carried out a combined analysis of archive Very Large Array radio data of LS I +61 303 sensitive to both compact and extended emission. We also reanalysed previous near infrared observations with the 3.5 m telescope of the Centro Astronómico Hispano Alemán and X-ray observations with the Chandra satellite. Results. Our deep radio maps of the LS I +61 303 environment represent a significant advancement on previous work and 16 compact radio sources in the LS I +61 303 vicinity are detected. For some detections, we also identify near infrared and X-ray counterparts. Extended emission features in the field are also detected and confirmed. The possible connection of some of these sources with the observed flaring event is considered. Based on these data, we are unable to claim a clear association between the Swift-BAT flare and any of the sources reported here. However, this study represents the most sophisticated attempt to determine possible alternative counterparts other than LS I +61 303.

Intensidade da ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi H. Sydow & P. Sydow) da soja [Glycine max (L.) Merr.] nas cultivares Conquista, Savana e Suprema sob diferentes temperaturas e períodos de molhamento foliar

A Ferrugem Asiática (Phakopsora pachyrhizi H. Sydow & P. Sydow), relatada em diversas regiões do globo terrestre de climas tropicais e subtropicais, causa redução significativa na produtividade da soja [Glycine max (L.) Merr.]. Fatores bióticos como interação patógeno-hospedeiro e abióticos influenciam o progresso da doença. Objetivou-se neste trabalho estudar os efeitos da temperatura e de períodos de molhamento foliar no progresso da Ferrugem Asiática nas cultivares Conquista, Savana e Suprema. O experimento foi conduzido no Departamento de Fitopatologia da Universidade Federal de Lavras, em junho de 2004, em câmaras de crescimento vegetal nas temperaturas de 15, 20, 25 e 30 °C e períodos de molhamento foliar de 0, 6, 12, 18 e 24 horas. A inoculação foi realizada pulverizando-se as plantas com suspensão de 10(4) uredósporos de P. pachyrhizi.mL-1 de água. Dados da incidência e da severidade foram utilizados para avaliar o progresso da doença e integrados por meio da área abaixo da curva de progresso da incidência (AACPI) e da severidade (AACPS). Modelos de regressão não-linear foram ajustados para a AACPI e AACPS. Foi calculado o volume abaixo da superfície de resposta para incidência (VASRI) e severidade (VASRS) em relação à temperatura e molhamentos foliares com o objetivo de detectar diferenças entre cultivares. Molhamentos foliares acima de 15 horas e temperaturas próximas a 20 ºC, nas 3 cultivares avaliadas, determinaram maior intensidade da Ferrugem Asiática. Temperaturas próximas a 30 e 15 ºC ocasionaram menor intensidade da doença. Períodos de molhamento foliar abaixo de 6 horas reduziram a intensidade da doença. Todas as cultivares testadas foram suscetíveis à doença, entretanto, a cultivar Conquista apresentou maior VASRI e VASRS da Ferrugem Asiática comparada às cultivares Savana e Suprema, as quais não diferiram estatisticamente. Houve diferença entre as cultivares para AACPI em cada temperatura e molhamento foliar.

Efeitos de sistemas de preparo do solo na cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill)

Com o objetivo de avaliar o efeito de cinco equipamentos de preparo do solo sobre o desenvolvimento e a produtividade da cultura da soja (Glycine max L. (Merril)), foi conduzida uma pesquisa em Latossolo Vermelho distrófico, no município de Uberaba-MG, em delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco tratamentos (escarificador, enxada-rotativa, arado de aivecas, arado de discos e grade aradora) e quatro repetições. Os sistemas de preparo do solo não mostraram diferenças para o número médio de dias para a emergência das plântulas, estande final, altura da primeira vagem e produtividade da cultura da soja. Os tratamentos com arado de disco, arado de aivecas e grade aradora proporcionaram as maiores populações iniciais da cultura. A altura das plantas foi afetada pelos sistemas de preparo utilizados, destacando-se o preparo com o arado de aivecas e com a enxada-rotativa, com os maiores e menores valores absolutos, respectivamente.

Mapeamento de semeaduras de soja (Glycine max (L.)Merr.) mediante dados MODIS/Terra E TM/Landsat 5: um comparativo

O objetivo deste trabalho foi comparar mapeamentos de semeadura da cultura da soja na região oeste do Paraná, realizados com imagens MODIS/Terra e TM/Landsat 5. Primeiramente, construiu-se máscara de referência, considerando seis imagens TM ao longo do ciclo da cultura, utilizando-se dos algoritmos Paralelepípedo e MaxVer com posterior análise visual. As imagens MODIS foram classificadas com o algorítimo Paralelepípedo, em quatro passagens referentes ao pico vegetativo. O desempenho das classificações foi avaliado por meio de Matrizes de Erros, calculadas pela análise de 100 pontos amostrais (soja ou não-soja), aleatoriamente distribuídos em cada um dos oito municípios da área de estudo. Os principais resultados mostraram que a Exatidão Global (EG) e o Índice Kappa (IK), que variaram entre 0,55 e 0,80, em ambos os sensores, são considerados bons a muito bons. Quando EG e IK dos sensores TM e MODIS foram comparados, não se encontrou diferença significativa. O mapeamento da soja utilizando o sensor MODIS produziu 70% de confiabilidade sob o ponto de vista do usuário. A principal conclusão é a viabilidade de mapear a soja pelo sensor MODIS com as vantagens de que as imagens MODIS têm melhor resolução temporal e são disponibilizadas gratuitamente na Internet.

Qualidade da aplicação aérea líquida com uma aeronave agrícola experimental na cultura da soja (Glycine Max L.)

Os avanços da tecnologia de aplicação aérea de agroquímicos têm-se dado na direção de redução do volume de calda, o que pode ocasionar má distribuição e consequente deposição irregular. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da aplicação de calda de pulverização em aplicação aérea, na cultura da soja (Glycine Max L.). Para a aplicação, foi utilizada uma aeronave agrícola experimental, aplicando um volume de calda de 20 L ha-1 . Para a determinação dos volumes depositados nas folhas do terço superior, médio e inferior das plantas de soja, foi utilizado corante alimentício azul brilhante adicionado à calda de pulverização. Estas folhas foram lavadas, e o volume determinado por espectrofotometria. Para a obtenção do espectro de gotas, foram utilizados alvos artificiais constituídos por papel hidrossensível, distribuídos no terço superior e médio das plantas. Os dados foram submetidos à análise de variância de fator único, considerando as diferentes posições na planta, e cartas de controle foram feitas a partir dos limites inferior e superior de controle. A aplicação aérea de calda de pulverização na cultura da soja apresentou menores valores de diâmetro da mediana volumétrica, amplitude relativa e cobertura no terço médio em relação ao terço superior da cultura da soja. Houve menor deposição da calda de pulverização no terço inferior. Os indicadores de cobertura da calda de pulverização demonstraram que a aplicação aérea com a aeronave agrícola experimental avaliada não se encontra sob controle estatístico de processo, ou seja, fora do padrão de qualidade.

Perfomance evaluation of a direct injection engine using different blends of soybean (Glycine max) methyl biodiesel

Diesel fuel is used widely in Brazil and worldwide. On the other hand, the growing environmental awareness leads to a greater demand for renewable energy resources. Thus, this study aimed to evaluate the use of different blends of soybean (Glycine max) methyl biodiesel and diesel in an ignition compression engine with direct injection fuel. The tests were performed on an electric eddy current dynamometer, using the blends B10, B50 and B100, with 10; 50 e 100% of biodiesel, respectively, in comparison to the commercial diesel B5, with 5% of biodiesel added to the fossil diesel. The engine performance was analyzed trough the tractor power take off (PTO) for each fuel, and the best results obtained for the power and the specific fuel consumption, respectively, were: B5 (44.62 kW; 234.87 g kW-1 h-1); B10 (44.73 kW; 233.78 g kW-1 h-1); B50 (44.11 kW; 250.40 g kW-1 h-1) e B100 (43.40 kW; 263.63 g kW-1 h-1). The best performance occurred with the use of B5 and B10 fuel, without significant differences between these blends. The B100 fuel showed significant differences compared to the other fuels.

Material embodiment and energy flows as efficiency indicators of soybean (Glycine max) production in Brazil

As the requirement for agriculture to be environmentally suitable there is a necessity to adopt indicators and methodologies approaching sustainability. In Brazil, biodiesel addition into diesel is mandatory and soybean oil is its main source. The material embodiment determines the convergence of inputs into the crop. Moreover, the material flows are necessary for any environmental analysis. This study evaluated distinct production scenarios, and also conventional versus GMO crops, through the material embodiment and energy analysis. GMO crops demanded less indirectly applied inputs. The energy balance showed linearity with yield, whereas for EROI, the increases in input and yield were not affected.

Parameter estimation and use of gamma interferon assay for the diagnosis of bovine tuberculosis in Brazil

This study aimed to evaluate the interference of tuberculin test on the gamma-interferon (INFg) assay, to estimate the sensitivity and specificity of the INFg assay in Brazilian conditions, and to simulate multiple testing using the comparative tuberculin test and the INFg assay. Three hundred-fifty cattle from two TB-free and two TB-infected herds were submitted to the comparative tuberculin test and the INFg assay. The comparative tuberculin test was performed using avian and bovine PPD. The INFg assay was performed by the BovigamTM kit (CSL Veterinary, Australia), according to the manufacturer's specifications. Sensitivity and specificity of the INFg assay were assessed by a Bayesian latent class model. These diagnostic parameters were also estimate for multiple testing. The results of INFg assay on D0 and D3 after the comparative tuberculin test were compared by the McNemar's test and kappa statistics. Results of mean optical density from INFg assay on both days were similar. Sensitivity and specificity of the INFg assay showed results varying (95% confidence intervals) from 72 to 100% and 74 to 100% respectively. Sensitivity of parallel testing was over 97.5%, while specificity of serial testing was over 99.7%. The INFg assay proved to be a very useful diagnostic method.

Controle das plantas daninhas em cultura de soja (Glycine Max L. Merril) com misturas de herbicidas

Em ensaio de campo, onde as principais plantas daninhas eram representadas por duas gramíneas e seis ervas de folhas largas, foi comparada a ação de misturas de trifluralin, pendimethalin, dinitramine e alachlor com metribuzin e de alachlor com linuron, no seu controle. Os resultados mostraram que as misturas de alachlor a 2,00 kg/ha e metribuzin a 0,35 kg/ha, e desses mesmos herbicidas a 3,00 kg/ha e 0,50 kg/ha, feitas no tanque, aplicadas em pré-emergência, seguidas da mistura de trifluralin a 1,00 kg/ha, aplicado em pré-plantio incorporado, com metribuzin a 0,50 kg/ha, aplicado em pré-emergência, foram as mais eficientes. Acanthospermum australe foi a planta daninha de mais difícil controle. Somente a mistura de tanque de alachlor a 2,00 kg/ha e linuron a 0,75 kg/ha foi eficiente no seu controle. As misturas de pendimenthalin a 1,30 kg/ha e de dinitramine a 0,50 kg/ha, ambos com metribuzin a 0,50 kg/ha, retardaram o crescimento inicial da soja, porém sem prejudicar o stand e a produção. Os demais tratamentos também não foram prejudiciais à produção dessa leguminosa.

Influência de herbicidas na nodulação da soja (Glycine max L. Merr.)

Um experimento foi conduzido em Campinas, em latossolo vermelho escuro, barrento, por dois anos consecutivos, para testar o efeito dos herbicidas trifluralin, vernolate e alachlor e duas doses de nitrogênio, na nodulação e produção de soja, CV santa rosa, inoculada. No primeiro ano, os herbicidas não influenciaram a nodulação aos 35, 58 e 98 dias após o plantio. A aplicação de nitrogênio diminuiu o peso dos nódulos secos observados aos 58 dias, e seu número e peso, aos 98 dias. A produção de grãos foi semelhante para todos os tratamentos. No segundo ano, a nodulação das plantas inoculadas não foi influenciada pela aplicação de nitrogênio, porém nos tratamentos com nodulação espontânea (não inoculados), o peso dos nó dulos secos diminuiu significativamente, nas três épocas, devido à aplicação daquele nutriente. Os tratamentos inoculados produziram maiores quantidades de sementes em comparação com os tratamentos não inoculados. Houve interação significativa de inoculação x adubação nitrogenada, sendo que o aumento devido à adubação só foi verificado no tratamento sem inoculação. Nos canteiros em que se fez a aplicação de herbicidas, a produção de grãos foi maior; não foi , entretanto, possível atribuir esse efeito à aplicação dos herbicidas.

Efeito de dinitramine, aplicado em pré-plantio incorporado, em cultura de soja (Glycine max (L.) Merril)

Com a finalidade de se obter maiores conhecimentos sobre a ação do herbicida dinitramine no controle de plantas daninhas em culturas de soja, e principalmente, sua influência sobre a própria cultura, foi conduzido um experimento de campo em 1974/75, no município de Cristais Paulista, SP. O ensaio compunha-se de dez tratamentos distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições, onde o dinitramine foi aplicado nas doses de 0,375 kg e 0,575 kg/ha. Foram plantadas sementes dos cultivares Santa Rosa, IAC-2 e Mineira. Além das testemunhas sem herbicida constou do ensaio um tratamento com trifluralin a 0,720 kg/ha, plantado com o cultivar IAC-2. Em sub-parcelas havia diferenças de profundidade de incorporação dos herbicidas ao solo, a 0,07m e 0,15m. A população natural de plantas daninhas da área do experimento era representada por duas monocotiledõneas e duas dicotiledôneas, além de outras em pequeno número. As monocotiledõneas foram muito bem controladas por dinitramine nas duas doses e uma das dicotiledôneas também foi eficientemente controlada, porém, somente na dose maior. Trifluralin também deixou de controlar somente uma dicotiledõnea. A análise estatística do número de plantas de soja revelou diferenças significativas para dinitramine já em sua menor dose, para as três variedades de soja; porém, essa significãncia desapareceu na produção. Por outro lado verificou-se significãncia para a interação tratamento x incorporação, a qual foi detectado ser o resultado positivo da incorporação rasa com a dose menor de dinitramine.

Efeitos de três herbicidas pós-emergentes aplicados em diferentes horas do dia sobre ervas daninhas e plantas de soja [Glycine max (L.) Merrill]

O presente trabalho foi realizado na Estação Experimental Agronômica da UFRGS em 1978/79, com o objetivo de determinar a influência das condições ambientais ocorrentes em cinco horários de aplicação sobre três herbicidas pós-emergentes pulverizados sobre três espécies daninhas e sobre a cultura da soja. No experimento foram utilizados os produtos químicos acifluorfen, bentazon e dinoseb e as espécies daninhas Bidens pilosa L., Euphorbia heterophylla L. (em dois estádios de desenvolvimento), e Sida rhombifolia L. (em um estádio), como plantas teste. A ocorrência de baixa temperatura contribuiu para a redução do controle de Bidens pilosa L. com acifluorfen, enquanto condições de elevada umidade relativa do ar, contribuíram para aumentar o grau de controle de Euphorbia heterophylla L., principalmente quando pulverizada com dinoseb. Por outro lado, quanto mais eficiente foi o produto químico sobre determinada espécie, menor foi a interferência que sofreu dos fatores ambientais nos resultados alcançados no controle.

Comportamento de cultivares de soja [Glycine max (L.) Merrill] em resposta ao metribuzin aplicado em diferentes doses

Durante o ano agrícola de 1978/79, foi realizado um experimento a campo, na re gião da Depressão Central do Rio Grande do Sul, com o objetivo de conhecer o comportamento das cultivares de soja BR1, Bragg, Davis, IAS4, IAS5, Paraná e Planalto em relação ao metribuzin aplicado em pré-emergência nas doses de 0, 490 e 980 g/ha. Os efeitos dos tratamentos foram estimados através de avaliação visual de fitotoxicidade, contagem da população de plantas, determinações do peso seco da parte aérea e do número de grãos e obtenção do rendimento de grãos. Para a maioria das variáveis em estudo, constatou-se que ocorreram reduções proporcionais aos acréscimos das doses do herbicida. Os resultados da avaliação visual de fitotoxicidade mostraram que houve diferenças significativas entre os tratamentos de doses, tendo as cultivares Bragg e Davis demonstrado o menor efeito fito-tóxico, enquanto BR1 foi a que apresentou maior grau de injúria. Quanto ao rendimento de grãos alcançado pelas cultivares, foi constatado que Bragg comportou-se como altamente tolerante; BR1 e Davis como moderadamente tolerantes; IAS5 como intermediária e Paraná, Planalto e IAS4 como moderadamente suscetíveis.