974 resultados para IONIZING RADIATION
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Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et les anévrismes de l’aorte abdominale (AAAs) font partie de ce lot déplorable. Un anévrisme est la dilatation d’une artère pouvant conduire à la mort. Une rupture d’AAA s’avère fatale près de 80% du temps. Un moyen de traiter les AAAs est l’insertion d’une endoprothèse (SG) dans l’aorte, communément appelée la réparation endovasculaire (EVAR), afin de réduire la pression exercée par le flux sanguin sur la paroi. L’efficacité de ce traitement est compromise par la survenue d’endofuites (flux sanguins entre la prothèse et le sac anévrismal) pouvant conduire à la rupture de l’anévrisme. Ces flux sanguins peuvent survenir à n’importe quel moment après le traitement EVAR. Une surveillance par tomodensitométrie (CT-scan) annuelle est donc requise, augmentant ainsi le coût du suivi post-EVAR et exposant le patient à la radiation ionisante et aux complications des contrastes iodés. L’endotension est le concept de dilatation de l’anévrisme sans la présence d’une endofuite apparente au CT-scan. Après le traitement EVAR, le sang dans le sac anévrismal coagule pour former un thrombus frais, qui deviendra progressivement un thrombus plus fibreux et plus organisé, donnant lieu à un rétrécissement de l’anévrisme. Il y a très peu de données dans la littérature pour étudier ce processus temporel et la relation entre le thrombus frais et l’endotension. L’étalon d’or du suivi post-EVAR, le CT-scan, ne peut pas détecter la présence de thrombus frais. Il y a donc un besoin d’investir dans une technique sécuritaire et moins coûteuse pour le suivi d’AAAs après EVAR. Une méthode récente, l’élastographie dynamique, mesure l’élasticité des tissus en temps réel. Le principe de cette technique repose sur la génération d’ondes de cisaillement et l’étude de leur propagation afin de remonter aux propriétés mécaniques du milieu étudié. Cette thèse vise l’application de l’élastographie dynamique pour la détection des endofuites ainsi que de la caractérisation mécanique des tissus du sac anévrismal après le traitement EVAR. Ce projet dévoile le potentiel de l’élastographie afin de réduire les dangers de la radiation, de l’utilisation d’agent de contraste ainsi que des coûts du post-EVAR des AAAs. L’élastographie dynamique utilisant le « Shear Wave Imaging » (SWI) est prometteuse. Cette modalité pourrait complémenter l’échographie-Doppler (DUS) déjà utilisée pour le suivi d’examen post-EVAR. Le SWI a le potentiel de fournir des informations sur l’organisation fibreuse du thrombus ainsi que sur la détection d’endofuites. Tout d’abord, le premier objectif de cette thèse consistait à tester le SWI sur des AAAs dans des modèles canins pour la détection d’endofuites et la caractérisation du thrombus. Des SGs furent implantées dans un groupe de 18 chiens avec un anévrisme créé au moyen de la veine jugulaire. 4 anévrismes avaient une endofuite de type I, 13 avaient une endofuite de type II et un anévrisme n’avait pas d’endofuite. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été réalisés à l’implantation, puis 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois après le traitement EVAR. Une angiographie, un CT-scan et des coupes macroscopiques ont été produits au sacrifice. Les régions d’endofuites, de thrombus frais et de thrombus organisé furent identifiées et segmentées. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions furent comparées. Celles-ci furent différentes de façon significative (P < 0.001). Également, le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (1) et le DUS (3) ont échoué. Dans la continuité de ces travaux, le deuxième objectif de ce projet fut de caractériser l’évolution du thrombus dans le temps, de même que l’évolution des endofuites après embolisation dans des modèles canins. Dix-huit anévrismes furent créés dans les artères iliaques de neuf modèles canins, suivis d’une endofuite de type I après EVAR. Deux gels embolisants (Chitosan (Chi) ou Chitosan-Sodium-Tetradecyl-Sulfate (Chi-STS)) furent injectés dans le sac anévrismal pour promouvoir la guérison. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été effectués à l’implantation et après 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois. Une angiographie, un CT-scan et un examen histologique ont été réalisés au sacrifice afin d’évaluer la présence, le type et la grosseur de l’endofuite. Les valeurs du module d’élasticité des régions d’intérêts ont été identifiées et segmentées sur les données pathologiques. Les régions d’endofuites et de thrombus frais furent différentes de façon significative comparativement aux autres régions (P < 0.001). Les valeurs d’élasticité du thrombus frais à 1 semaine et à 3 mois indiquent que le SWI peut évaluer la maturation du thrombus, de même que caractériser l’évolution et la dégradation des gels embolisants dans le temps. Le SWI a pu détecter des endofuites où le DUS a échoué (2) et, contrairement au CT-scan, détecter la présence de thrombus frais. Finalement, la dernière étape du projet doctoral consistait à appliquer le SWI dans une phase clinique, avec des patients humains ayant déjà un AAA, pour la détection d’endofuite et la caractérisation de l’élasticité des tissus. 25 patients furent sélectionnés pour participer à l’étude. Une comparaison d’imagerie a été produite entre le SWI, le CT-scan et le DUS. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions (endofuite, thrombus) furent identifiées et segmentées. Celles-ci étaient distinctes de façon significative (P < 0.001). Le SWI a détecté 5 endofuites sur 6 (sensibilité de 83.3%) et a eu 6 faux positifs (spécificité de 76%). Le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (2) ainsi que le DUS (2) ont échoué. Il n’y avait pas de différence statistique notable entre la rigidité du thrombus pour un AAA avec endofuite et un AAA sans endofuite. Aucune corrélation n’a pu être établie de façon significative entre les diamètres des AAAs ainsi que leurs variations et l’élasticité du thrombus. Le SWI a le potentiel de détecter les endofuites et caractériser le thrombus selon leurs propriétés mécaniques. Cette technique pourrait être combinée au suivi des AAAs post-EVAR, complémentant ainsi l’imagerie DUS et réduisant le coût et l’exposition à la radiation ionisante et aux agents de contrastes néphrotoxiques.
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This study addresses the effects of gamma irradiation (1, 5 and 8 kGy) on color, organic acids, total phenolics, total flavonoids, and antioxidant activity of dwarf mallow (Malva neglecta Wallr.). Organic acids were analyzed by ultra fast liquid chromatography (UFLC) coupled to a photodiode array (PDA) detector. Total phenolics and flavonoids were measured by the Folin-Ciocalteu and aluminium chloride colorimetric methods, respectively. The antioxidant activity was evaluated based on the DPPH(•) scavenging activity, reducing power, β-carotene bleaching inhibition and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation inhibition. Analyses were performed in the non-irradiated and irradiated plant material, as well as in decoctions obtained from the same samples. The total amounts of organic acids and phenolics recorded in decocted extracts were always higher than those found in the plant material or hydromethanolic extracts, respectively. The DPPH(•) scavenging activity and reducing power were also higher in decocted extracts. The assayed irradiation doses affected differently the organic acids profile. The levels of total phenolics and flavonoids were lower in the hydromethanolic extracts prepared from samples irradiated at 1 kGy (dose that induced color changes) and in decocted extracts prepared from those irradiated at 8 kGy. The last samples also showed a lower antioxidant activity. In turn, irradiation at 5 kGy favored the amounts of total phenolics and flavonoids. Overall, this study contributes to the understanding of the effects of irradiation in indicators of dwarf mallow quality, and highlighted the decoctions for its antioxidant properties.
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The fossiliferous deposits in the coastal plain of the Rio Grande do Sul State, Southern Brazil, have been known since the late XIX century; however, the biostratigraphic and chronostratigraphic context is still poorly understood. The present work describes the results of electron spin resonance (ESR) dating in eleven fossil teeth of three extinct taxa (Toxodon platensis, Stegomastodon waringi and Hippidion principale) collected along Chui Creek and nearshore continental shelf, in an attempt to assess more accurately the ages of the fossils and its deposits. This method is based upon the analysis of paramagnetic defects found in biominerals, produced by ionizing radiation emitted by radioactive elements present in the surrounding sediment and by cosmic rays. Three fossils from Chui Creek, collected from the same stratigraphic horizon, exhibit ages between (42 +/- 3) Ka and (34 +/- 7) Ka, using the Combination Uptake model for radioisotopes uptake, while a incisor of Toxodon platensis collected from a stratigraphic level below is much older. Fossils from the shelf have ages ranging from (7 +/- 1) 10(5) Ka to (18 +/- 3) Ka, indicating the mixing of fossils of different epochs. The origin of the submarine fossiliferous deposits seems to be the result of multiple reworking and redeposition cycles by sea-level changes caused by the glacial-interglacial cycles during the Quaternary. The ages indicate that the fossiliferous outcrops at Chui Creek are much younger than previously thought, and that the fossiliferous deposits from the continental shelf encompass Ensenadan to late Lujanian ages (middle to late Pleistocene). (C) 2009 Elsevier Ltd and INQUA. All rights reserved.
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Ionizing radiation has the potential to cause extensive damage to living organisms. It can directly act on DNA, proteins and lipids, resulting in ionizing excitation and chemical bond cleavage, which can lead to molecular and cellular damage. Ionizing radiation can hydrolyze water molecules in the body, resulting in increased numbers of free radicals with strong oxidation ability. This process indirectly leads to tissue degeneration and necrosis, which can possibly result in cancer. In this paper, the intervention mechanism of flavonoids on ionizing radiation was analyzed. It has been revealed that the intervention mechanism associated with flavonoids may offer protective properties for DNA, prevent scavenging free radicals, and protect against auto-immune damage. In addition, this invention mechanism can protect the hematopoietic system and reduce inflammation.
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Résumé : Les ions hydronium (H3O + ) sont formés, à temps courts, dans les grappes ou le long des trajectoires de la radiolyse de l'eau par des rayonnements ionisants à faible transfert d’énergie linéaire (TEL) ou à TEL élevé. Cette formation in situ de H3O + rend la région des grappes/trajectoires du rayonnement temporairement plus acide que le milieu environnant. Bien que des preuves expérimentales de l’acidité d’une grappe aient déjà été signalées, il n'y a que des informations fragmentaires quant à son ampleur et sa dépendance en temps. Dans ce travail, nous déterminons les concentrations en H3O + et les valeurs de pH correspondantes en fonction du temps à partir des rendements de H3O + calculés à l’aide de simulations Monte Carlo de la chimie intervenant dans les trajectoires. Quatre ions incidents de différents TEL ont été sélectionnés et deux modèles de grappe/trajectoire ont été utilisés : 1) un modèle de grappe isolée "sphérique" (faible TEL) et 2) un modèle de trajectoire "cylindrique" (TEL élevé). Dans tous les cas étudiés, un effet de pH acide brusque transitoire, que nous appelons un effet de "pic acide", est observé immédiatement après l’irradiation. Cet effet ne semble pas avoir été exploré dans l'eau ou un milieu cellulaire soumis à un rayonnement ionisant, en particulier à haut TEL. À cet égard, ce travail soulève des questions sur les implications possibles de cet effet en radiobiologie, dont certaines sont évoquées brièvement. Nos calculs ont ensuite été étendus à l’étude de l'influence de la température, de 25 à 350 °C, sur la formation in situ d’ions H3O + et l’effet de pic acide qui intervient à temps courts lors de la radiolyse de l’eau à faible TEL. Les résultats montrent une augmentation marquée de la réponse de pic acide à hautes températures. Comme de nombreux processus intervenant dans le cœur d’un réacteur nucléaire refroidi à l'eau dépendent de façon critique du pH, la question ici est de savoir si ces fortes variations d’acidité, même si elles sont hautement localisées et transitoires, contribuent à la corrosion et l’endommagement des matériaux.
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The involvement of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione peroxidase in radiobiological processes has been described at the enzyme activity level. We irradiated radiation-resistant (RR) and radiation-sensitive (RS) mice and studied antioxidant enzymes at the transcriptional and activity level. In addition, aromatic hydroxylation and lipid peroxidation parameters were determined to study radiation resistance at the oxidation level. RS BALB/c/J Him mice and RR C3H He/Him mice were whole-body-irradiated with x-rays at 2, 4, and 6 Gy and killed 5, 15, and 30 min after irradiation. mRNA was isolated from liver and hybridized with probes for antioxidant enzymes and β-actin as a housekeeping gene control. Antioxidant enzyme activities were determined by standard assays. Parameters for aromatic hydroxylation (o-tyrosine) and lipid peroxidation (malondialdehyde) were determined by HPLC methods. Antioxidant transcription was unchanged in contrast to antioxidant activities; SOD and CAT activities were elevated within 15 min in RR animals but not in RS mice, at all doses studied. Glutathione peroxidase activity was not different between RR and RS mice and was only moderately elevated after irradiation. No significant differences were found between RR and RS animals at the oxidation level, although a radiation dose-dependent increase of oxidation products was detected in both groups. We found that ionizing irradiation led to increased antioxidant activity only minutes after irradiation in the absence of increased transcription of these antioxidant enzymes. RR animals show higher antioxidant enzyme activities than do RS mice, but oxidation products are comparable in RS and RR mice. As unchanged transcription of antioxidant enzymes could not have been responsible for the increased antioxidant enzyme activities, preformed antioxidant enzymes should have been released by the irradiation process. This would be in agreement with previous studies of preformed, stored SOD. The finding of higher SOD and CAT activities in RR than in RS animals could point to a role for these antioxidant enzymes for the process of radiation sensitivity.
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The combined effect of STZ-diabetes and ionising radiation on the rat retina was investigated. Wistar rats, which had been diabetic for 6 months, were irradiated with a single dose of x-rays (1500 cGy) and the ultrastructural effects evaluated at 4-10 mths post-irradiation. At 4 months post-irradiation, the outer nuclear layer of the retina was greatly reduced in thickness and the photoreceptor outer segments were disorganised and reduced in length. In addition, the nerve fibre layer contained many cytoid bodies and there were many redundant basement membrane tubes throughout the inner retina. By 6 months post-irradiation, the photoreceptor cells were virtually absent, bringing the external limiting membrane into close apposition to the RPE. Throughout large areas of the outer retina, RPE cells were hypertrophic and some had proliferated into the inner retina. In many regions, proliferating retinal capillaries were observed within the RPE layer, and at 8 months post-irradiation, some vessels extended into the inner retina accompanied by RPE cells. At 10 months post-irradiation, the RPE was atrophic and degenerative with retinal glial cells coming into contact with Bruch's membrane. In some areas, the glia which had breached Bruch's membrane had invaded the underlying choroid. Where glial cells contacted the choriocapillaries, the vessels assumed the appearance of retinal vessels with plump endothelia and no fenestrations. This study has described a progressive inner retinal ischemia, with cytoid bodies, capillary non-perfusion and general atrophy of the inner retina intensifying markedly with increasing post-irradiation time.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)
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The clinical impression that pre-existing diabetes exacerbates radiation injury to the retinal vasculature was studied in STZ diabetic rats. Half of 2 groups of streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats and 1 group of normal animals had their right eyes irradiated with 1000 cGy of 90 KVP x-rays. The prevalence of acellular capillaries in trypsin digests of the retinal vasculature was quantified for each of the 6 groups of animals at 6.5 months post-irradiation. The prevalence of acellular capillaries in both non-irradiated diabetic groups was significantly higher than in controls while the irradiated animals in each of the three main categories showed a statistically significant increase compared to their non-irradiated equivalents. However, the net increase in acellular capillaries following irradiation was much greater in rats with an 8 month term of pre-existing diabetes (180%) than in those which had only been diabetic for 3 months (36%). The results of this study suggest a synergistic relationship between pre-existing diabetes and ionising radiation in the development of retinal vasculopathy, and that the potentiation of the vascular damage is dependent on the duration of diabetes prior to radiation exposure.
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Les collisions proton-proton produites par le LHC imposent un environnement radiatif hostile au détecteur ATLAS. Afin de quantifier les effets de cet environnement sur la performance du détecteur et la sécurité du personnel, plusieurs simulations Monte Carlo ont été réalisées. Toutefois, la mesure directe est indispensable pour suivre les taux de radiation dans ATLAS et aussi pour vérifier les prédictions des simulations. À cette fin, seize détecteurs ATLAS-MPX ont été installés à différents endroits dans les zones expérimentale et technique d'ATLAS. Ils sont composés d'un détecteur au silicium à pixels appelé MPX dont la surface active est partiellement recouverte de convertisseurs de neutrons thermiques, lents et rapides. Les détecteurs ATLAS-MPX mesurent en temps réel les champs de radiation en enregistrant les traces des particules détectées sous forme d'images matricielles. L'analyse des images acquises permet d'identifier les types des particules détectées à partir des formes de leurs traces. Dans ce but, un logiciel de reconnaissance de formes appelé MAFalda a été conçu. Étant donné que les traces des particules fortement ionisantes sont influencées par le partage de charge entre pixels adjacents, un modèle semi-empirique décrivant cet effet a été développé. Grâce à ce modèle, l'énergie des particules fortement ionisantes peut être estimée à partir de la taille de leurs traces. Les convertisseurs de neutrons qui couvrent chaque détecteur ATLAS-MPX forment six régions différentes. L'efficacité de chaque région à détecter les neutrons thermiques, lents et rapides a été déterminée par des mesures d'étalonnage avec des sources connues. L'étude de la réponse des détecteurs ATLAS-MPX à la radiation produite par les collisions frontales de protons à 7TeV dans le centre de masse a montré que le nombre de traces enregistrées est proportionnel à la luminosité du LHC. Ce résultat permet d'utiliser les détecteurs ATLAS-MPX comme moniteurs de luminosité. La méthode proposée pour mesurer et étalonner la luminosité absolue avec ces détecteurs est celle de van der Meer qui est basée sur les paramètres des faisceaux du LHC. Vu la corrélation entre la réponse des détecteurs ATLAS-MPX et la luminosité, les taux de radiation mesurés sont exprimés en termes de fluences de différents types de particules par unité de luminosité intégrée. Un écart significatif a été obtenu en comparant ces fluences avec celles prédites par GCALOR qui est l'une des simulations Monte Carlo du détecteur ATLAS. Par ailleurs, les mesures effectuées après l'arrêt des collisions proton-proton ont montré que les détecteurs ATLAS-MPX permettent d'observer la désintégration des isotopes radioactifs générés au cours des collisions. L'activation résiduelle des matériaux d'ATLAS peut être mesurée avec ces détecteurs grâce à un étalonnage en équivalent de dose ambiant.
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This work focuses on the analysis of the influence of environment on the relative biological effectiveness (RBE) of carbon ions on molecular level. Due to the high relevance of RBE for medical applications, such as tumor therapy, and radiation protection in space, DNA damages have been investigated in order to understand the biological efficiency of heavy ion radiation. The contribution of this study to the radiobiology research consists in the analysis of plasmid DNA damages induced by carbon ion radiation in biochemical buffer environments, as well as in the calculation of the RBE of carbon ions on DNA level by mean of scanning force microscopy (SFM). In order to study the DNA damages, besides the common electrophoresis method, a new approach has been developed by using SFM. The latter method allows direct visualisation and measurement of individual DNA fragments with an accuracy of several nanometres. In addition, comparison of the results obtained by SFM and agarose gel electrophoresis methods has been performed in the present study. Sparsely ionising radiation, such as X-rays, and densely ionising radiation, such as carbon ions, have been used to irradiate plasmid DNA in trishydroxymethylaminomethane (Tris buffer) and 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES buffer) environments. These buffer environments exhibit different scavenging capacities for hydroxyl radical (HO0), which is produced by ionisation of water and plays the major role in the indirect DNA damage processes. Fragment distributions have been measured by SFM over a large length range, and as expected, a significantly higher degree of DNA damages was observed for increasing dose. Also a higher amount of double-strand breaks (DSBs) was observed after irradiation with carbon ions compared to X-ray irradiation. The results obtained from SFM measurements show that both types of radiation induce multiple fragmentation of the plasmid DNA in the dose range from D = 250 Gy to D = 1500 Gy. Using Tris environments at two different concentrations, a decrease of the relative biological effectiveness with the rise of Tris concentration was observed. This demonstrates the radioprotective behavior of the Tris buffer solution. In contrast, a lower scavenging capacity for all other free radicals and ions, produced by the ionisation of water, was registered in the case of HEPES buffer compared to Tris solution. This is reflected in the higher RBE values deduced from SFM and gel electrophoresis measurements after irradiation of the plasmid DNA in 20 mM HEPES environment compared to 92 mM Tris solution. These results show that HEPES and Tris environments play a major role on preventing the indirect DNA damages induced by ionising radiation and on the relative biological effectiveness of heavy ion radiation. In general, the RBE calculated from the SFM measurements presents higher values compared to gel electrophoresis data, for plasmids irradiated in all environments. Using a large set of data, obtained from the SFM measurements, it was possible to calculate the survive rate over a larger range, from 88% to 98%, while for gel electrophoresis measurements the survive rates have been calculated only for values between 96% and 99%. While the gel electrophoresis measurements provide information only about the percentage of plasmids DNA that suffered a single DSB, SFM can count the small plasmid fragments produced by multiple DSBs induced in a single plasmid. Consequently, SFM generates more detailed information regarding the amount of the induced DSBs compared to gel electrophoresis, and therefore, RBE can be calculated with more accuracy. Thus, SFM has been proven to be a more precise method to characterize on molecular level the DNA damage induced by ionizing radiations.
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Methods have recently been developed that make use of electromagnetic radiation at terahertz (THz) frequencies, the region of the spectrum between millimetre wavelengths and the infrared, for imaging purposes. Radiation at these wavelengths is non-ionizing and subject to far less Rayleigh scatter than visible or infrared wavelengths, making it suitable for medical applications. This paper introduces THz pulsed imaging and discusses its potential for in vivo medical applications in comparison with existing modalities.
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We report preliminary results from studies of biological effects induced by non-thermal levels of non-ionizing electromagnetic radiation. Exponentially growing Saccharomyces cerevisiae yeast cells grown on dry media were exposed to electromagnetic fields in the 200–350 GHz frequency range at low power density to observe possible non-thermal effects on the microcolony growth. Exposure to the electromagnetic field was conducted over 2.5 h. The data from exposure and control experiments were grouped into either large-, medium- or small-sized microcolonies to assist in the accurate assessment of growth. The three groups showed significant differences in growth between exposed and control microcolonies. A statistically significant enhanced growth rate was observed at 341 GHz. Growth rate was assessed every 30 min via time-lapse photography. Possible interaction mechanisms are discussed, taking into account Frohlich's hypothesis.
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A quantitative study was made about the effects caused by ionizing irradiation on materials used for dental restoration (amalgams, compound resins and compomere), aiming to alleviate in bearers of head and neck cancer, the possible harmful effects of radiotherapy perceived when the repaired teething is within the radiation field. Research also encourages further studies for new alternative materials to be used in dental repair of patients submitted to radiotherapy for head and neck cancer. Test samples were submitted to a gamma radiation beam coming from a cobalt-therapy source and analyzed according to the X-ray fluorescence technique, comparing the chemical composition of the samples before and after irradiation. Radiation detectors such as an ionization chamber and a Geiger-Muller were used to measure the rate of residual dose. Gamma spectrometry with Nal detectors was also performed on the same samples. Results showed that there was no significant change in the chemical composition and that at post-irradiation, samples did not exhibit radiation emission, that is to say they had not become radioactive.
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Thin films of chemically synthesized polyaniline and poly(o-methoxyaniline) were exposed to ionizing X-ray radiation and characterized by radiation induced conductivity measurements, ultraviolet-visible spectroscopy, electron paramagnetic resonance, electrical conductivity and solubility measurements. Samples irradiated in vacuum or dry Oxygen atmosphere did not have their electronic spectra changed. However, under humid atmosphere the energy of the excitonic transition was decreased and accompanied by a great conductivity increase. The results indicate that doping of polyaniline can be induced by X-ray radiation which might be of great interest for applications on lithography and microelectronics.