Doses monitoring in radiology: calibration of air kerma-area product (PKA) meters

Objective The authors have sought to study the calibration of a clinical PKA meter (Diamentor E2) and a calibrator for clinical meters (PDC) in the Laboratory of Ionizing Radiation Metrology at Instituto de Energia e Ambiente - Universidade de São Paulo. Materials and Methods Different qualities of both incident and transmitted beams were utilized in conditions similar to a clinical setting, analyzing the influence from the reference dosimeter, from the distance between meters, from the filtration and from the average beam energy. Calibrations were performed directly against a standard 30 cm3 cylindrical chamber or a parallel-plate monitor chamber, and indirectly against the PDC meter. Results The lowest energy dependence was observed for transmitted beams. The cross calibration between the Diamentor E2 and the PDC meters, and the PDC presented the greatest propagation of uncertainties. Conclusion The calibration coefficient of the PDC meter showed to be more stable with voltage, while the Diamentor E2 calibration coefficient was more variable. On the other hand, the PDC meter presented greater uncertainty in readings (5.0%) than with the use of the monitor chamber (3.5%) as a reference.

Aplicação do modelo geométrico no estudo dos efeitos glory e rainbow em colisões atômicas

A simple analysis of glory and rainbow effects, together with the description of their trajectories is given by the geometric model. The energy dependence of glory and rainbow impact parameters and the energy dependence of the rainbow angle are determined analytically within the model. An universal function for glory and rainbow trajectories can be easily determined.

Dependência das vias de dissociação unimolecular com a energia interna da molécula de éter dimetílico

Internal energy dependence of the competitive unimolecular dissociation channels of dimethyl ether were studied with the statistical RRKM formalism. The C-O and C-H fission reactions and the 1,2-H and 1,3-H shifts, and 1,1-H2 and 1,3-H2 molecular eliminations are discussed as a function of energy dependence of k a(E*), the microcanonical rate constant for production of transition states. C-O fission is the dominant process while reaction channels involving C-H fission, 1,1-H2 and 1,3-H2 elimination and production of MeOH should be competitive at energies around 400 kJ mol-1. The less favorable process is the channel of CH4 formation.

Liikennebiokaasun tuotannon ja käytön ulkoiset kustannukset Pohjois-Karjalassa

Työn tavoitteena oli selvittää liikennebiokaasuntuotannon ja käytön vaikutus liikenteen ulkoi-siin kustannuksiin Pohjois-Karjalassa. Biokaasua tuotetaan Joensuussa Kuhasalon jäteveden-puhdistamolla sekä Kontiosuon jäteasemalla, Kiteellä biokaasua tuotetaan BioKympin yh-teismädätyslaitoksessa. Lisäksi laskennassa huomioitiin yhden maatilakokoluokan biokaasun-tuotanto. Työssä selvitettiin kaksi skenaariota liikennebiokaasun tuotantomääräksi vuodelle 2015. Liikennebiokaasua voitaisiin tuottaa optimiskenaarion mukaan 3 426 MWh ja maksimi-tuotantoskenaarion mukaan 21 532 MWh. Liikennebiokaasun käytön vaikutukset liikenteen päästöihin laskettiin vuodelle 2015 ja vuo-delle 2020, jolloin liikennebiokaasua käytettäisiin 10 % liikenteen energiantarpeesta Pohjois-Karjalassa. Hiilidioksidipäästöt vähenevät vuoden 2020 tilanteessa samassa suhteessa kuin liikennebiokaasu korvaa fossiilisia polttoaineita. Muista päästöistä merkittävimmät päästövä-hennykset saatiin kun vuoden 2010 dieselautot muutettaisiin biokaasuautoiksi, tällöin hiuk-kaspäästöt alenisivat jopa 18 % vuoden 2010 päästöistä. Lisäksi selvitettiin liikenteen päästöjen pienenemisen vaikutus liikenteen aiheuttamiin ulkoisiin kustannuksiin. Laskettavat ulkoiset kustannukset olivat ilmastonmuutos, pakokaasupäästöt sekä energiariippuvuus. Pakokaasupäästöjen aiheuttamat ulkoiset kustannukset olivat vuonna 2010 noin 7 miljoonaa euroa. Liikennebiokaasua käyttävästä ajoneuvotyypistä riippuen ulkoiset kustannukset laskevat vuoden 2020 tilanteessa 10–16 % vuoden 2010 kustannuksista. Ilmastonmuutoksen ulkoiset kustannukset vuodelle 2010 olivat 9,5 miljoonaa euroa. Biokaasun käytön avulla kustannuksissa voitaisiin säästää 910 000 euroa vuonna 2020. Ener-giariippuvuuden hinta öljynkäytöstä oli vuonna 2010 noin 4,2 miljoonaa euroa ja vuonna 2020 kustannukset voisivat laskea 450 000 euroa.

Viron sähkömarkkinoiden vapautumisen hyödyntäminen ISS-konsernin liiketoiminnassa

Euroopan Unionin tavoitteena on vapauttaa ja yhdentää sähkömarkkinoita. Sähkömarkkinoiden vapautumisella ja yhdentymisellä EU:ssa taataan toimivat sisämarkkinat siirtovarmuudeltaan ja vähennetään energiariippuvuutta kolmansista maista. Sähkömarkkinoiden vapautuminen on toteutunut vaiheittain ja Virossa sähkömarkkinat ovat edelleen osittain säännöstellyt. EU:n lainsäädännön mukaan sähkömarkkinat tuli vapauttaa vuoteen 2007 mennessä, mutta Viro sai siirtymäkauden vuoteen 2013 saakka mm. rakenteellisten ongelmien vuoksi. Imatran Seudun Sähköllä on omistuksessa Virossa toimiva sähköyhtiö, Imatra Elekter AS. Työn tavoitteena oli selvittää Viron sähkömarkkinoiden toimintaa, markkinoiden vapautumisen vaikutuksia ja vapautumisen hyödyntämismahdollisuuksia Imatran Seudun Sähkön liiketoiminnassa. Viron sähkömarkkinat ovat hyvin erikoiset ja kilpailutilanne markkinoiden vapautumisen jälkeen on haastava. Markkinat ovat hyvin keskittyneet yhden osapuolen suuren markkinaosuuden vuoksi ja sähkön tuotanto perustuu lähes yksinomaan yhdellä polttoaineella keskitetysti tuotettuun energiaan. Huolimatta näistä seikoista markkinoilla on paljon myös mahdollisuuksia, joita tässä työssä selvitettiin. Työn tuloksena saatiin muodostettua liiketoimintastrategia energia- ja verkkoliiketoiminnalle. Lisäksi työssä pohdittiin energian tuotantomahdollisuuksia Virossa ja selvitystyö tuotti tulokseksi varteenotettavia energian tuotantomahdollisuuksia.

Énergie des vortex dans un modèle abélien de Higgs en 2+1 dimensions avec un potentiel d’ordre six

Dans ce travail, j’étudierai principalement un modèle abélien de Higgs en 2+1 dimensions, dans lequel un champ scalaire interagit avec un champ de jauge. Des défauts topologiques, nommés vortex, sont créés lorsque le potentiel possède un minimum brisant spontanément la symétrie U(1). En 3+1 dimensions, ces vortex deviennent des défauts à une dimension. Ils ap- paraissent par exemple en matière condensée dans les supraconducteurs de type II comme des lignes de flux magnétique. J’analyserai comment l’énergie des solutions statiques dépend des paramètres du modèle et en particulier du nombre d’enroulement du vortex. Pour le choix habituel de potentiel (un poly- nôme quartique dit « BPS »), la relation entre les masses des deux champs mène à deux types de comportements : type I si la masse du champ de jauge est plus grande que celle du champ sca- laire et type II inversement. Selon le cas, la dépendance de l’énergie au nombre d’enroulement, n, indiquera si les vortex auront tendance à s’attirer ou à se repousser, respectivement. Lorsque le flux emprisonné est grand, les vortex présentent un profil où la paroi est mince, permettant certaines simplifications dans l’analyse. Le potentiel, un polynôme d’ordre six (« non-BPS »), est choisi tel que le centre du vortex se trouve dans le vrai vide (minimum absolu du potentiel) alors qu’à l’infini le champ scalaire se retrouve dans le faux vide (minimum relatif du potentiel). Le taux de désintégration a déjà été estimé par une approximation semi-classique pour montrer l’impact des défauts topologiques sur la stabilité du faux vide. Le projet consiste d’abord à établir l’existence de vortex classi- quement stables de façon numérique. Puis, ma contribution fut une analyse des paramètres du modèle révélant le comportement énergétique de ceux-ci en fonction du nombre d’enroulement. Ce comportement s’avèrera être différent du cas « BPS » : le ratio des masses ne réussit pas à décrire le comportement observé numériquement.

Physik der Elektronen in Nanostrukturen und niedrigdimensionalen Systemen - Studie zweier Beispiele

Als Beispiele für die vielfältigen Phänomene der Physik der Elektronen in niedrigdimensionalen Systemen wurden in dieser Arbeit das Cu(110)(2x1)O-Adsorbatsystem und die violette Li0.9Mo6O17-Bronze untersucht. Das Adsorbatsystem bildet selbstorganisierte quasi-eindimensionale Nanostrukturen auf einer Kupferoberfläche. Die Li-Bronze ist ein Material, das aufgrund seiner Kristallstruktur quasi-eindimensionale elektronische Eigenschaften im Volumen aufweist. Auf der Cu(110)(2x1)O-Oberfläche kann durch Variation der Sauerstoffbedeckung die Größe der streifenartigen CuO-Domänen geändert werden und damit der Übergang von zwei Dimensionen auf eine Dimension untersucht werden. Der Einfluss der Dimensionalität wurde anhand eines unbesetzten elektronischen Oberflächenzustandes studiert. Dessen Energieposition (untere Bandkante) verschiebt mit zunehmender Einschränkung (schmalere CuO-Streifen) zu größeren Energien hin. Dies ist ein bekannter quantenmechanischer Effekt und relativ gut verstanden. Zusätzlich wurde die Lebensdauer des Zustandes auf der voll bedeckten Oberfläche (zwei Dimensionen) ermittelt und deren Veränderung mit der Breite der CuO-Streifen untersucht. Es zeigt sich, dass die Lebensdauer auf schmaleren CuO-Streifen drastisch abnimmt. Dieses Ergebnis ist neu. Es kann im Rahmen eines Fabry-Perot-Modells als Streuung in Zustände außerhalb der CuO-Streifen verstanden werden. Außer den gerade beschriebenen Effekten war es möglich die Ladungsdichte des diskutierten Zustandes orts- und energieabhängig auf den CuO-Streifen zu studieren. Die Li0.9Mo6O17-Bronze wurde im Hinblick auf das Verhalten der elektronischen Zustandsdichte an der Fermikante untersucht. Diese Fragestellung ist besonders wegen der Quasieindimensionalität des Materials interessant. Die Messungen von STS-Spektren in der Nähe der Fermienergie zeigen, dass die Elektronen in der Li0.9Mo6O17-Bronze eine sogenannte Luttingerflüssigkeit ausbilden, die anstatt einer Fermiflüssigkeit in eindimensionalen elektronischen Systemen erwartet wird. Bisher wurde Luttingerflüssigkeitsverhalten erst bei wenigen Materialien und Systemen experimentell nachgewiesen, obschon die theoretischen Voraussagen mehr als 30 Jahre zurückliegen. Ein Charakteristikum einer Luttingerflüssigkeit ist die Abnahme der Zustandsdichte an der Fermienergie mit einem Potenzgesetz. Dieses Verhalten wurde in STS-Spektren dieser Arbeit beobachtet und quantitativ im Rahmen eines Luttingerflüssigkeitsmodells beschrieben. Auch die Temperaturabhängigkeit des Phänomens im Bereich von 5K bis 55K ist konsistent mit der Beschreibung durch eine Luttingerflüssigkeit. Generell zeigen die Untersuchungen dieser Arbeit, dass die Dimensionalität, insbesondere deren Einschränkung, einen deutlichen Einfluss auf die elektronischen Eigenschaften von Systemen und Materialien haben kann.

Fluorescence studies on the 3d-ionization threshold range in krypton

Krypton atoms were excited by photons in the energy range from the threshold for photoionization of the 3d-electrons up to 120 eV. and the fluorescence radiation in the spectral range from 780 to 965 A was observed and analyzed. Cross sections for the population of excited states in KrIII with at least one 4s-hole resulting from an Auger transition as the first decay step and for KrII satellites were determined. The energy dependence of the 3d-ionization cross section in the 3d{_5/2}- and the 3d{_3/2}-threshold range was derived from the experimental data. The cross sections for production of KrII states were found to follow the energy dependence of the 3d-cross sections.

Interpretation of the anisotropy of M MO radiation in slow I on Au collisions

A comparison between experimental and calculated spectral shape and energy dependence of the M MO x-ray anisotropy in heavy-ion collisions of I on Au is presented. The calculation is performed within the kinematic-dipole model of anisotropy using MO x-rays determined from SCF relativistic correlation diagrams.

Recent experimental results from spectroscopy of superheavy quasiatoms

The concept of a "Superheavy Quasiatom" is discussed. Radiative transition times are compared with the lifetime of the intermediate system, cross sections are calculated within a two-collision model and induced transitions and their anisotropic emission are discussed. Recent experimental and theoretical results are presented from collision systems obtained with I-beams bombarding various heavy targets, giving combined Z-values between 120 and 145. Results include the energy dependence of the peak structure interpreted as M X-rays from superheavy quasiatoms and the anisotropy of X-ray emission referred to the beam direction. The data are discussed within the models available. These cannot explain the streng emission of anisotropic radiation in the X-ray energy range of quasiatomic M X-rays at small bombarding energies.

Suprathermal electron evolution in a Parker spiral magnetic field

Suprathermal electrons (>70 eV) form a small fraction of the total solar wind electron density but serve as valuable tracers of heliospheric magnetic field topology. Their usefulness as tracers of magnetic loops with both feet rooted on the Sun, however, most likely fades as the loops expand beyond some distance owing to scattering. As a first step toward quantifying that distance, we construct an observationally constrained model for the evolution of the suprathermal electron pitch-angle distributions on open field lines. We begin with a near-Sun isotropic distribution moving antisunward along a Parker spiral magnetic field while conserving magnetic moment, resulting in a field-aligned strahl within a few solar radii. Past this point, the distribution undergoes little evolution with heliocentric distance. We then add constant (with heliocentric distance, energy, and pitch angle) ad-hoc pitch-angle scattering. Close to the Sun, pitch-angle focusing still dominates, again resulting in a narrow strahl. Farther from the Sun, however, pitch-angle scattering dominates because focusing is effectively weakened by the increasing angle between the magnetic field direction and intensity gradient, a result of the spiral field. We determine the amount of scattering required to match Ulysses observations of strahl width in the fast solar wind, providing an important tool for inferring the large-scale properties and topologies of field lines in the interplanetary medium. Although the pitch-angle scattering term is independent of energy, time-of-flight effects in the spiral geometry result in an energy dependence of the strahl width that is in the observed sense although weaker in magnitude.

Understanding electron heat flux signatures in the solar wind

Suprathermal electrons (E > 80 eV) carry heat flux away from the Sun. Processes controlling the heat flux are not well understood. To gain insight into these processes, we model heat flux as a linear dependence on two independent parameters: electron number flux and electron pitch angle anisotropy. Pitch angle anisotropy is further modeled as a linear dependence on two solar wind components: magnetic field strength and plasma density. These components show no correlation with number flux, reinforcing its independence from pitch angle anisotropy. Multiple linear regression applied to 2 years of Wind data shows good correspondence between modeled and observed heat flux and anisotropy. The results suggest that the interplay of solar wind parameters and electron number flux results in distinctive heat flux dropouts at heliospheric features like plasma sheets but that these parameters continuously modify heat flux. This is inconsistent with magnetic disconnection as the primary cause of heat flux dropouts. Analysis of fast and slow solar wind regimes separately shows that electron number flux and pitch angle anisotropy are equally correlated with heat flux in slow wind but that number flux is the dominant correlative in fast wind. Also, magnetic field strength correlates better with pitch angle anisotropy in slow wind than in fast wind. The energy dependence of the model fits suggests different scattering processes in fast and slow wind.

Complete Experimental Structure Determination of the p(3x2)pg Phase of Glycine on Cu{110}

We present a quantitative low energy electron diffraction (LEED) surface-crystallograpic study of the complete adsorption geometry of glycine adsorbed on Cu{110} in the ordered p(3×2) phase. The glycine molecules form bonds to the surface through the N atoms of the amino group and the two O atoms of the de-protonated carboxylate group, each with separate Cu atoms such that every Cu atom in the first layer is involved in a bond. Laterally, N atoms are nearest to the atop site (displacement 0.41 Å). The O atoms are asymmetrically displaced from the atop site by 0.54 Å and 1.18 Å with two very different O-Cu bond lengths of 1.93 Å and 2.18 Å. The atom positions of the upper-most Cu layers show small relaxations within 0.07 Å of the bulk-truncated surface geometry. The unit cell of the adsorbate layer consists of two glycine molecules, which are related by a glide-line symmetry operation. This study clearly shows that a significant coverage of adsorbate structures without this glide-line symmetry must be rejected, both on the grounds of the energy dependence of the spot intensities (LEED-IV curves) and of systematic absences in the LEED pattern.

Further investigations of the quartz optically stimulated luminescence components using linear modulation

The optically stimulated luminescence (OSL) from quartz is known to be the sum of several components with different rates of charge loss, originating from different trap types. The OSL components are clearly distinguished using the linear modulation (LM OSL) technique. A variety of pre-treatment and measurement conditions have been used on sedimentary samples in conjunction with linearly modulated optical stimulation to study in detail the behaviour of the OSL components of quartz. Single aliquots of different quartz samples have been found to contain typically five or six common LM OSL components when stimulated at View the MathML source. The components have been parameterised in terms of thermal stability (i.e. E and s), photoionisation cross-section energy dependence and dose response. The results of studies concerning applications of component-resolved LM OSL measurements on quartz are also presented. These include the detection of partial bleaching in young samples, use of ‘stepped wavelength’ stimulation to observe OSL from single components and attempts to extend the age range of quartz OSL dating.

NeXSPheRIO results on elliptic flow and directed flow for Au plus Au and Cu plus Cu collisions at RHIC

Hydrodynamics has been rather successful at describing results obtained in relativistic nuclear collisions at RHIC. Here we show results obtained with NeXSPheRIO on Au+Au collisions and the less studied Cu+Cu collisions. We study elliptic flow and its connection with eccentricity suggested by PHOBOS, as well as present elliptic flow fluctuations. We also show results for directed flow and compare with PHOBOS and STAR data.