Construction and test of low cost X-ray tomography scanner for physical-chemical analysis and nondestructive inspections

X-ray computed tomography (CT) refers to the cross-sectional imaging of an object measuring the transmitted radiation at different directions. In this work, we describe the development of a low cost micro-CT X-ray scanner that is being developed for nondestructive testing. This tomograph operates using a microfocus X-ray source and contains a silicon photodiode as detectors. The performance of the system, by its spatial resolution, has been estimated through its Modulation Transfer Function - MTF and the obtained value at 10% of MTF is 661 μm. It was built as a general purpose nondestructive testing device. © 2009 American Institute of Physics.

Local and regional features of surface radiation fluxes over the tropical Atlantic ocean near Sao Pedro and Sao Paulo archipelago: Evidence of small scale upwelling

To properly describe the interactions between the ocean and atmosphere, it is necessary to assess a variety of time and spatial scales phenomena. Here, high resolution oceanographic and meteorological data collected during an observational campaign carried out aboard a ship in the tropical Atlantic Ocean, on May 15-24, 2002, is used to describe the radiation balance at the ocean interface. Data collected by two PIRATA buoys, along the equator at 23°W and 35°W and satellite and climate data are compared with the data obtained during the observational campaign. Comparison indicates remarkable similarity for daily and hourly values of radiation fluxes components as consequence of the temporal and spatial consistence presented by the air and water temperatures measured in situ and estimated from large scale information. The discrepancy, mainly in the Sao Pedro and Sao Paulo Archipelago area, seems to be associated to the local upwelling of cold water, which is not detected in all other estimates investigated here. More in situ data are necessary to clarify whether this upwelling flow has a larger scale effect and what are the meteorological and oceanographic implications of the local upwelling area on the tropical waters at the Brazilian coast.

Anticlastogenic effect of β-glucan, extracted from Saccharomyces cerevisiae, on cultured cells exposed to ultraviolet radiation

β-glucan is an important polysaccharide due to its medicinal properties of stimulating the immune system and preventing chronic diseases such as cancer. The aim of the present study was to determine the anticlastogenic effect of β-glucan in cells exposed to ultraviolet radiation (UV). Chromosome aberration assay was performed in drug-metabolizing cells (HTC) and non drug-metabolizing cells (CHO-K1 and repair-deficient CHO-xrs5), using different treatment protocols. Continuous treatment (UV + β-glucan) was not effective in reducing the DNA damage only in CHO-xrs5 cells. However, the pre-treatment protocol (β-glucan before UV exposition) was effective in reducing DNA damage only in CHO-K1 cells. In post-treatment (β-glucan after UV exposition) did not show significative anticlastogenic effects, although there was a tendency toward prevention. The data suggest that β-glucan has more than one action mechanism, being capable of exerting desmutagenic as well as bio-antimutagenic action. The findings also suggest that the presence of the xenobiotic metabolizing system can reduce the chemopreventive capacity of β-glucan. Therefore, these results indicate that β-glucan from Saccharomyces cerevisiae can be used in the prevention and/or reduction of DNA damage. © 2012 Springer Science+Business Media B.V.

Small particles in Pluto's environment: Effects of the solar radiation pressure

Impacts of micrometeoroids on the surfaces of the plutonian small satellites Nix and Hydra can generate dust particles. Even in this region so far from the Sun these tiny ejected particles are under the effects of the solar radiation pressure. In this work, we investigate the orbital evolution of the escaping ejecta from both the small satellites under the effects of the radiation pressure combined with the gravitational effects of Pluto, Charon, Nix and Hydra. The mass production rate of micron-sized dust particles generated by micrometeoroids hitting the satellites is obtained, and numerical simulations are performed to derive the lifetime of the ejecta. These pieces of information allow us to estimate the optical depth of a putative ring, which extends from the orbits of Nix to Hydra. The ejected particles, between the orbits of Nix and Hydra, form a wide ring of about 16 000 km. Collisions with the massive bodies and escape from the system are mainly determined by the effects of the solar radiation pressure. This is an important loss mechanism, removing 30 per cent of the initial set of 1 μm-sized particles in 1 yr. The surviving particles form a ring too faint to be detectable with the derived maximum optical depth of 4 × 10-11. © 2013 The Authors Published by Oxford University Press on behalf of the Royal Astronomical Society.

Poly [1,1'-bis(ethynyl)-4,4'-biphenyl(bis-tributylphosphine)Pt(II)] solutions used as low dose ionizing radiation dosimeter

In this work, the effect of gamma radiation on the optical properties of polymetallayne poly[1,1'-bis(ethynyl)-4,4'-biphenyl(bis-tributylphosphine)Pt(II) ] (Pt-DEBP) in chloroform solution is studied. The samples were irradiated at room temperature with doses from 0.01 Gy to 1 Gy using a 60Co gamma ray source. A new band at 420 nm is observed in the emission spectra, in superposition to the emission maximum at 398 nm, linearly dependent on dose. We propose to use the ratio of the emission amplitude bands as the dosimetric parameter. This method proved to be robust, accurate, and can be used as a dosimeter in medical applications. © 2013 AIP Publishing LLC.

A high-resolution radiation hybrid map of the river buffalo major histocompatibility complex and comparison with BoLA

The major histocompatibility complex (MHC) in mammals codes for antigen-presenting proteins. For this reason, the MHC is of great importance for immune function and animal health. Previous studies revealed this gene-dense and polymorphic region in river buffalo to be on the short arm of chromosome 2, which is homologous to cattle chromosome 23. Using cattle-derived STS markers and a river buffalo radiation hybrid (RH) panel (BBURH5000), we generated a high-resolution RH map of the river buffalo MHC region. The buffalo MHC RH map (cR5000) was aligned with the cattle MHC RH map (cR 12000) to compare gene order. The buffalo MHC had similar organization to the cattle MHC, with class II genes distributed in two segments, class IIa and class IIb. Class IIa was closely associated with the class I and class III regions, and class IIb was a separate cluster. A total of 53 markers were distributed into two linkage groups based on a two-point LOD score threshold of ≥8. The first linkage group included 32 markers from class IIa, class I and class III. The second linkage group included 21 markers from class IIb. Bacterial artificial chromosome clones for seven loci were mapped by fluorescence in situ hybridization on metaphase chromosomes using single- and double-color hybridizations. The order of cytogenetically mapped markers in the region corroborated the physical order of markers obtained from the RH map and served as anchor points to align and orient the linkage groups. © 2012 The Authors, Animal Genetics © 2012 Stichting International Foundation for Animal Genetics.

Photoelectrocatalytic oxidation of hair dye basic red 51 at W/WO 3/TiO2 bicomposite photoanode activated by ultraviolet and visible radiation

We prepared a W/WO3/TiO2 bicomposite photoanode by simple electrochemical anodization of W foil, followed by cathodic electrodeposition of TiO2 and annealing at 450 C for 30 min. This photoanode shows good photoactivity under irradiation with UV and visible light. In optimized conditions, it promotes complete photoelectrocatalytic oxidation of 3.33 × 10-5 mol L-1 basic red 51 solution (which is used in hair dye) at 0.1 mol L-1 Na2SO4, pH 2.0, under a current density of 1.25 mA cm-2 and ultraviolet and visible radiation-total organic carbon removal is 94 and 88%, respectively. This effect paves the way for the sustainable solar-assisted remediation of water bodies contaminated with organic components of hair dyes. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estimates of hourly diffuse radiation on tilted surfaces in southeast of brazil

The global radiation incident on a tilted surfaces consists of components direct, diffuse and reflected from the ground. On a hourly database, the direct radiation can be calculated by geometric projections (ratio of the incidence angle to the solar zenith angle). The reflected radiation has a small effect on calculations and may be calculated with an isotropic model. Both components presents dependence of measures in incidence or horizontal surface. The great difficulty is to evaluate the diffuse radiation by variations of circumsolar, brightness horizontal, isotropic and anisotropic subcomponents. This study evaluated twenty models to estimate hourly diffuse radiation incident on tilted surfaces at 12.85° (latitude - 10°), 22.85° (latitude) and 32.85° (latitude + 10°) facing to North, under different cloudiness sky conditions, in Botucatu, São Paulo State, Brazil (22°53' S, 48°26' W and 786 m above the mean sea level). In contrast, models for estimating the diffuse component show major differences, which justify the validation for local calibrations. There is a decrease of the maximum total radiation scattered with increasing atmospheric transmissivity and inclination angle. The best results are obtained by anisotropic models: Ma and Iqbal, Hay, Reindl et al. and Willmott; isotropic: Badescu and Koronakis, and the Circumsolar model. The increase of the inclination angle allows for a reduction in the performance of statistical parametric models for estimating the hourly diffuse radiation.

Quantificação da resoluçao do sistema SPECT-CZT através do uso da função de transferência modulada (MTF)

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Radiation balance in a soybean ecosystem in the Amazon

O avanço da fronteira agrícola na Amazônia, da forma como vem sendo realizado, tem deixado a comunidade cada vez mais preocupada ante os possíveis impactos ambientais decorrentes desta mudança no uso da terra, devido à grande importância que a Amazônia representa para o clima global. Neste trabalho avaliaram-se os componentes do balanço de radiação à superfície, ao longo do ciclo da soja (Glycine Max (L.) Merryl), em uma área de avanço da fronteira agrícola na Amazônia. Os componentes do balanço de radiação foram monitorados continuamente durante o ciclo da soja, em 2006 e 2007, em uma área de 200 ha de extensão. O monocultivo da soja na Amazônia apresentou uma contínua mudança nos componentes do balanço de radiação, tendo como consequência uma redução na energia disponível para o ambiente devido o aumento na reflexão da superfície. Observou-se uma importante contribuição da radiação solar difusa na interceptação da soja durante dias nublados, mesmo sob condições de dossel incompleto. Por outro lado, após o fechamento do dossel, a interação da soja com a radiação acontece de forma semelhante, independente da condição de nebulosidade.

Solar radiation use efficiency by soybean under field conditions in the Amazon region

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da soja (Glycine max) em interceptar e usar a radiação solar em condições naturais de campo, na região Amazônica do Brasil. Os dados de crescimento e área foliar da soja e dados meteorológicos foram obtidos em um experimento agrometeorológico realizado em Paragominas, PA, em 2007 e 2008. A eficiência do uso da radiação (ERU) foi obtida pela razão entre a produção de massa de matéria seca da parte aérea e o acúmulo da radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFA), até os 99 e 95 dias após a semeadura, em 2007 e 2008, respectivamente. As condições climáticas durante o experimento foram muito distintas, com redução na precipitação em 2007, iniciada na metade do ciclo de cultivo de soja, em consequência do fenômeno El Niño. Observou-se uma importante redução no índice de área foliar e na produção de massa de matéria seca durante 2007. Em tais condições de campo na região Amazônica, os valores de EUR foram de 1,46 e 1,99 g MJ-1 RFA, nos experimentos de 2007 e 2008, respectivamente. A provável razão para as diferenças encontradas entre os anos pode estar associada à redução de água em 2007, em conjunto com a elevada temperatura do ar e o deficit de pressão de vapor, e também ao aumento na fração de radiação difusa que atingiu a superfície do solo em 2008.

Sciaenidae fish of the Caeté River estuary, Northern Brazil: mitochondrial DNA suggests explosive radiation for the Western Atlantic assemblage

Sciaenids are fish which are normally abundant in tropical estuaries of the western Atlantic. Studies on the Caeté river estuary in the northern Brazilian state of Pará have revealed that in this area Sciaenidae is the dominant family, comprising almost 50% of all teleosts sampled. In this paper we present the results of the first phylogenetic study on South American estuarine sciaenids, during which we obtained mitochondrial gene 16S sequences from 15 species belonging to eight genera occurring in the Caeté estuary. Intergeneric nucleotide divergences varied from 5 to 15%, Lonchurus and Menticirrhus being the most divergent lineages. Nucleotide divergences were quite variable amongst species of the same genus, ranging from 1.2% (Stellifer microps x Stellifer naso) to 8.4% (Menticirrhus americanus x Menticirrhus littoralis). Cladograms based on maximum parsimony, minimum evolution and maximum likelihood depicted an explosive diversification pattern for the western Atlantic sciaenid assemblage. Our analysis further reveals a very close relationship between Bairdiella and Stellifer, a monophyletic clade which emerged during the more recent diversification events of the Sciaenidae family. The phylogenetic reconstruction suggests the need for a revision of the taxonomy and nomenclature of the Bairdiella/Stellifer group.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

A test of the utility of DNA barcoding in the radiation of the freshwater stingray genus Potamotrygon (Potamotrygonidae, Myliobatiformes)

DNA barcoding is a recently proposed global standard in taxonomy based on DNA sequences. The two main goals of DNA barcoding methodology are assignment of specimens to a species and discovery of new species. There are two main underlying assumptions: i) reciprocal monophyly of species, and ii) intraspecific divergence is always less than interspecific divergence. Here we present a phylogenetic analysis of the family Potamotrygonidae based on mitochondrial cytochrome c oxidase I gene, sampling 10 out of the 18 to 20 valid species including two non-described species. Potamotrygonidae systematics is still not fully resolved with several still-to-be-described species while some other species are difficult to delimit due to overlap in morphological characters and because of sharing a complex color patterns. Our results suggest that the family passed through a process of rapid speciation and that the species Potamotrygon motoro, P. scobina, and P. orbignyi share haplotypes extensively. Our results suggest that systems of identification of specimens based on DNA sequences, together with morphological and/or ecological characters, can aid taxonomic studies, but delimitation of new species based on threshold values of genetic distances are overly simplistic and misleading.

Parâmetros espectroscópicos teóricos e experimentais do cintilador 'GD IND.2''O IND.2''S':'CE POT.3+', 'PR POT.3+'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)