Modelo no estacionario para determinar la estructura atómica en un plasma de fusión por confinamiento inercial

Durante los últimos años la física atómica ha vuelto a cobrar un papel fundamental en los planes de investigación, entre los que destacan aquellos dedicados al estudio teórico y experimental de la fusión nuclear. Concretamente, en el concepto de fusión por confinamiento inercial se pueden distinguir cuatro grandes áreas donde es básico el conocimiento de las propiedades atómicas de la materia. Estas son: 1. Modelado de la interacción entre haces de partículas o láser con la cápsula combustible 2. Simulación de blancos de irradiación indirecta mediante conversión a rayos X 3. Diagnosis de experimentos 4. Láseres de rayos X La modelación de los plasmas en fusión depende principalmente de la densidad electrónica. En fusión por confinamiento magnético (tokamaks), los plasmas tienen densidades bajas, por lo que, en general, es suficiente considerar un modelo corona, en el que la mayoría de los iones se encuentran en su estado fundamental o con un número pequeño de estados excitados, estableciéndose sus poblaciones mediante un balance entre la ionización colisional/recombinación radiativa y excitación/decaimiento espontáneo. Sin embargo, los plasmas característicos de la fusión por confinamiento inercial tienen densidades más altas, aunque, normalmente, no lo suficientes como para poder establecer condiciones de equilibrio local termodinámico (balance entre procesos colisionales). Estas densidades, que se podrían clasificar como intermedias, se caracterizan por la aparición de un mayor número de estados excitados por ión y por la importancia tanto de los procesos colisionales como radiativos. Además de lo expuesto anteriormente, en ciertos regímenes de plasma, las variables termodinámicas locales, fundamentalmente presión (densidad) y temperatura, varían fuertemente con el tiempo, de manera que cuando los tiempos característicos de esta variación son menores que los propios de relajación de los procesos atómicos, el sistema no puede tratarse en estado estacionario, siendo necesario resolver las ecuaciones de balance con dependencia temporal. Estas ecuaciones de tasa o de balance contienen una serie de términos que representan los distintos procesos mediante una serie de coeficientes cuyas expresiones dependen de las condiciones del plasma, por lo que el problema es fuertemente no lineal. Por otra parte, hay que añadir que si el medio es ópticamente grueso a la radiación, en las ecuaciones de tasa aparecen términos radiativos que incluyen el campo de radiación, por lo que es necesario resolver la ecuación de transferencia en cada línea o bien, utilizar otras aproximaciones, que sin resolver dicha ecuación, permitan tener en cuenta el campo de radiación en la línea. Por todo ello, el objetivo de esta Tesis se centra en el desarrollo de un modelo original para el cálculo de la distribución de los estados de ionización en un plasma de fusión por confinamiento inercial en condiciones de no-equilibrio termodinámico local, caracterizado por: 1. Resolución de las ecuaciones de balance en estado estacionario y con dependencia temporal, considerando a las distintas especies iónicas tanto en su estado fundamental como en posibles estados excitados. 2. Elección de especies iónicas y número de estados excitados en función de las condiciones de densidad y temperatura del plasma. En el caso de una evolución temporal el número de estados excitados y su distribución se adecúan en cada caso a las condiciones del plasma. 3. Tratamiento de medios ópticamente finos y gruesos, utilizándose para estos últimos una evaluación aproximada del campo de radiación en la línea. 4. Capacidad de acoplamiento a un modelo hidrodinámico a través de la temperatura electrónica, densidad y campo de radiación. Entre todas estas características, se debe hacer constar que las principales aportaciones originales se refieren, en primer lugar, a la forma original de resolver las ecuaciones de tasa con dependencia temporal, ya que se tiene en cuenta la evolución de todos los estados: fundamentales y excitados, frente a la hipótesis habitual de resolver las ecuaciones temporales sólo de los estados fundamentales, y suponer los excitados en estado estacionario, es decir, que siguen el comportamiento de su correspondiente fundamental. En segundo lugar, la elección del número de estados excitados por cada funda- X mental, que se realiza mediante un cálculo inicial donde se considera todos los iones del plasma en estado fundamental, para en función de las densidades de población obtenidas, elegir los estados fundamentales y sus correspondientes excitados que se deben considerar. Y por último, señalar que en el tratamiento de medios ópticamente gruesos se ha conseguido obtener una evaluación de la radiación absorbida por el plasma, independientemente de la geometría del mismo, sin necesidad de resolver la ecuación de transferencia en la línea, y sin acudir a otros métodos, que sin resolver dicha ecuación, necesitan la definición de una geometría para el plasma, por ejemplo, factores de escape. El modelo ha sido comparado y contrastado tanto con resultados teóricos como experimentales, observando unos resultados muy aceptables, de lo cual se deduce que el modelo es capaz de suministrar la evaluación de los parámetros atómicos en este tipo de plasmas. A partir de esta Tesis, el modelo se puede potenciar, a través de varias líneas de investigación que se han identificado: 1. Tratamiento de medios ópticamente gruesos con resolución de la ecuación de transferencia en las líneas. 2. Evaluación detallada de las secciones eficaces de los distintos procesos que tienen lugar en plasmas, y que aparecen en las ecuaciones de balance a través de los coeficientes de tasa.

On the lateral excitation of shear modes in AlN layered resonators

In this paper we describe the fabrication and frequency characterization of different structures intended for the lateral excitation of shear modes in AlN c-axis-oriented films, which are at the same time designed to minimize the excitation of longitudinal modes. Laterally excited resonators were built on partially metallic (SiO2, W) and insulating (SiOC, Si3N4) acoustic mirrors built on silicon substrates, and on insulating mirrors (SiO2, TaOx) built on insulating glass plates. TiOx seed layers were used to stimulate the growth of highly c-axis oriented AlN films, which was confirmed by XRD and SAW measurements. Coplanar Mo electrodes of different geometries were defined on top of the AlN films to excite the shear modes. All the structures analyzed displayed a clear longitudinal mode, corresponding to an acoustic velocity of 11000 m/s, but a null or extremely weak shear response corresponding to a sound velocity of around 6350 m/s. The simulation of the frequency response based on Mason's model confirms that the shear resonance is extremely weak. The observed longitudinal modes are attributed either to the field applied between the electrodes and a conductive plane (metallic layer or Si substrate) or to the electric field parallel to the c-axis in the edges of the electrodes or in tilted grains. The low excitation of shear modes is attributed to the very low values of electric field strength parallel to the surface.

Tailoring the surface chemistry of zeolite templated carbon by electrochemical methods

One option to optimize carbon materials for supercapacitor applications is the generation of surface functional groups that contribute to the pseudocapacitance without losing the designed physical properties. This requires suitable functionalization techniques able to selectively introduce a given amount of electroactive oxygen groups. In this work, the influence of the chemical and electrochemical oxidation methods, on the chemical and physical properties of a zeolite templated carbon (ZTC), as a model carbon material, have been studied and compared. Although both oxidation methods generally produce a loss of the original ZTC physical properties with increasing amount of oxidation, the electrochemical method shows much better controllability and, unlike chemical treatments, enables the generation of a large number of oxygen groups (O = 11000- 3300 μmol/g), with a higher proportion of active functionalities, while retaining a high surface area (ranging between 1900-3500 m2/g), a high microporosity and an ordered 3-D structure.

Flore médicale /

Obra encuadernada en 9 vol. (+ iconografía)

Les galeries publiques de l'Europe, par m. J.G.D. Armengaud... Italie...

This ed. limited to 165000 copies.

Bruce proper motion survey; the general catalogue.

[Part] B issued in 3 sections; [pt.] C, in 2 sections.

Novel biodegradable fibres for applications in tissue engineering and drug delivery

The preparation and characterisation of novel biodegradable polymer fibres for application in tissue engineering and drug delivery are reported. Poly(e-caprolactone) (PCL) fibres were produced by wet spinning from solutions in acetone under low shear (gravity flow) conditions. The tensile strength and stiffness of as-spun fibres were highly dependent on the concentration of the spinning solution. Use of a 6% w/v solution resulted in fibres having strength and stiffness of 1.8 MPa and 0.01 GPa respectively, whereas these values increased to 9.9 MPa and 0.1 GPa when fibres were produced from 20% w/v solutions. Cold drawing to an extension of 500% resulted in further increases in fibre strength (up to 50 MPa) and stiffness (0.3 GPa). Hot drawing to 500% further increased the fibre strength (up to 81 MPa) and stiffness (0.5 GPa). The surface morphology of as-spun fibres was modified, to yield a directional grooved pattern by drying in contact with a mandrel having a machined topography characterised by a peak-peak separation of 91 mm and a peak height of 30 mm. Differential scanning calorimetery (DSC) analysis of as-spun fibres revealed the characteristic melting point of PCL at around 58°C and a % crystallinity of approximately 60%. The biocompatibility of as-spun fibres was assessed using cell culture. The number of attached 3T3 Swiss mouse fibroblasts, C2C12 mouse myoblasts and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) on as-spun, 500% cold drawn, and gelatin coated PCL fibres were observed. The results showed that the fibres promoted cell proliferation for 9 days in cell culture and was slightly lower than on tissue culture plastic. The morphology of all cell lines was assessed on the various PCL fibres using scanning electron microscopy. The cell function of HUVECs growing on the as-spun PCL fibres was evaluated. The ability HUVECs to induce an immune response when stimulated with lipopolysaccaride (LPS) and thereby to increase the amount of cell surface receptors was assessed by flow cytometry and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). The results showed that PCL fibres did not inhibit this function compared to TCP. As-spun PCL fibres were loaded with 1 % ovine albumin (OVA) powder, 1% OVA nanoparticles and 5% OVA nanoparticles by weight and the protein release was assessed in vitro. PCL fibres loaded with 1 % OVA powder released 70%, 1% OVA nanoparticle released 60% and the 5% OVA nanoparticle released 25% of their protein content over 28 days. These release figures did not alter when the fibres were subjected to lipase enzymatic degradation. The OVA released was examined for structural integrity by SDS-PAGE. This showed that the protein molecular weight was not altered after incorporation into the fibres. The bioactivity of progesterone was assessed following incorporation into PCL fibres. Results showed that the progesterone released had a pronounced effect on MCF-7 breast epithelial cells, inhibiting their proliferation. The PCL fibres display high fibre compliance, a potential for controlling the fibre surface architecture to promote contact guidance effects, favorable proliferation rate of fibroblasts, myoblasts and HUVECs and the ability to release pharmaceuticals. These properties recommended their use for 3-D scaffold production in soft tissue engineering and the fibres could also be exploited for controlled presentation and release of biopharmaceuticals such as growth factors.

Design construction and testing of a heat loop for study of fouling and its interrelationship to corrosion in heat exchanger tubes

A heat loop suitable for the study of thermal fouling and its relationship to corrosion processes was designed, constructed and tested. The design adopted was an improvement over those used by such investigators as Hopkins and the Heat Transfer Research Institute in that very low levels of fouling could be detected accurately, the heat transfer surface could be readily removed for examination and the chemistry of the environment could be carefully monitored and controlled. In addition, an indirect method of electrical heating of the heat transfer surface was employed to eliminate magnetic and electric effects which result when direct resistance heating is employed to a test section. The testing of the loop was done using a 316 stainless steel test section and a suspension of ferric oxide and water in an attempt to duplicate the results obtained by Hopkins. Two types of thermal ·fouling resistance versus time curves were obtained . (i) Asymptotic type fouling curve, similar to the fouling behaviour described by Kern and Seaton and other investigators, was the most frequent type of fouling curve obtained. Thermal fouling occurred at a steadily decreasing rate before reaching a final asymptotic value. (ii) If an asymptotically fouled tube was cooled with rapid cir- ·culation for periods up to eight hours at zero heat flux, and heating restarted, fouling recommenced at a high linear rate. The fouling results obtained were observed to be similar and 1n agreement with the fouling behaviour reported previously by Hopkins and it was possible to duplicate quite closely the previous results . This supports the contention of Hopkins that the fouling results obtained were due to a crevice corrosion process and not an artifact of that heat loop which might have caused electrical and magnetic effects influencing the fouling. The effects of Reynolds number and heat flux on the asymptotic fouling resistance have been determined. A single experiment to study the effect of oxygen concentration has been carried out. The ferric oxide concentration for most of the fouling trials was standardized at 2400 ppM and the range of Reynolds number and heat flux for the study was 11000-29500 and 89-121 KW/M², respectively.