958 resultados para 250604 Radiation and Matter


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Sekundäres organisches Aerosol (SOA) ist ein wichtiger Bestandteil von atmosphärischen Aerosolpartikeln. Atmosphärische Aerosole sind bedeutsam, da sie das Klima über direkte (Streuung und Absorption von Strahlung) und indirekte (Wolken-Kondensationskeime) Effekte beeinflussen. Nach bisherigen Schätzungen ist die SOA-Bildung aus biogenen Kohlenwasserstoffen global weit wichtiger als die SOA-Bildung aus anthropogenen Kohlenwasserstoffen. Reaktive Kohlenwasserstoffe, die in großen Mengen von der Vegetation emittiert werden und als die wichtigsten Vorläufersubstanzen für biogenes SOA gelten, sind die Terpene. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Methode entwickelt, welche die Quantifizierung von aciden Produkten der Terpen-Oxidation ermöglicht. Die Abscheidung des größenselektierten Aerosols (PM 2.5) erfolgte auf Quarzfilter, die unter Zuhilfenahme von Ultraschall mittels Methanol extrahiert wurden. Nach Aufkonzentrierung und Lösungsmittelwechsel auf Wasser sowie Standardaddition wurden die Proben mit einer Kapillar-HPLC-ESI-MSn-Methode analysiert. Das verwendete Ionenfallen-Massenspektrometer (LCQ-DECA) bietet die Möglichkeit, Strukturaufklärung durch selektive Fragmentierung der Qasimolekülionen zu betreiben. Die Quantifizierung erfolgte teilweise im MS/MS-Modus, wodurch Selektivität und Nachweisgrenze verbessert werden konnten. Um Produkte der Terpen-Oxidation zu identifizieren, die nicht als Standards erhältlich waren, wurden Ozonolysexperimente durchgeführt. Dadurch gelang die Identifizierung einer Reihe von Oxidationsprodukten in Realproben. Neben schon bekannten Produkten der Terpen-Oxidation konnten einige Produkte erstmals in Realproben eindeutig als Produkte des α Pinens nachgewiesen werden. In den Proben der Ozonolyseexperimente konnten auch Produkte mit hohem Molekulargewicht (>300 u) nachgewiesen werden, die Ähnlichkeit zeigen zu den als Dimeren oder Polymeren in der Literatur bezeichneten Substanzen. Sie konnten jedoch nicht in Feldproben gefunden werden. Im Rahmen von 5 Messkampagnen in Deutschland und Finnland wurden Proben der atmosphärischen Partikelphase genommen. Die Quantifizierung von Produkten der Oxidation von α-Pinen, β-Pinen, 3-Caren, Sabinen und Limonen in diesen Proben ergab eine große zeitliche und örtliche Variationsbreite der Konzentrationen. Die Konzentration von Pinsäure bewegte sich beispielsweise zwischen etwa 0,4 und 21 ng/m³ während aller Messkampagnen. Es konnten stets Produkte verschiedener Terpene nachgewiesen werden. Produkte einiger Terpene eignen sich sogar als Markersubstanzen für verschiedene Pflanzenarten. Sabinen-Produkte wie Sabinsäure können als Marker für die Emissionen von Laubbäumen wie Buchen oder Birken verwendet werden, während Caren-Produkte wie Caronsäure als Marker für Nadelbäume, speziell Kiefern, verwendet werden können. Mit den quantifizierten Substanzen als Marker wurde unter zu Hilfenahme von Messungen des Gehaltes an organischem und elementarem Kohlenstoff im Aerosol der Anteil des sekundären organischen Aerosols (SOA) errechnet, der von der Ozonolyse der Terpene stammt. Erstaunlicherweise konnten nur 1% bis 8% des SOA auf die Ozonolyse der Terpene zurückgeführt werden. Dies steht im Gegensatz zu der bisherigen Meinung, dass die Ozonolyse der Terpene die wichtigste Quelle für biogenes SOA darstellt. Gründe für diese Diskrepanz werden in der Arbeit diskutiert. Um die atmosphärischen Prozesse der Bildung von SOA vollständig zu verstehen, müssen jedoch noch weitere Anstrengungen unternommen werden.

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Im Rahmen dieser Promotionsarbeit wurden Fragestellungen der troposphärischen Ozonproduktion, des photostationären Gleichgewicht des NO2-NO-O3-ROx-Systems, des Einflusses von heterogenen Reaktionen an Mineralstauboberflächen und der Bedeutung lokaler anthropogener Emissionen für Spurengasmessungen an einem Gebirgsobservatorium untersucht. Dazu wurde insbesondere ein atmosphärenchemisch-meteorologischer Datensatz ausgewertet, welcher während der Feldmesskampagne MINATROC II im Juli/August 2002 am Global Atmosphere Watch (GAW) Observatorium Izana (2360m über NN) auf Teneriffa gewonnen wurde. Der Datensatz enthält Messdaten von Aerosolen, Spurengasen, Strahlungsgrößen und meteorologischen Parametern. Eine dichte Sahara-Staubwolke passierte die Messstation zwischen dem 28. und 31.07.2002. Die Mischungsverhältnisse von O3, H2O2, NOx und ROx zeigten während dieses Ereignisses Abnahmen zwischen 10% und 50%. Insbesondere infolge der Reduktion von NO und HO2 wurde eine deutliche Verringerung der Netto-Ozon-Produktion in der Staubwolke berechnet. Die Bewertung der verschiedenen Terme der Ozonproduktion bzw. –vernichtung zeigte relativ geringe Beiträge der einzelnen photochemischen Verlustreaktionen am Ozonbudget. Im Rahmen einer Boxmodellstudie, welche die Eingangsdaten von MINATROC II verwendete, wurde ein Vergleich zwischen Simulation und Messung kurzlebiger Spurengase angestellt. Die Modellrechnungen weisen darauf hin, dass die reduzierten H2O2-Mischungsverhältnisse in der Sahara-Staubwolke unter Berücksichtigung heterogener Reaktionen von HO2 bzw. H2O2 an Stauboberflächen erklärt werden können. Die Betrachtungen zum photostationären Gleichgewicht des NO2-NO-O3-ROx-Systems ergeben hauptsächlich stark überhöhte Leighton-Verhältnisse. Die Abweichungen der Messdaten vom photostationären Gleichgewichtszustand sind dabei zum Verschmutzungsgrad der Atmosphäre antikorreliert. Eine Reihe potentieller Einflüsse auf das NO2-NO-O3-ROx-System wurde diskutiert, wobei gezeigt werden konnte, dass das bisherige Betrachtungsmodell nicht ausreicht, um die beobachteten Abweichungen vom photostationären Gleichgewicht zu erklären. Während für die Nachtmessungen von MINATROC II Bedingungen der freien Troposphäre vorlagen, waren die Messungen am Tage von der Kopplung zwischen photochemischer Aktivität und thermisch getriebener Hangströmung betroffen. Die zum Messort gelangte anthropogen beeinflusste Grenzschichtluft konnte dabei auf maximalen Mischungsanteilen zwischen 15% und 85% quantifiziert werden. Abschließend wurden verschiedene Aspekte der Quellen und der Verteilung anthropogener Verschmutzungen auf Teneriffa im Zusammenhang der zuvor behandelten Fragen diskutiert.

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In dieser Arbeit wurde die Methode der resonanten Ionisation von neutralen Atomen mittels Laserstrahlung auf die leichten Aktinide Thorium, Uran, Neptunium und Plutonium angewendet und für die Ultraspurenanalyse optimiert. Der empfindliche Nachweis dieser Aktinide stellt eine Herausforderung für die Beobachtung und Bestimmung von radioaktiven Verunreinigungen aus kerntechnischen Anlagen in der Umwelt dar. In einem für diese Untersuchungen entwickelten Quadrupolmassenspektrometer konnte durch Resonanzionisationsspektroskopie jeweils eine Reihe unbekannter Energiezustände in der Elektronenhülle des neutralen Atoms der oben genannten Aktinide identifiziert, sowie effiziente Anregungsschemata für die resonante Ionisation entwickelt und charakterisiert werden. Durch die verwendete in-source-Ionisation, die aufgrund der guten Überlagerung von Laserstrahlung und Atomstrahl eine hohe Nachweiseffizienz gewährleistet, konnten diese Untersuchungen bereits mit einem, für Radionuklide notwendigen, geringen Probeneintrag erfolgen. Die resonante Ionisation erlaubt durch die selektiven resonanten Prozesse eine Unterdrückung unerwünschter Kontaminationen und wurde auf den analytischen Nachweis von Ultraspurengehalten in Umweltproben, sowie die Bestimmung der entsprechenden Isotopenzusammensetzung optimiert. Durch die effiziente in-source-Ionisation mit leistungsstarker gepulster Laserstrahlung, konnten Nachweiseffizienzen im Bereich von bis zu 1% erreicht werden. Dabei wurden für Plutonium in synthetischen Proben, aber auch in ersten Umweltproben, Nachweisgrenzen von 10^4-10^5 Atomen erzielt. Die Verwendung spektral schmalbandiger Dauerstrichlaser und eine Ionisation transversal zum frei propagierenden Atomstrahl ermöglicht durch Auflösung der Isotopieverschiebung eine hohe Selektivität gegenüber dominanten Nachbarisotopen, wohingegen die Ionisationseffizienz deutlich abnimmt. Hiermit konnte für das Ultraspurenisotop U-236 eine Nachweisgrenze bis hinab zu 10^-9 für das Isotopenverhältnis N(U-236)/N(U-238) bestimmt werden.

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Mobility of naturally occurring U-238 and U-234 radionuclides was studied in a low permeability, reducing claystone formation (Opalinus Clay) near its contact with an overlying oxidising aquifer (Dogger Limestones) at Mont Terri, Switzerland. Our data point to a limited redistribution of U in some of the studied samples. Observed centimetre-scale U mobility is explained by slow diffusive transport of U-234 in the pore waters of the Opalinus Clay driven by spatially variable in situ supply (by alpha-recoil) of U-234 from the rock matrix. Metre-scale mobility is interpreted as a result of infiltration of meteoric water into the overlying aquifer which developed gradients of U concentration across the two rock formations. This triggered a slow in-diffusion of U with (U-234/U-238) > 1 into the Opalinus Clay as attested by a clear-cut pattern of decreasing bulk rock (U-234/U-238) inwards the Opalinus Clay, away from the Dogger Limestones.

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OBJECTIVE: In this review, we attempt to address many of the issues that are related to ensuring patient benefit in body CT, balancing the use of ionizing radiation and iodinated contrast media. We attempt to not only summarize the literature but also make recommendations relevant to CT protocols, including the technical parameters of both the scanner and the associated contrast media. CONCLUSION: Although CT is a powerful tool that has transformed the practice of medicine, the benefits are accompanied by important risks. Radiologists must understand these risks and the strategies available to minimize them as well as the risks associated with contrast medium delivery in abdominal CT.

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An improved chemical strategy for processing of the generator produced 68Ga was developed based on processing of the original 68Ge/68Ga generator eluate on a micro-column. Direct pre-concentration and purification of the eluted 68Ga is performed on a cation-exchange resin in hydrochloric acid/acetone media. A supplementary step based on a second micro-column filled with a second resin allows direct re-adsorption of 68Ga eluted from the cation exchanger. 68Ga is finally striped from the second resin with a small volume of pure water. For this purpose a strong anion exchanger and a novel extraction chromatographic resin based on tetraalkyldiglycolamides are characterized. The strategy allows online pre-concentration and purification of 68Ga from the original generator eluate. The supplementary column allows transferring 68Ga with high radionuclide and chemical quality in the aqueous solution with small volume and low acidity useful for direct radiolabeling reactions.

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PURPOSE: To compare objective fellow and expert efficiency indices for an interventional radiology renal artery stenosis skill set with the use of a high-fidelity simulator. MATERIALS AND METHODS: The Mentice VIST simulator was used for three different renal artery stenosis simulations of varying difficulty, which were used to grade performance. Fellows' indices at three intervals throughout 1 year were compared to expert baseline performance. Seventy-four simulated procedures were performed, 63 of which were captured as audiovisual recordings. Three levels of fellow experience were analyzed: 1, 6, and 12 months of dedicated interventional radiology fellowship. The recordings were compiled on a computer workstation and analyzed. Distinct measurable events in the procedures were identified with task analysis, and data regarding efficiency were extracted. Total scores were calculated as the product of procedure time, fluoroscopy time, tools, and contrast agent volume. The lowest scores, which reflected efficient use of tools, radiation, and time, were considered to indicate proficiency. Subjective analysis of participants' procedural errors was not included in this analysis. RESULTS: Fellows' mean scores diminished from 1 month to 12 months (42,960 at 1 month, 18,726 at 6 months, and 9,636 at 12 months). The experts' mean score was 4,660. In addition, the range of variance in score diminished with increasing experience (from a range of 5,940-120,156 at 1 month to 2,436-85,272 at 6 months and 2,160-32,400 at 12 months). Expert scores ranged from 1,450 to 10,800. CONCLUSIONS: Objective efficiency indices for simulated procedures can demonstrate scores directly comparable to the level of clinical experience.

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Nur wenige Vorsorgeuntersuchungen sind so umfassend in randomisiert-kon- trollierten Studien (RCTs) untersucht worden wie das Screening auf Brustkrebs mit Hilfe der Mammografie. Es liegen derzeit acht große randomisiert-kontrol- lierte Studien und mehrere Meta-Analysen vor. Letztere kommen mehrheitlich zum Schluss, dass sich die Brustkrebssterblichkeit durch Mammografie-Screening um etwa 20 % senken lässt. Dies bedeutet im Schweizer Kontext, dass etwa 1 von 1'000 Frauen weniger an Brustkrebs stirbt, wenn Frauen ab dem 50. Lebensjahr zehn Jahre lang gescreent werden. Andererseits führt das Screening auch zu Überdiagnosen und Übertherapien. So nimmt die Zahl der Brustkrebsdiagnosen um etwa 20 % zu, was zu einer entsprechenden Zunahme an chirurgischen Ein- griffen, Strahlen- und Chemotherapien führt. Über zehn Jahre gerechnet, erhal- ten etwa 4 von 1'000 Frauen eine Brustkrebsdiagnose, die sie ohne Screening nicht erhalten hätten. Etwa 200 von 1'000 Frauen sind im Verlaufe von zehn Jahren (fünf Screening-Runden) mit abklärungsbedürftigen Befunden konfron- tiert, wobei es sich dabei mehrheitlich um falsch positive Befunde handelt. Gleichzeitig werden auch mit einem Screening-Programm 20 bis 30 % der Brust- krebse nicht im Screening erfasst. Die Information der Bevölkerung bezüglich des Mammografie-Screenings ist derzeit noch mangelhaft. Dies führt dazu, dass der mögliche Nutzen von den betroffenen Frauen überschätzt und der Schaden unterschätzt wird. Die Aufklärung der Bevölkerung im Hinblick auf Nutzen und Risiken des Mammografie-Screenings muss daher verbessert werden, denn Frau- en haben einen Anspruch auf evidenzbasierte Informationen und eine „infor- mierte Entscheidung“.

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In terms of atmospheric impact, the volcanic eruption of Mt. Pinatubo (1991) is the best characterized large eruption on record. We investigate here the model-derived stratospheric warming following the Pinatubo eruption as derived from SAGE II extinction data including recent improvements in the processing algorithm. This method, termed SAGE_4λ, makes use of the four wavelengths (385, 452, 525 and 1024 nm) of the SAGE II data when available, and uses a data-filling procedure in the opacity-induced "gap" regions. Using SAGE_4λ, we derived aerosol size distributions that properly reproduce extinction coefficients also at much longer wavelengths. This provides a good basis for calculating the absorption of terrestrial infrared radiation and the resulting stratospheric heating. However, we also show that the use of this data set in a global chemistry–climate model (CCM) still leads to stronger aerosol-induced stratospheric heating than observed, with temperatures partly even higher than the already too high values found by many models in recent general circulation model (GCM) and CCM intercomparisons. This suggests that the overestimation of the stratospheric warming after the Pinatubo eruption may not be ascribed to an insufficient observational database but instead to using outdated data sets, to deficiencies in the implementation of the forcing data, or to radiative or dynamical model artifacts. Conversely, the SAGE_4λ approach reduces the infrared absorption in the tropical tropopause region, resulting in a significantly better agreement with the post-volcanic temperature record at these altitudes.

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Prompt gamma activation analysis (PGAA) is especially sensitive for elements with high neutron-capture cross sections, like boron, which can be detected down to a level of ng/g. However, if it is a major component, the high count rate from its signal will distort the spectra, making the evaluation difficult. A lead attenuator was introduced in front of the HPGe-detector to reduce low-energy gamma radiation and specifically the boron gamma rays reaching the detector, whose thickness was found to be optimal at 10 mm. Detection efficiencies with and without the lead attenuator were compared, and it was shown that the dynamic range of the PGAA technique was significantly increased. The method was verified with the analyses of stoichiometric compounds: TiB2, NiB, PVC, Alborex, and Alborite.

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Alpine grasslands are an important source of fodder for the cattle of Alpine farmers. Only during the short summer season can these pastures be used for grazing. With the anticipated climate change, it is likely that plant production – and thus the fodder basis for the cattle – will be influenced. Investigating the dependence of biomass production on topoclimatic factors will allow us to better understand how anticipated climate change may influence this traditional Alpine farming system. Because small-scale topoclimatological variations of the main meteorological variables: temperature, humidity, precipitation, shortwave incoming radiation and wind speed are not easily derived from available long-term climate stations in mountainous terrain, it was our goal to investigate the topoclimatic variations over the pastures belonging to the Alp Weissenstein research station north of the Albula Pass in the eastern Swiss Alps. We present a basic assessment of current topoclimatic conditions as a site characterization for ongoing ecological climate change studies. To be able to link short-term studies with long-term climate records, we related agrometeorological measurements with those of surrounding long-term sites run by MeteoSwiss, both on valley bottoms (Davos, Samedan), and on mountain tops (Weissfluhjoch, Piz Corvatsch). We found that the Davos climate station north of the study area is most closely correlated with the local climate of Alp Weissenstein, although a much closer site (Samedan) exists on the other side of the Albula Pass. Mountain top stations, however, did not provide a convincing approximation for the climate at Alp Weissenstein. Direct comparisons of near-surface measurements from a set of 11 small weather stations distributed over the domain where cattle and sheep are grazed indicate that nocturnal minimum air temperature and minimum vapor pressure deficit are mostly governed by the altitudinal gradient, whereas daily maxima – including also wind speed – are more strongly depending on vegetation cover and less on the altitude.

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The recognition of the skin as an immunocompetent organ has focused attention on the complex interaction between ultraviolet radiation and the immune system. How UV-radiation, which hardly penetrates past the epidermis, induces systemic immune suppression is not entirely clear. We propose that suppressive cytokines, released by UV-irradiated keratinocytes, play a role in the induction of immune suppression. Injecting supernatants from UV-exposed murine keratinocytes into mice impairs their ability to mount a delayed-type hypersensitivity response against allogeneic histocompatibility antigens. We tested the hypothesis that the down regulation of the immune response by UV is precipitated by the release of IL-10 after keratinocytes are UV-irradiated. After UV exposure IL-10 mRNA was upregulated. Western analysis indicated immunoreactive IL-10 was secreted by UV-exposed keratinocytes. The addition of supernatants from UV-irradiated keratinocytes to Th1 clones diminished their IFN production, whereas the addition of supernatants from normal keratinocytes had no suppressive effect on IFN production. Furthermore, treating supernatants from UV-irradiated keratinocytes with anti-IL-10 antibodies blocked the induction of immune suppression. To determine if IL-10 was responsible for the immunosuppression seen after total-body UV irradiation, UV-exposed mice were treated with anti-IL-10 antibodies. Treating UV-irradiated mice with anti-IL-10 reversed the induction of immune suppression. These findings suggest that keratinocyte-derived IL-10 was mediating UV-induced suppression in vivo. We also tested the hypothesis that UV-induced suppressor cells are Th2 cells. Mice were injected with spleen cells from either normal or UV-exposed donor mice immunized with alloantigen. At the time of spleen cell infusion, the recipient mice were then resensitized. Spleen cells from UV-exposed mice suppressed DTH. Mice treated identically and injected with anti-IL-10 antibodies were able to generate a DTH response. Taken together these data suggest that the suppressor cells that are induced by UV radiation are Th2 cells which mediate their suppressive effect by release of IL-10. ^

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Immune dysfunction is encountered during spaceflight. Various aspects of spaceflight, including microgravity, cosmic radiation, and both physiological and psychological stress, may perturb immune function. We sought to understand the impact of microgravity alone on the cellular mechanisms critical to immunity. Clinostatic RWV bioreactors that simulate aspects of microgravity were used to analyze the response of human PBMC to polyclonal and oligoclonal activation. PHA responsiveness in the RWV bioreactor was almost completely diminished. IL-2 and IFN-$\gamma$ secretion was reduced whereas IL-1$\beta$ and IL-6 secretion was increased, suggesting that monocytes may not be as adversely affected by simulated microgravity as T cells. Activation marker expression (CD25, CD69, CD71) was significantly reduced in RWV cultures. Furthermore, addition of exogenous IL-2 to these cultures did not restore proliferation. Antigen specific T cell activation, including the mixed-lymphocyte reaction, tetanus toxoid responsiveness, and Borrelia activation of a specific T cell line, was also suppressed in the RWV bioreactor.^ The role of altered culture conditions in the suppression of T cell activation were considered. Potential reduced cell-cell and cell-substratum interactions in the RWV bioreactor may play a role in the loss of PHA responsiveness. However, PHA activation in Teflon culture bags that limit cell-substratum interactions was not affected. Furthermore, increasing cell-population density, and therefore cell-cell interactions, in the RWV cultures did not help restore PHA activation. However, placing PBMC within small collagen beads did partially restore PHA responsiveness. Finally, activation of purified T cells with crosslinked CD2/CD28 or CD3/CD28 antibody pairs, which does not require costimulation through cell-cell contact, was completely suppressed in the RWV bioreactor suggesting a defect internal to the T cell.^ Activation of both PBMC and purified T cells with PMA and ionomycin was unaffected by RWV culture, indicating that signaling mechanisms downstream of PKC activation and calcium flux are not sensitive to simulated microgravity. Furthermore, sub-mitogenic doses of PMA alone but not ionomycin alone restored PHA responsiveness of PBMC in RWV culture. Thus, our data indicate that during polyclonal activation in simulated microgravity, there is a specific dysfunction within the T cell involving the signaling pathways upstream of PKC activation. ^

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In this paper, we present a novel technique for the removal of astigmatism in submillimeter-wave optical systems through employment of a specific combination of so-called astigmatic off-axis reflectors. This technique treats an orthogonally astigmatic beam using skew Gaussian beam analysis, from which an anastigmatic imaging network is derived. The resultant beam is considered truly stigmatic, with all Gaussian beam parameters in the orthogonal directions being matched. This is thus considered an improvement over previous techniques wherein a beam corrected for astigmatism has only the orthogonal beam amplitude radii matched, with phase shift and phase radius of curvature not considered. This technique is computationally efficient, negating the requirement for computationally intensive numerical analysis of shaped reflector surfaces. The required optical surfaces are also relatively simple to implement compared to such numerically optimized shaped surfaces. This technique is implemented in this work as part of the complete optics train for the STEAMR antenna. The STEAMR instrument is envisaged as a mutli-beam limb sounding instrument operating at submillimeter wavelengths. The antenna optics arrangement for this instrument uses multiple off-axis reflectors to control the incident radiation and couple them to their corresponding receiver feeds. An anastigmatic imaging network is successfully implemented into an optical model of this antenna, and the resultant design ensures optimal imaging of the beams to the corresponding feed horns. This example also addresses the challenges of imaging in multi-beam antenna systems.