Stopping power of gases for heavy ions

Pulse-height and time-of-flight methods have been used to measure the electronic stopping cross sections for projectiles of ¹²C, ¹⁶O, ¹⁹F, ²³Na, ²⁴Mg, and ²⁷Al, slowing in helium, neon, argon, krypton, and xenon. The ion energies were in the range 185 keV ≤ E ≤ 2560 keV.

A semiempirical calculation of the electronic stopping cross section for projectiles with atomic numbers between 6 and 13 passing through the inert gases has been performed using a modification of the Firsov model. Using Hartree-Slater-Fock orbitals, and summing over the losses for the individual charge states of the projectiles, good agreement has been obtained with the experimental data. The main features of the stopping cross section seen in the data, such as the Z₁ oscillation and the variation of the velocity dependence on Z₁ and Z₂, are present in the calculation. The inclusion of a modified form of the Bethe-Bloch formula as an additional term allows the increase of the velocity dependence for projectile velocities above v_o to be reproduced in the calculation.

Análise de tensões residuais pela técnica de difração de raios X em processos de soldagem MIG

Nesse trabalho foram realizados experimentos para determinar as tensões residuais introduzidas no Aço A36, que é uma liga de baixo carbono e que é muito utilizado em vários setores da produção industrial, quando esta é submetida à soldagem do tipo MIG (Metal Gas Inert). A escolha desse tipo de soldagem foi para manter constantes os parâmetros que pudessem influenciar nos resultados. Nessa análise foi verificada a distribuição das tensões residuais na zona termicamente afetada, a distribuição da tensão em relação a profundidade. Para isso usamos uma remoção eletrolítica e um corte transversal pelo processo de eletroerosão. Nesse trabalho foi usado o método do sen2, devido a sua facilidade para a análise dos dados do Programa PSD. O resultado das mediadas realizadas na região do cordão de solda, zona termicamente afetada (ZTA) e metal base próxima da ZTA, mostrou uma variação da distribuição da tensão em relação à profundidade do material e na distância do ponto de soldagem. No ponto de soldagem um aumento da tensão em relação à profundidade do material. Os fatores que influenciaram na introdução dessas tensões no processo de soldagem, foram causados pelo gradiente de temperatura, pelo resfriamento heterogêneo do material e também pelo resfriamento rápido da superfície

Distribuição de tensões em próteses parciais fixas posteriores livres de metal com retentores intracoronários: análise em elementos finitos

Para reabilitar a ausência de um elemento dentário posterior, as próteses parciais fixas (PPF) com retentores intracoronários são uma alternativa aos implantes osseointegrados. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição de tensões nessas próteses com três combinações de materiais: cerâmica de zircônia parcialmente estabilizada por ítria (ZPEI) revestida por cerâmica de fluorapatita (α), cerâmica de dissilicato de lítio (β) ou compósito fibrorreforçado (γ). Na composição α, foram analisadas a presença ou ausência da cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais e três variações na área total da seção transversal dos conectores (4 mm de largura x 3,2, 4,2 ou 5,2 mm de altura). Em 8 modelos bidimensionais de elementos finitos, uma carga vertical de 500 N foi aplicada na fossa central do pôntico e as tensões principais máximas (tração) e mínimas (compressão) foram apontadas em MPa. Inicialmente foram avaliados os 6 modelos com PPF de ZPEI e suas variações. Os maiores valores das tensões de tração foram encontrados no terço cervical dos conectores. Quando presente nestas regiões, a cerâmica de revestimento recebeu tensões acima do limite de sua resistência à flexão. Na comparação entre os modelos sem cerâmica de revestimento na parede cervical das caixas proximais, mesmo aquele com conectores de 3,2 x 4 mm, cuja infraestrutura apresentava 2,5 x 3 mm, poderia ser recomendado para uso clínico. Altos valores de tensões de compressão foram registrados entre o terço oclusal e médio dos conectores, correspondente à união entre as cerâmicas, o que poderia ocasionar, devido à flexão, falhas adesivas. Posteriormente, o modelo de ZPEI com a cerâmica de fluorapatita ausente da parede cervical das caixas proximais e área total dos conectores de 4,2 x 4 mm foi comparado aos dois outros materiais com conectores de mesma área. Na PPF de dissilicato de lítio, os valores representaram uma provável violação do limite de sua resistência à flexão. A PPF de compósito fibrorreforçado apresentou tensões bem abaixo do limite de resistência à flexão de sua infraestrutura, mas, como no modelo de ZPEI, tensões compressivas se concentraram com alto valor entre o terço oclusal e médio dos conectores, local de união entre a resina composta e a infraestrutura de fibras. Os resultados mostraram que a cerâmica de dissilicato de lítio e a presença da cerâmica de fluorapatita na parede cervical das caixas proximais deveriam ser contraindicadas para a condição proposta. Parece viável uma área de conectores na infraestrutura de ZPEI com no mínimo 2,5 x 3 mm. A PPF de compósito fibrorreforçado apresenta resistência estrutural para a situação estudada, mas, como também aquelas compostas de ZPEI, aparenta ter como pontos fracos a adesão entre a infraestrutura e o material de cobertura e a própria resistência deste último.

PP backward elastic scattering between 0.70 and 2.37 GeV/c

̄pp backward elastic scattering has been measured for the cos θ_cm region between – 1.00 and – 0.88 and for the incident ̄p laboratory momentum region between 0.70 and 2.37 GeV/c. These measurements, done in intervals of approximately 0.1 GeV/c, have been performed at the Alternating Gradient Synchrotron at Brookhaven National Laboratory during the winter of 1968. The measured differential cross sections, binned in cos θ_cm intervals of 0.02, have statistical errors of about 10%. Backward dipping exists below 0.95 GeV/c and backward peaking above 0.95 GeV/c. The 180˚ differential cross section extrapolated from our data shows a sharp dip centered at 0.95 GeV/c and a broad hump centered near 1.4 GeV/c. Our data have been interpreted in terms of resonance effects and in terms of diffraction dominance effects.

Longitudinal dispersion in laboratory and natural streams

This study concerns the longitudinal dispersion of fluid particles which are initially distributed uninformly over one cross section of a uniform, steady, turbulent open channel flow. The primary focus is on developing a method to predict the rate of dispersion in a natural stream.

Taylor's method of determining a dispersion coefficient, previously applied to flow in pipes and two-dimensional open channels, is extended to a class of three-dimensional flows which have large width-to-depth ratios, and in which the velocity varies continuously with lateral cross-sectional position. Most natural streams are included. The dispersion coefficient for a natural stream may be predicted from measurements of the channel cross-sectional geometry, the cross-sectional distribution of velocity, and the overall channel shear velocity. Tracer experiments are not required.

Large values of the dimensionless dispersion coefficient D/rU* are explained by lateral variations in downstream velocity. In effect, the characteristic length of the cross section is shown to be proportional to the width, rather than the hydraulic radius. The dimensionless dispersion coefficient depends approximately on the square of the width to depth ratio.

A numerical program is given which is capable of generating the entire dispersion pattern downstream from an instantaneous point or plane source of pollutant. The program is verified by the theory for two-dimensional flow, and gives results in good agreement with laboratory and field experiments.

Both laboratory and field experiments are described. Twenty-one laboratory experiments were conducted: thirteen in two-dimensional flows, over both smooth and roughened bottoms; and eight in three-dimensional flows, formed by adding extreme side roughness to produce lateral velocity variations. Four field experiments were conducted in the Green-Duwamish River, Washington.

Both laboratory and flume experiments prove that in three-dimensional flow the dominant mechanism for dispersion is lateral velocity variation. For instance, in one laboratory experiment the dimensionless dispersion coefficient D/rU* (where r is the hydraulic radius and U* the shear velocity) was increased by a factory of ten by roughening the channel banks. In three-dimensional laboratory flow, D/rU* varied from 190 to 640, a typical range for natural streams. For each experiment, the measured dispersion coefficient agreed with that predicted by the extension of Taylor's analysis within a maximum error of 15%. For the Green-Duwamish River, the average experimentally measured dispersion coefficient was within 5% of the prediction.

Pulsed neutron measurements in two adjacent finite media

The pulsed neutron technique has been used to investigate the decay of thermal neutrons in two adjacent water-borated water finite media. Experiments were performed with a 6x6x6 inches cubic assembly divided in two halves by a thin membrane and filled with pure distilled water on one side and borated water on the other side.

The fundamental decay constant was measured versus the boric acid concentration in the poisoned medium. The experimental results showed good agreement with the predictions of the time dependent diffusion model. It was assumed that the addition of boric acid increases the absorption cross section of the poisoned medium without affecting its diffusion properties: In these conditions, space-energy separability and the concept of an “effective” buckling as derived from diffusion theory were introduced. Their validity was supported by the experimental results.

Measurements were performed with the absorption cross section of the poisoned medium increasing gradually up to 16 times its initial value. Extensive use of the IBM 7090-7094 Computing facility was made to analyze properly the decay data (Frantic Code). Attention was given to the count loss correction scheme and the handling of the statistics involved. Fitting of the experimental results into the analytical form predicted by the diffusion model led to

Ʃ_av = 4721 sec^-1 (±150)

D_o = 35972 cm²sec^-1 (±800) for water at 21˚C

C (given) = 3420 cm⁴sec^-1

These values, when compared with published data, show that the diffusion model is adequate in describing the experiment.

Nuclear reactions leading to energy levels of Ar37 and K37

In view of recent interest in the Cl³⁷ (ʋ solar’^e-)Ar³⁷ reaction cross section, information on some aspects of mass 37 nuclei has been obtained using the K³⁹ (d, ∝) Ar³⁷ and Cl³⁵ (He³, p) Ar³⁷ reactions. Ar³⁷ levels have been found at 0, 1.41, 1.62, 2.22, 2.50, 2.80, 3.17, 3.27, 3.53, 3.61, 3.71, (3.75), (3.90), 3.94, 4.02, (4.21), 4.28, 4.32, 4.40, 4.45, 4.58, 4.63, 4.74, 4.89, 4.98, 5.05, 5.10, 5.13, 5.21, 5.35, 5.41, 5.44, 5.54, 5.58, 5.67, 5.77, and 5.85 MeV (the underlined values correspond to previously tabulated levels). The nuclear temperature calculated from the Ar³⁷ level density is 1.4 MeV. Angular distributions of the lowest six levels with the K³⁹ (d, ∝) Ar³⁷ reaction at E_d = 10 MeV indicate a dominant direct interaction mechanism and the inapplicability of the 2I + 1 rule of the statistical model. Comparison of the spectra obtained with the K³⁹ (d, ∝) Ar³⁷ and Cl³⁵ (He³, p) Ar³⁷ reactions leads to the suggestion that the 5.13-MeV level is the T = 3/2 Cl³⁷ ground state analog. The ground state Q-value of the Ca⁴⁰ (p, ∝) K³⁷ reaction has been measured: -5179 ± 9 keV. This value implies a K³⁷ mass excess of -24804 ± 10 keV. Description of a NMR magnetometer and a sixteen-detector array used in conjunction with a 61-cm double-focusing magnetic spectrometer are included in appendices.

Metrologia de instrumentos endodônticos por microscopia eletrônica de varredura e análise digital de imagens: uma proposta metodológica

A padronização para a fabricação de instrumentos endodônticos em aço inoxidável contribuiu para o desenvolvimento de novos aspectos geométricos. Surgiram propostas de alterações no desenho da haste helicoidal, da seção reta transversal, da ponta, da conicidade e do diâmetro na extremidade (D0). Concomitantemente, o emprego de ligas em Níquel-Titânio possibilitou a produção de instrumentos acionados a motor, largamente empregados hoje. A cada ano a indústria lança instrumentos com diversas modificações, sem, contudo, disponibilizar informações suficientes quanto às implicações clínicas destas modificações. Existe um crescente interesse no estudo dos diferentes aspectos geométricos e sua precisa metrologia. Tradicionalmente, a aferição de aspectos geométricos de instrumentos endodônticos é realizada visualmente através de microscopia ótica. Entretanto, esse procedimento visual é lento e subjetivo. Este trabalho propõe um novo método para a metrologia de instrumentos endodônticos baseado no microscópio eletrônico de varredura e na análise digital das imagens. A profundidade de campo do MEV permite obter a imagem de todo o relevo do instrumento endodôntico a uma distância de trabalho constante. Além disso, as imagens obtidas pelo detector de elétrons retro-espalhados possuem menos artefatos e sombras, tornando a obtenção e análise das imagens mais fáceis. Adicionalmente a análise das imagens permite formas de mensuração mais eficientes, com maior velocidade e qualidade. Um porta-amostras específico foi adaptado para obtenção das imagens dos instrumentos endodônticos. Ele é composto de um conector elétrico múltiplo com terminais parafusados de 12 pólos com 4 mm de diâmetro, numa base de alumínio coberta por discos de ouro. Os nichos do conector (terminais fêmeas) têm diâmetro apropriado (2,5 mm) para o encaixe dos instrumentos endodônticos. Outrossim, o posicionamento ordenado dos referidos instrumentos no conector elétrico permite a aquisição automatizada das imagens no MEV. Os alvos de ouro produzem, nas imagens de elétrons retro-espalhados, melhor contraste de número atômico entre o fundo em ouro e os instrumentos. No porta-amostras desenvolvido, os discos que compõem o fundo em ouro são na verdade, alvos do aparelho metalizador, comumente encontrados em laboratórios de MEV. Para cada instrumento, imagens de quatro a seis campos adjacentes de 100X de aumento são automaticamente obtidas para cobrir todo o comprimento do instrumento com a magnificação e resolução requeridas (3,12 m/pixel). As imagens obtidas são processadas e analisadas pelos programas Axiovision e KS400. Primeiro elas são dispostas num campo único estendido de cada instrumento por um procedimento de alinhamento semi-automático baseado na inter-relação com o Axiovision. Então a imagem de cada instrumento passa por uma rotina automatizada de análise de imagens no KS400. A rotina segue uma sequência padrão: pré-processamento, segmentação, pós-processamento e mensuração dos aspectos geométricos.