Diseño y optimización de un aplanador de flujo neutrónico para dopaje de silicio en el Reactor RA-10.

El reactor multipropósito RA-10 que se construirá en Ezeiza tiene como objetivo principal aumentar la producción de radioisótopos destinados al diagnóstico de enfermedades; adicionalmente el proyecto RA-10 permitirá ofrecer al sistema científico-tecnológico oportunidades de investigación, desarrollo y producción. Entre ellas se contará con una facilidad de dopaje de silicio a través de transmutación neutrónica para producir material semiconductor. La principal ventaja de esta técnica de fabricación es que se obtiene el semiconductor más homogéneamente dopado del mercado. Esto se logra irradiando a la pieza con un flujo neutrónico axialmente uniforme. La uniformidad axial se obtiene diseñando un aplanador de flujo que consiste en un conjunto de anillos de acero de diferentes espesores para lograr aplanar el perfil de flujo neutrónico que irradia al silicio. El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un algoritmo que permita calcular los espesores óptimos de acero de forma tal de modificar el perfil de flujo neutrónico que se genera en el núcleo para uniformizarlo lo más posible. Se proponen y evalúan mejoras para incrementar el valor del flujo neutrónico al cual se uniformiza. Posteriormente se evalúan los tiempos necesarios para obtener diferentes resistividades objetivo y se realizan cálculos de activación neutrónica para determinar los tiempos de decaimiento necesarios para cumplir los límites de actividad requeridos. Se realizan además cálculos de calentamiento para determinar la potencia que se debe disipar para refrigerar la facilidad.

Diseño y optimización de un aplanador de flujo neutrónico para dopaje de silicio en el Reactor RA-10.

El reactor multipropósito RA-10 que se construirá en Ezeiza tiene como objetivo principal aumentar la producción de radioisótopos destinados al diagnóstico de enfermedades; adicionalmente el proyecto RA-10 permitirá ofrecer al sistema científico-tecnológico oportunidades de investigación, desarrollo y producción. Entre ellas se contará con una facilidad de dopaje de silicio a través de transmutación neutrónica para producir material semiconductor. La principal ventaja de esta técnica de fabricación es que se obtiene el semiconductor más homogéneamente dopado del mercado. Esto se logra irradiando a la pieza con un flujo neutrónico axialmente uniforme. La uniformidad axial se obtiene diseñando un aplanador de flujo que consiste en un conjunto de anillos de acero de diferentes espesores para lograr aplanar el perfil de flujo neutrónico que irradia al silicio. El objetivo de este trabajo es diseñar e implementar un algoritmo que permita calcular los espesores óptimos de acero de forma tal de modificar el perfil de flujo neutrónico que se genera en el núcleo para uniformizarlo lo más posible. Se proponen y evalúan mejoras para incrementar el valor del flujo neutrónico al cual se uniformiza. Posteriormente se evalúan los tiempos necesarios para obtener diferentes resistividades objetivo y se realizan cálculos de activación neutrónica para determinar los tiempos de decaimiento necesarios para cumplir los límites de actividad requeridos. Se realizan además cálculos de calentamiento para determinar la potencia que se debe disipar para refrigerar la facilidad.

Infecção por HELICOBACTER PYLORI em crianças com dor abdominal crônica e sua associação com a gastrite endoscópica nodular

A infecção por Helicobacter pylori (Hp) é uma das infecções bacterianas mais comuns em todo o mundo. As maiores prevalências da infecção foram encontradas nos países em desenvolvimento, onde, em geral são altas já na infância. O método diagnóstico considerado mais acurado para a infecção por Hp, em crianças, é o exame endoscópico com biópsias gástricas. Alguns autores referem que o único aspecto macroscópico que pode predizer a infecção é o da presença de nodosidades na mucosa gástrica. Este aspecto é denominado de gastrite endoscópica nodular. A especificidade da gastrite endoscópica nodular para a infecção por Hp, entretanto, recentemente foi questionada por outros autores. Realizamos um estudo transversal em uma amostra de crianças (um a 12 anos) com dor abdominal crônica, que preenchiam os critérios para a realização de endoscopia digestiva alta, no Hospital da Criança Conceição e no Hospital de Clínicas de Porto Alegre, de setembro de 1997 a setembro de 1999. O objetivo principal foi verificar a associação entre a infecção por Hp e a gastrite endoscópica nodular nessas crianças. A amostra foi constituída de 185 crianças de ambos os sexos, com baixa renda familiar, cujos pais apresentavam baixo nível de escolaridade. Foi realizado estudo histológico das lâminas de biópsia gástrica (no mínimo cinco fragmentos, corados com H-E ou Giemsa), conforme o Sistema Sydney modificado. A infecção por Hp foi caracterizada pela presença de Hp na lâminas de biópsias gástricas dos pacientes e a gastrite folicular, pela presença de folículos linfóides bem formados, em mucosa gástrica inflamada. A prevalência da infecção por Hp nas crianças com dor abdominal crônica foi de 27% (IC 95%: 20,8-34,0). Foi demonstrada uma associação muito forte entre a infecção por Hp e a gastrite endoscópica nodular nessas crianças (P<0,001; RP = 29,7). Houve um aumento da prevalência tanto da infecção por Hp como da gastrite endoscópica nodular com a idade dos pacientes. A gastrite endoscópica nodular , embora tenha demostrado uma baixa sensibilidade (44,0%), apresentou um valor preditivo positivo de 91,7% para a infecção por Hp. Tanto o teste de urease, como a gastrite endoscópica nodular mostraram-se muito específicas, 94,5% e 98,5%, respectivamente, para o diagnóstico da infecção. Quando se combinou o teste de urease com o aspecto de gastrite endoscópica nodular, encontrou-se, uma sensibilidade muito baixa (34,7%), mas uma especificidade de 100% para a infecção por Hp. A sensibilidade do teste de urease, isolado, para a infecção foi de 60,4% e o seu valor preditivo positivo de 80,5%. O aspecto endoscópico (gastrite endoscópica nodular) teve associação com o microscópico (gastrite folicular) (P<0,001). Houve uma forte e significativa associação entre a infecção por Hp e a gastrite crônica ativa ( P<0,001; RP = 10,8). O mesmo foi demonstrado entre a gastrite nodular e a gastrite crônica ativa (P<0,001; RP = 8,6). Também foi verificado um nítido aumento das razões de prevalência da gastrite crônica ativa e da gastrite endoscópica nodular, com a acentuação dos graus de densidade de Hp. Finalmente, foi demonstrada a importante correlação entre o grau de intensidade da gastrite, verificado no exame histológico, e a gastrite endoscópica nodular (r = 0,97; P<0,001). A prevalência da infecção por Hp encontrada em Porto Alegre, nas crianças, foi menor do que a de outras cidades brasileiras e similar àquela registrada em algumas cidades do primeiro mundo. A presença de nodosidade na mucosa gástrica foi a alteração, à endoscopia, mais freqüentemente verificada nas crianças com infecção por Hp. Considerando a baixa prevalência da infecção encontrada na nossa amostra, a presença de gastrite endoscópica nodular significa uma elevada probabilidade de infecção por Hp, dado o alto valor preditivo verificado. O achado negativo para a gastrite endoscópica nodular, entretanto, não exclui a possibilidade da presença de infecção por Hp. Uma maior colonização bacteriana da mucosa gástrica estaria associada ao aparecimento da gastrite endoscópica nodular, já que a sua prevalência aumentou com os graus de densidade de Hp, assim como ocorreu com a gastrite crônica ativa. E quando ocorre, nas crianças, há maior probabilidade de se tratar de uma gastrite mais ativa e mais intensa.

Teste tuberculínico em indivíduos com infecção pelo vírus da imunodeficiência humana: relação com número de linfócitos T periféricos e atividade tuberculosa

OBJETIVO: Avaliar os resultados do teste tuberculínico e relacioná-los com a presença ou não de tuberculose em atividade e com a contagem de linfócitos T CD4+/CD8+. MÉTODOS: Foram revisados 802 prontuários de pacientes com síndrome da imunodeficiência adquirida atendidos no período de agosto de 1985 a março de 2003. Cento e oitenta e cinco pacientes realizaram o teste tuberculínico (23,1%) e, destes, 107 eram do sexo masculino (57,8%). A média de idade no grupo de reatores ao teste tuberculínico foi de 30,6 anos, com desvio-padrão de 6,62 anos, e entre os não reatores de 34,45 anos com desvio-padrão de 10,32 anos. Foram constituídos dois grupos de estudo: reatores ao teste tuberculínico, com 28 pacientes, e não reatores ao teste tuberculínico, com 157 pacientes. RESULTADOS: Grande parte dos indivíduos foi pouco responsiva ao teste tuberculínico. Constatou-se, no grupo de reatores, maior porcentagem de indivíduos com tuberculose ativa à época da realização do teste, quando se comparou com os não reatores. Dez pacientes entre os reatores e onze entre os não reatores apresentavam alguma forma clínica de tuberculose em atividade à época da realização do teste, sendo que seis do primeiro grupo e oito do segundo tinham contagem de linfócitos T CD4+ menor que 200 células/mm³. CONCLUSÃO: Indurações maiores do que 5 mm não se relacionaram com contagens absolutas mais altas de células T CD4+.

Desempenho ponderal de bovinos Nelore suplementados com fontes alternativas de fósforo

O desempenho produtivo e a possível interferência do flúor sobre a saúde dos animais foram investigados em bovinos Nelore suplementados, por 866 dias, com distintas fontes alternativas de fósforo com diferentes relações fósforo:fluor (P:F). Os tratamentos experimentais foram: Controle negativo (CONTNEG, sem qualquer suplementação com P), fosfato bicálcico (FB 120:1, FB 30:1 e FB 10:1), fosfato monobicálcico (FMBC 60:1), superfosfato triplo (SFT 30:1) e fosfato de rocha de Cajati (FR 10:1). Foram utilizados 49 novilhos, desmamados aos oito meses de idade, castrados e com 230 kg de peso médio, distribuídos em sete piquetes com água e mistura mineral formulada sem P. A dieta padrão foi feita com bagaço de cana (0,03% de P) como volumoso e um concentrado contendo 0,239 % de P oferecido na base de 1% do peso dos animais para permitir um ganho de peso aproximado de 0,50 kg/dia. Até o dia 134, não houve diferença estatística entre os diversos lotes, inclusive para o tratamento CONTNEG, que não recebeu fósforo suplementar na dieta e ganhou 71,6 kg de peso ou 0,633 kg/dia. Após 866 dias de confinamento (2,37 anos), os animais suplementados com o fosfato bicálcico padrão (120:1) ganharam menos peso que os suplementados com as fontes FMCB 60:1, FB 30:1 e SFT 30:1. Até um ano de suplementação fosfórica com fosfato bicálcico padrão (120:1) artificialmente fluoretado com NaF ou com o fosfato de rocha não se detectou danos à saúde ou ao ganho de peso dos animais. As análises de fósforo nos ossos mostraram diferença estatística apenas entre o tratamento CONTNEG e os que tinham fosfato bicálcico. As concentrações de flúor nos ossos se mostraram intimamente associadas à quantidade de flúor disponível nas fontes utilizadas. Conforme a proporção P:F na dieta foi diminuindo, características relacionadas à fluorose dentária ficaram mais evidentes, sendo que os animais que receberam fontes com relação 10:1, apresentaram, ao final do experimento, dentes incisivos permanentes mal formados, quebradiços e com manchas esbranquiçadas.

Bose glass and Mott glass of quasiparticles in a doped quantum magnet

The low-temperature states of bosonic fluids exhibit fundamental quantum effects at the macroscopic scale: the best-known examples are Bose-Einstein condensation and superfluidity, which have been tested experimentally in a variety of different systems. When bosons interact, disorder can destroy condensation, leading to a 'Bose glass'. This phase has been very elusive in experiments owing to the absence of any broken symmetry and to the simultaneous absence of a finite energy gap in the spectrum. Here we report the observation of a Bose glass of field-induced magnetic quasiparticles in a doped quantum magnet (bromine-doped dichloro-tetrakis-thiourea-nickel, DTN). The physics of DTN in a magnetic field is equivalent to that of a lattice gas of bosons in the grand canonical ensemble; bromine doping introduces disorder into the hopping and interaction strength of the bosons, leading to their localization into a Bose glass down to zero field, where it becomes an incompressible Mott glass. The transition from the Bose glass (corresponding to a gapless spin liquid) to the Bose-Einstein condensate (corresponding to a magnetically ordered phase) is marked by a universal exponent that governs the scaling of the critical temperature with the applied field, in excellent agreement with theoretical predictions. Our study represents a quantitative experimental account of the universal features of disordered bosons in the grand canonical ensemble.

Estudo da incorporação de resíduos de perfuração para aplicação em cimentação de poços de petróleo

During the drilling of oil and natural gas are generated solid waste, liquid and gaseous. These solid fragments, which are known as cuttings, are carried to the surface through the drilling fluid. Furthermore, this fluid serves to cool the bit, keeping the internal pressure of the well, and others. This solid residue is very polluting, because it has incorporated beyond the drilling fluid, which has several chemical additives harmful to the environment, some heavy metals that are harmful to the environment, such as lead. To minimize the residue generated, are currently being studied numerous techniques to mitigate the problems that such waste can cause to the environment, like addition of cuttings in the composition of soil cement brick masonry construction, addition of cuttings on the clay matrix for the manufacture of solid masonry bricks and ceramic blocks and coprocessing of the cuttings in cement. So, the main objective of this work is the incorporation of cuttings drilling of oil wells, the cement slurry used in the cementing operation of the well. This cuttings used in this study, arising from the formation Pendências, was milled and separated in a sieve of 100 mesh. After grinding had a mean particle sike in order of 86 mm and crystal structure containing phases of quartz and calcite type, characteristic of the Portland cement. Were formulated and prepared slurries of cement with density 13 lb / gal, containing different concentrations of gravel, and realized characterization tests API SPEC 10A and RP 10B. Free water tests showed values lower than 5.9% and the rheological model that best described the behavior of the mixtures was the power. The results of compressive strength (10.3 MPa) and stability (Dr <0.5 lb / gal) had values within the set of operational procedures. Thus, the gravel from the drilling operation, may be used as binders in addition to Portland cement oil wells, in order to reuse this waste and reduce the cost of the cement paste.

Continuous Production of Extracellular L-Glutaminase by Ca-Alginate-Immobilized Marine Beauveria bassiana BTMF S-10 in Packed-Bed Reactor

L-Glutamine amidohydrolase (L-glutaminase, EC 3.5.1.2) is a therapeutically and industrially important enzyme. Because it is a potent antileukemic agent and a flavor-enhancing agent used in the food industry, many researchers have focused their attention on L-glutaminase. In this article, we report the continuous production of extracellular L-glutaminase by the marine fungus Beauveria bassiana BTMF S-10 in a packed-bed reactor. Parameters influencing bead production and performance under batch mode were optimized in the order-support (Na-alginate) concentration, concentration of CaCl2 for bead preparation, curing time of beads, spore inoculum concentration, activation time, initial pH of enzyme production medium, temperature of incubation, and retention time. Parameters optimized under batch mode for L-glutaminase production were incorporated into the continuous production studies. Beads with 12 × 108 spores/g of beads were activated in a solution of 1% glutamine in seawater for 15 h, and the activated beads were packed into a packed-bed reactor. Enzyme production medium (pH 9.0) was pumped through the bed, and the effluent was collected from the top of the column. The effect of flow rate of the medium, substrate concentration, aeration, and bed height on continuous production of L-glutaminase was studied. Production was monitored for 5 h in each case, and the volumetric productivity was calculated. Under the optimized conditions for continuous production, the reactor gave a volumetric productivity of 4.048 U/(mL·h), which indicates that continuous production of the enzyme by Ca-alginate-immobilizedspores is well suited for B. bassiana and results in a higher yield of enzyme within a shorter time. The results indicate the scope of utilizing immobilized B. bassiana for continuous commercial production of L-glutaminase

A database ATP simulated waveforms of shunt reactor switching cases with vacuum breakers on motor circuits

This paper presents a database ATP (Alternative Transient Program) simulated waveforms for shunt reactor switching cases with vacuum breakers in motor circuits following interruption of the starting current. The targeted objective is to provide multiple reignition simulated data for diagnostic and prognostic algorithms development, but also to help ATP users with practical study cases and component data compilation for shunt reactor switching. This method can be easily applied with different data for the different dielectric curves of circuit-breakers and networks. This paper presents design details, discusses some of the available cases and the advantages of such simulated data.

Residence time investigation in a co-axial dielectric barrier discharge reactor

The residence time distribution (RTD) is a crucial parameter when treating engine exhaust emissions with a Dielectric Barrier Discharge (DBD) reactor. In this paper, the residence time of such a reactor is investigated using a finite element based software: COMSOL Multiphysics 4.3. Non-thermal plasma (NTP) discharge is being introduced as a promising method for pollutant emission reduction. DBD is one of the most advantageous of NTP technologies. In a two cylinder co-axial DBD reactor, tubes are placed between two electrodes and flow passes through the annuals between these barrier tubes. If the mean residence time increases in a DBD reactor, there will be a corresponding increase in reaction time and consequently, the pollutant removal efficiency can increase. However, pollutant formation can occur during increased mean residence time and so the proportion of fluid that may remain for periods significantly longer than the mean residence time is of great importance. In this study, first, the residence time distribution is calculated based on the standard reactor used by the authors for ultrafine particle (10-500 nm) removal. Then, different geometrics and various inlet velocities are considered. Finally, for selected cases, some roughness elements added inside the reactor and the residence time is calculated. These results will form the basis for a COMSOL plasma and CFD module investigation.

Effect of pulsed power on particle matter in diesel engine exhaust using a DBD plasma reactor

Nonthermal plasma (NTP) treatment of exhaust gas is a promising technology for both nitrogen oxides (NOX) and particulate matter (PM) reduction by introducing plasma into the exhaust gases. This paper considers the effect of NTP on PM mass reduction, PM size distribution, and PM removal efficiency. The experiments are performed on real exhaust gases from a diesel engine. The NTP is generated by applying high-voltage pulses using a pulsed power supply across a dielectric barrier discharge (DBD) reactor. The effects of the applied high-voltage pulses up to 19.44 kVpp with repetition rate of 10 kHz are investigated. In this paper, it is shown that the PM removal and PM size distribution need to be considered both together, as it is possible to achieve high PM removal efficiency with undesirable increase in the number of small particles. Regarding these two important factors, in this paper, 17 kVpp voltage level is determined to be an optimum point for the given configuration. Moreover, particles deposition on the surface of the DBD reactor is found to be a significant phenomenon, which should be considered in all plasma PM removal tests.

Imaging of the asymmetric DC discharge: visualization to adjust plasma in the novel PECVD reactor

Normal asymmetric glow dc discharge in the thermal furnace converted into the efficient PECVD system was imaged to adjust the structure of the plasma column to the two possible localizations of the process zone. The visualization revealed the possibility to use short and long discharge configurations for the plasma-enabled growth and processing of various nanostructures in the modified setup. Images of the discharge in the two localizations are presented.

E and H regimes of plasma enhanced chemical vapor deposition of diamond-like carbon film in low frequency inductively coupled plasma reactor

This paper reports on the efficient deposition of hydrogenated diamond-like carbon (DLC) film in a plasma reactor that features both the capacitively and inductively coupled operation regimes. The hydrogenated DLC films have been prepared on silicon wafers using a low-frequency (500 kHz) inductively coupled plasma (ICP) chemical vapor deposition (CVD) system. At low RF powers, the system operates as an asymmetric capacitively coupled plasma source, and the film deposition process is undertaken in the electrostatic (E) discharge regime. Above the mode transition threshold, the high-density inductively coupled plasma is produced in the electromagnetic (H) discharge regime. It has been shown that the deposition rate and hardness of the DLC film are much higher in the H-mode deposition regime. For a 2.66-Pa H-mode CH4 + Ar gas mixture discharge, the deposited DLC film exhibits a mechanical hardness of 18 GPa, Young's modulus of 170 GPa, and compressive stress of 1.3 GPa.

Catalytic activity evaluation of industrial Pd/C catalyst via gray-box dynamic modeling and simulation of hydropurification reactor

In this paper, dynamic modeling and simulation of the hydropurification reactor in a purified terephthalic acid production plant has been investigated by gray-box technique to evaluate the catalytic activity of palladium supported on carbon (0.5 wt.% Pd/C) catalyst. The reaction kinetics and catalyst deactivation trend have been modeled by employing artificial neural network (ANN). The network output has been incorporated with the reactor first principle model (FPM). The simulation results reveal that the gray-box model (FPM and ANN) is about 32 percent more accurate than FPM. The model demonstrates that the catalyst is deactivated after eleven months. Moreover, the catalyst lifetime decreases about two and half months in case of 7 percent increase of reactor feed flowrate. It is predicted that 10 percent enhancement of hydrogen flowrate promotes catalyst lifetime at the amount of one month. Additionally, the enhancement of 4-carboxybenzaldehyde concentration in the reactor feed improves CO and benzoic acid synthesis. CO is a poison to the catalyst, and benzoic acid might affect the product quality. The model can be applied into actual working plants to analyze the Pd/C catalyst efficient functioning and the catalytic reactor performance.