Programa para análise em profundidade por técnicas nucleares

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Análise de elementos leves por reacções nucleares com produção de radiação gama

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Física,especialidade de Física Nuclear,pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

A reacção nuclear 23Na(p,p’γ)23Na - optimização da Linha de PIGE do acelerador Tandem de 3 MV da UFA-ITN

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Avanços na determinação da distribuição em profundidade de elementos leves com resolução subnanométrica utilizando reações nucleares ressonantes

A utilização de reações nucleares ressonantes estreitas em baixas energias é uma ferramenta importante para a determinação de distribuições de elementos leves em filmes finos com resolução em profundidade subnanométrica. O objetivo do trabalho descrito ao longo da presente dissertação é aprimorar os métodos utilizados para a aquisição e interpretação das curvas experimentais. A obtenção das curvas experimentais consiste na detecção dos produtos das reações nucleares em função da energia das partículas incidentes, fazendo necessária variar a energia das partículas do feixe em passos discretos no intervalo desejado. Neste trabalho implementou-se um sistema automático para o controle e incremento da energia do feixe e monitoramento dos produtos das reações nucleares. Esse sistema de varredura automático de energia, além de aumentar consideravelmente a velocidade da medida, aumenta a qualidade das curvas experimentais obtidas. Para a interpretação das curvas de excitação experimentais, foi implementado um programa em linguagem de programação C, baseado na teoria estocástica, que permite simular numericamente as curvas de excitação. Para demonstrar a sua funcionalidade o método desenvolvido foi aplicado para verificar a estabilidade termodinâmica de filmes dielétricos ultrafinos depositados sobre silício, que foram posteriormente nitretados por plasma.

Estudo experimental do movimento de partículas carregadas em campos elétricos e magnéticos: seletor de velocidades

Neste trabalho é apresentado um experimento incluído no contexto de experimentos longos adotado nas disciplinas experimentais de eletricidade, magnetismo e óptica, e consiste na caracterização de um seletor de velocidades que funciona com campos elétricos e magnéticos cruzados. Utiliza-se um tubo de raios catódicos para gerar um feixe de elétrons. As placas de deflexão vertical do tubo geram o campo elétrico e um par de bobinas, com os eixos perpendiculares ao eixo do tubo, gera o campo magnético. São realizados estudos de trajetória dos elétrons com auxílio de um programa de simulação de elétrons.

Movimento de partículas carregadas em fluidos ionizados : fundamentos matemáticos da teoria de eletroforese capilar

Neste trabalho, discutimos o movimento de uma macromolécula carregada em um fluido ionizado. A interação do campo elétrico é descrita pela equação de Poisson-Boltzmann acoplada às equações governantes para a dinâmica do fluido e às equações dinâmicas da partícula. Uma formulação fraca é introduzida no caso em que o domínio ocupado pelo fluido é finito e um teorema de existência de soluções fracas, local em tempo, é estabelecido. Dois modelos são considerados: fluxos não-estacionários e estacionários. No primeiro caso, a hidrodinâmica do sistema é governada pelas equações de Navier-Stokes, considerando-se um termo forçante relacionado ao potencial elétrico; no segundo caso, uma velocidade de deslizamento, a qual depende não linearmente sobre os potenciais, é introduzida como uma condição de contorno para um problema estacionário de Stokes. O caso de um fluido ocupando uma região infinita é também discutido supondo-se uma hipótese de aproximação sobre o campo elétrico.

Estabilidade não linear de um feixe de partículas carregadas sujeito a um campo magnético focalizador

Uma análise da estabilidade não-linear de feixes com seção transversal circular considerando perturbações sem simetria axial é executada. Mostra-se que as oscilações simétricas oficialmente circulares de um feixe podem induzir oscilações não-lineares do tipo anti-simétrica(elípticas), com um conseqüente aumento do tamanho do feixe ao logo de uma direção preferencial. O mecanismo da instabilidade e sua relevância às perdas de partícula no feixe são discutidos.

Efeito túnel multidimensional em reações nucleares

Pós-graduação em Física - IFT

Estudo teórico da contribuição à dose de partículas secundárias geradas por Prótons de energias entre 100 e 200 MeV num Phantom de osso cortical

In proton therapy, the deposition of secondary particles energy originated by nuclear inelastic process (n, 2H, 3H, 3He and α) has a contribution in the total dose that deserves to be discussed. In calculations of plans implemented for routine treatment, the paid dose is calculated whereas the proton loses energy by ionization and or coulomb excitement. The contribution of inelastic processes associated with nuclear reactions is not considered. There are only estimates for pure materials or simple composition (water, for example), because of the difficulty of processing targets consisting of different materials. For this project, we use the Monte Carlo method employing the code MCNPX v2.50 (Monte Carlo N-Particle eXtended) to present results of the contribution to the total dose of secondary particles. In this work, it was implemented a cylindrical phantom composed by cortical bone, for proton beams between 100 and 200 MeV. With the results obtained, it was possible to generate graphics to analyze: the dose deposition relation with and without nuclear interaction, the multiplicity and percentage of deposited dose for each secondary particle and a radial dispersion of neutrons in the material

Estudo teórico da contribuição a dose de partículas secundárias geradas por prótons de energias entre 100-200 MeV num phantom de osso compacto

The contribution of the total dose due to deposition of secondary energy particles caused by nuclear inelastic processes (n, 2H, 3H, 3He and  ) in proton therapy is an opened problem and in discussion. In the calculations of plans implemented for routine treatment, the paid dose is calculated whereas that the proton loses energy by ionization and or coulomb excitement. The contribution of inelastic processes associated with nuclear reactions is not considered, mainly due to the difficulty of processing targets consisting of various materials. In this sense, there are only estimates for pure materials or simple composition (water, for example).This work presents the results of simulations by the Monte Carlo method employing the code MCNPX v2.50 (Monte Carlo N-Particle eXtended) of the contribution to the total dose of secondary particles. The study was implemented in a cylindrical phantom composed by compact bone, for monochromatic beams of protons between 100 and 200 MeV with pencil beam form

Estudo do fluxo de neutrino solar com o código evolutivo de Toulouse - Geneva

The study of solar neutrinos is very important to a better comprehension of the set of nuclear reactions that occurs inside the Sun and in solar type stars. The ux of neutrinos provides a better comprehension of the stellar structure as a whole. In this dissertation we study the ux of neutrinos in a solar model, addressing the neutrino oscillation, analyzing with the intention of determining and verify the distribution from a statistical point of view, since this ux depends on the particles intrinsic velocity distributions in stellar plasma. The main tool for this analysis was the Toulouse-Geneva Stellar Evolution Code, or TGEC, which allow us to obtain the neutrino ux values per reaction and per layer inside the Sun, allowing us to compare the observational results for the neutrino ux detected on experiments based on Cl37 (Homestake), Ga71 (SAGE, Gallex/GNO) and water (SNO). Our results show the nal distribution for neutrino ux as a function of the depth using the coordinates of mass and radius. The dissertation also shows that the equations for this ux are present in TGEC.

Modelagem Matemática e Computacional de fenômenos eletrocinéticos em meios porosos carregados eletricamente

In this work we present a mathematical and computational modeling of electrokinetic phenomena in electrically charged porous medium. We consider the porous medium composed of three different scales (nanoscopic, microscopic and macroscopic). On the microscopic scale the domain is composed by a porous matrix and a solid phase. The pores are filled with an aqueous phase consisting of ionic solutes fully diluted, and the solid matrix consists of electrically charged particles. Initially we present the mathematical model that governs the electrical double layer in order to quantify the electric potential, electric charge density, ion adsorption and chemical adsorption in nanoscopic scale. Then, we derive the microscopic model, where the adsorption of ions due to the electric double layer and the reactions of protonation/ deprotanaç~ao and zeta potential obtained in modeling nanoscopic arise in microscopic scale through interface conditions in the problem of Stokes and Nerst-Planck equations respectively governing the movement of the aqueous solution and transport of ions. We developed the process of upscaling the problem nano/microscopic using the homogenization technique of periodic structures by deducing the macroscopic model with their respectives cell problems for effective parameters of the macroscopic equations. Considering a clayey porous medium consisting of kaolinite clay plates distributed parallel, we rewrite the macroscopic model in a one-dimensional version. Finally, using a sequential algorithm, we discretize the macroscopic model via the finite element method, along with the interactive method of Picard for the nonlinear terms. Numerical simulations on transient regime with variable pH in one-dimensional case are obtained, aiming computational modeling of the electroremediation process of clay soils contaminated

Onde devemos analisar o reparo ósseo após a colocação de enxertos particulados em cavidades ósseas cirúrgicas

Na avaliação das propriedades de biomateriais particulados enxertados em cavidades ósseas cirúrgicas, deve-se considerar separadamente dois ambientes diferentes. Em primeiro lugar, o que ocorre diretamente na interface das partículas com o coágulo sanguíneo e o tecido de granulação, inclusive a osteogênese? Em segundo, o que ocorre nos espaços entre as partículas, distante de sua superfície: quais as reações teciduais induzidas, inclusive a osteogênese? Nesses espaços, como evoluem o coágulo sanguíneo, o tecido de granulação e a neoformação óssea? A mais preponderante das reações frente aos biomateriais particulados deve estar relacionada com o que ocorre diretamente sobre a superfície das partículas e se, ao longo do tempo, essas partículas serão ou não reabsorvidas para dar lugar ao tecido ósseo e restabelecer por completo a normalidade no local.