Dissertations / Theses on the topic 'Misure nucleari'
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La, Rovere Stefano <1976>. "Analisi di Sistemi a rete e applicazioni di Misure di Importanza." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2726/1/La_Rovere_Stefano_Tesi.pdf.
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La, Rovere Stefano <1976>. "Analisi di Sistemi a rete e applicazioni di Misure di Importanza." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2726/.
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PELUSO, EMMANUELE. "Genetic programming for symbolic regression in nuclear fusion." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2013. http://hdl.handle.net/2108/203359.
Full text
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Mariotti, Francesca <1976>. "Metrologia dei campi di radiazioni di bassa energia." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2008. http://amsdottorato.unibo.it/884/1/Tesi_Mariotti_Francesca.pdf.
Full textAbstract:
The conversion coefficients from air kerma to ICRU operational dose equivalent quantities for
ENEA’s realization of the X-radiation qualities L10-L35 of the ISO “Low Air Kerma rate” series
(L), N10-N40 of the ISO “Narrow spectrum” series (N) and H10-H60 of the ISO “High Air-kerma
rate” (H) series and two beams at 5 kV and 7.5 kV were determined by utilising X-ray spectrum
measurements.
The pulse-height spectra were measured using a planar high-purity germanium spectrometer
(HPGe) and unfolded to fluence spectra using a stripping procedure then validate with using Monte
Carlo generated data of the spectrometer response.
HPGe portable detector has a diameter of 8.5 mm and a thickness of 5 mm. The entrance window of
the crystal is collimated by a 0.5 mm thick Aluminum ring to an open diameter of 6.5 mm. The
crystal is mounted at a distance of 5 mm from the Berillium window (thickness 25.4 micron).
The Monte Carlo method (MCNP-4C) was used to calculate the efficiency, escape and Compton
curves of a planar high-purity germanium detector (HPGe) in the 5-60 keV energy. These curves
were used for the determination of photon spectra produced by the X-ray machine SEIFERT
ISOVOLT 160 kV in order to allow a precise characterization of photon beams in the low energy
range, according to the ISO 4037. The detector was modelled with the MCNP computer code and
validated with experimental data.
To verify the measuring and the stripping procedure, the first and the second half-value layers and
the air kerma rate were calculated from the counts spectra and compared with the values measured
using an a free-air ionization chamber. For each radiation quality, the spectrum was characterized
by the parameters given in ISO 4037-1. The conversion coefficients from the air kerma to the ICRU
operational quantities Hp(10), Hp(0.07), H’(0.07) and H*(10) were calculated using monoenergetic
conversion coefficients. The results are discussed with respect to ISO 4037-4, and compared with
published results for low-energy X-ray spectra.
The main motivation for this work was the lack of a treatment of the low photon energy region
(from a few keV up to about 60 keV).
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Mariotti, Francesca <1976>. "Metrologia dei campi di radiazioni di bassa energia." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2008. http://amsdottorato.unibo.it/884/.
Full textAbstract:
The conversion coefficients from air kerma to ICRU operational dose equivalent quantities for
ENEA’s realization of the X-radiation qualities L10-L35 of the ISO “Low Air Kerma rate” series
(L), N10-N40 of the ISO “Narrow spectrum” series (N) and H10-H60 of the ISO “High Air-kerma
rate” (H) series and two beams at 5 kV and 7.5 kV were determined by utilising X-ray spectrum
measurements.
The pulse-height spectra were measured using a planar high-purity germanium spectrometer
(HPGe) and unfolded to fluence spectra using a stripping procedure then validate with using Monte
Carlo generated data of the spectrometer response.
HPGe portable detector has a diameter of 8.5 mm and a thickness of 5 mm. The entrance window of
the crystal is collimated by a 0.5 mm thick Aluminum ring to an open diameter of 6.5 mm. The
crystal is mounted at a distance of 5 mm from the Berillium window (thickness 25.4 micron).
The Monte Carlo method (MCNP-4C) was used to calculate the efficiency, escape and Compton
curves of a planar high-purity germanium detector (HPGe) in the 5-60 keV energy. These curves
were used for the determination of photon spectra produced by the X-ray machine SEIFERT
ISOVOLT 160 kV in order to allow a precise characterization of photon beams in the low energy
range, according to the ISO 4037. The detector was modelled with the MCNP computer code and
validated with experimental data.
To verify the measuring and the stripping procedure, the first and the second half-value layers and
the air kerma rate were calculated from the counts spectra and compared with the values measured
using an a free-air ionization chamber. For each radiation quality, the spectrum was characterized
by the parameters given in ISO 4037-1. The conversion coefficients from the air kerma to the ICRU
operational quantities Hp(10), Hp(0.07), H’(0.07) and H*(10) were calculated using monoenergetic
conversion coefficients. The results are discussed with respect to ISO 4037-4, and compared with
published results for low-energy X-ray spectra.
The main motivation for this work was the lack of a treatment of the low photon energy region
(from a few keV up to about 60 keV).
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SALOMONI, MATTEO. "Boosting scintillation based detection." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano-Bicocca, 2019. http://hdl.handle.net/10281/241285.
Full textAbstract:
Durante il mio dottorato di ricerca ho studiato in modo approfondito I cristalli scintillanti, trovando diversi limiti legati all’emissione di luce, proprietà ottiche e stabilità chimica. Sono stati sviluppati diversi banchi di lavoro specifici per le caratterizzazioni presentate nella tesi e molto lavoro è stato dedicato alla finalizzazione dei programmi di simulazione necessari alla descrizione del sistema scintillatore-photorivelatore.
Uno studio della maggior parte degli Approcci classici, sul tema dell’ottimizzazione degli scintillatori, ha portato a confermare come si sia arrivati ad un compromesso tra prestazioni e costi, mentre per migliorare il meccanismo di scintillazione viene proposto cambio di paradigma. Questa tesi di dottorato ha esplorato l’utilizzo di strutture diffrangenti e quantum dots per superare rispettivamenti i limiti legati alla presenza di un angolo critico e alla ricombinazione classica elettrone-lacuna.
I cristalli fotonici utilizzati come reticoli di diffrazione depositati sulla superficie di lettura di scintillatori inorganici hanno mostrato risultati promettenti dal punto di vista di risoluzione energetica e temporale. I modi di diffrazione creati dalla nano-strutturazione periodica creano nuovi gradi di libertà per la luce incidente, entro I quali, con l’utilizzo di programmi di simulazione, si possono trovare soluzioni con un guadagno relativo alla configurazione classica. Un miglioramento è stato dimostrato sperimentalmente per scintillatori misurati in diverse configurazioni.
Nanocristalli sono stati invece utilizzati per migliorare lo stato dell’arte per quanto riguarda le caratteristiche temporali della rivelazione, portando a tempi di decadimento dell’ordine dei picosecondi. L’utilizzo di quatum dots ha permesso di ottimizzare I processi di ricombinazione in scintillatori semiconduttori, portando all’inibizione di canali non radiativi e ad un incremento dell’emissione di dipolo.During this Ph.D., state-of-the-art scintillating materials have been intensively studied with several constraints found regarding their light emission, optical properties, and chemical stability. Different characterization benches were developed specifically for the measurements presented in the thesis and extensive work has been dedicated to fine tune the simulations framework that describes scintillators and photo-detectors. Classical approaches were found to be already at a good trade-off between performances and costs while to really boost scintillation detection a shift in paradigm was needed, moving away from classical ray tracing concepts and scintillation mechanism. This Ph.D. work explored the use of diffraction and quantum dots to break the limit of critical angle and classical e-h recombination, respectively. \newline Photonic crystals were used as diffracting layer deposited on the read-out face of inorganic scintillators and showed promising results from the point of view the crystal's time and energy resolution. The additional modes provided by the periodical nano-structuration of the read-out face add several degrees of freedom where simulations could find new optimal solutions. An enhanced extraction of scintillation light was demonstrated in different crystal configurations.\newline Nanocrystals, on the other hand, pushed the state-of-the-art of scintillation timing properties down to the ps scale, bringing innovative ideas for future fast detectors. The use of quantum dots allowed to tune the recombination mechanism of scintillating semiconductors leading to inhibited non-radiative channels and enhance dipole emission from the emitting centers.
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Ferrucci, Barbara <1975>. "Costruzione di un Sistema Informativo Geografico Digitale per analisi ambientali." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1537/1/Ferrucci.Barbara.tesi.pdf.
Full textAbstract:
Questo lavoro ha come obiettivo l’utilizzo del Geographical Information System (GIS) per effettuare analisi di sicurezza, monitoraggio e valutazioni di impatto
ambientale. Oggi, la totalità delle operazioni GIS possono essere svolte con software open source e in questa sedi si è scelto di utilizzare il GIS GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) disponibile nei termini della
GNU public license (GPL), mostrando l’usabilità e le notevoli potenzialità di tale software, nonché la qualità dei prodotti ottenibili, mai inferiori ai prodotti e agli
strumenti messi a disposizione dai più radicati e diffusi programmi proprietari.
Nel capitolo 4, vedremo l’applicazione all’analisi delle conseguenze di ipotetici incidenti, durante le operazioni di dismissione dell’impianto di processamento
del combustibile nucleare, di Bosco Marengo (AL). Nel capitolo 5, vedremo applicazioni nel campo del monitoraggio della qualità dell’aria tramite analisi
di immagini satellitari.
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Ferrucci, Barbara <1975>. "Costruzione di un Sistema Informativo Geografico Digitale per analisi ambientali." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1537/.
Full textAbstract:
Questo lavoro ha come obiettivo l’utilizzo del Geographical Information System (GIS) per effettuare analisi di sicurezza, monitoraggio e valutazioni di impatto
ambientale. Oggi, la totalità delle operazioni GIS possono essere svolte con software open source e in questa sedi si è scelto di utilizzare il GIS GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) disponibile nei termini della
GNU public license (GPL), mostrando l’usabilità e le notevoli potenzialità di tale software, nonché la qualità dei prodotti ottenibili, mai inferiori ai prodotti e agli
strumenti messi a disposizione dai più radicati e diffusi programmi proprietari.
Nel capitolo 4, vedremo l’applicazione all’analisi delle conseguenze di ipotetici incidenti, durante le operazioni di dismissione dell’impianto di processamento
del combustibile nucleare, di Bosco Marengo (AL). Nel capitolo 5, vedremo applicazioni nel campo del monitoraggio della qualità dell’aria tramite analisi
di immagini satellitari.
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Managlia, Maria Vittoria. "Decay of the excited 16O quasi-projectile in the 16O + 12C reaction at 130 MeV." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/15776/.
Full textAbstract:
Questo lavoro di tesi è stato svolto all'interno del gruppo NUCL-EX dell'INFN. L'argomento della tesi è quello del decadimento di un nucleo eccitato 16O*, ottenuto come Quasi-Proiettile in una reazione semi-periferica 16O*+ 12C a 130 MeV di energia del fascio incidente. È stata effettuata una selezione dei dati che ha consentito di definire una reazione nella quale il nucleo incidente 16O, dopo aver interagito con il bersaglio 12C, si eccita ad energie nell'intervallo 17 - 22 MeV, mentre il bersaglio acquista energia cinetica rimanendo nello stato fondamentale oppure si eccita, ma sotto la soglia di energia utile per decadere in particelle. Sono quindi stati considerati i diversi possibili canali di decadimento dell'16O* e cioè tramite l'emissione simultanea di due 8Be nello stato fondamentale o tramite emissione di particelle alfa con formazione di un nucleo 12C eccitato.
Nel secondo canale sono stati distinti i due casi in cui il 12C* è eccitato nello stato di Hoyle (7.65 MeV) o nello stato 3- a 9.64 MeV. Per questi canali sono stati considerati, sia separatamente che congiuntamente, i casi in cui il bersaglio rimanga nello stato fondamentale o nel primo stato eccitato gamma. Sono state calcolate le probabilità di decadimento nei diversi canali e le energie di eccitazione dell'16O*, che presenta un elevato numero di livelli. I valori ottenuti sono stati confrontati con quelli presenti nei database ufficiali, trovando numerose conferme. Tuttavia, alcuni picchi nell'energia di eccitazione non corrispondono a livelli noti. Ciò può essere dovuto alle indeterminazioni sperimentali, all'interferenza fra livelli diversi o a livelli non ancora determinati sperimentalmente. I dati ottenuti saranno confrontati con programmi di decadimento statistico per poter definire accordi e/o discrepanze per individuare eventuali effetti di clustering, cioè indicazioni di struttura di livelli del 16O* formati da insiemi di 4 particelle alfa.
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Alessi, Edoardo. "Measurement and transmission of electrical and magnetic quantities in magnetic confinement fusion devices." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2009. http://hdl.handle.net/11577/3426452.
Full text
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De, Muri Michela. "Simulation, design and tests of a diagnostic calorimeter for the spider experiment." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2013. http://hdl.handle.net/11577/3423112.
Full textAbstract:
One of the most critical issues for fusion reactors, to be studied in ITER (the prototype that has to prove the feasibility of production of electric energy by fusion), is the generation of sufficient energy to the sustainment of fusion reactions as well as to the injection on the electric transmission network. As ohmic heating, produced by the current flowing in the plasma, is not sufficient for the operation in fusion conditions, it is necessary to use additional heating systems. One of these methods, to be evaluated during ITER operations, is the additional heating of the plasma by means of neutral particle beams injected into the core plasma.
At Consorzio RFX, in the research area of the C.N.R. of Padua, the design of the project PRIMA-MITICA-SPIDER (PMS) is ongoing and construction of the building has already started. The PMS project includes two experiments: MITICA is the full-size prototype of ITER injector and SPIDER, whose operations will start before MITICA, is realized with the aim of optimising the production of the negative ions composing the beam. To this scope a detailed knowledge of the parameters of the plasma inside the source and of the beam features is fundamental, obtained with diagnostic systems foreseen on SPIDER; one of them is the diagnostic calorimeter STRIKE, developed in the present PhD work.
During the thesis the requirements of the calorimeter have been defined and the design has been concluded. Verifications of some design solutions have been performed by designing and realizing dedicated prototypes. CFC, a unidirectional carbon fibre composite with a carbon matrix, is the main component of the calorimeter. Several samples of 1D CFC have been purchased from different suppliers, to characterise their thermal properties by a power laser and by high-energy particle beam tests. A prototype of the whole system has been realized, including the thermal camera, and was used in the BATMAN ion source at IPP-Garching (Germany) with the aim of evaluating the diagnostic capabilities in conditions similar to those expected in SPIDER. Non linear transient finite element thermal analyses and electrostatic simulations have been developed for the design phase as well as the test phase. Moreover, the planning of the activities for the calorimeter together with the preparation and writing of the whole documentation have been supervised.
The small and flexible NIO1 source, under development as a collaboration between Consorzio RFX and INFN-LNL, will soon be ready to study the negative ion source behaviour. Preliminary studies for the use of CFC prototypes to characterise the NIO1 beam, carried out during the PhD, are also presented.
The conclusion of this work is that STRIKE should prove a very valuable diagnostic of the SPIDER beam characteristics and should allow to assess the compliance of the SPIDER beam with the ITER requirementsUno degli aspetti più critici dei reattori a fusione, che verrà studiato in ITER (prototipo che dovrà provare la fattibilità di questa tecnica di produzione dell’energia elettrica), è la generazione di energia sufficiente sia all’autosostentamento della reazione di fusione sia all’immissione nella rete elettrica di trasmissione. Non essendo sufficiente per il funzionamento in condizioni di fusione il riscaldamento ohmico, prodotto dalla corrente che fluisce nel plasma, è necessario utilizzare delle tecniche di riscaldamento addizionali. Una delle vie che saranno valutate in ITER è l’ulteriore riscaldamento del plasma ottenuto tramite l’iniezione di un fascio di particelle neutre nel plasma centrale. Al Consorzio RFX, nell’area di ricerca del C.N.R. di Padova, si sta procedendo con l’ultimazione della progettazione e l’avvio dei lavori di costruzione del progetto PRIMA-MITICA-SPIDER, che comprende due esperimenti: MITICA è il prototipo in scala reale dell’iniettore di ITER mentre SPIDER, che sarà in esercizio prima di MITICA, è realizzato con l’obiettivo di ottimizzare il funzionamento della sorgente di ioni negativi che costituiscono il fascio. Allo scopo, è fondamentale una conoscenza accurata dei parametri del plasma internamente alla sorgente e del fascio, ottenuta tramite i vari sistemi diagnostici previsti in SPIDER, tra i quali il calorimetro diagnostico STRIKE, argomento del presente lavoro di dottorato. Durante la tesi si sono definiti i requisiti del calorimetro e se ne è concluso il progetto. Si sono verificate, progettando e realizzando appositi prototipi, alcune soluzioni costruttive. Si sono acquistati da produttori diversi alcuni prototipi di CFC 1D, elemento principale che costituisce il calorimetro, un materiale in fibra di carbonio unidirezionale su matrice di carbonio, per caratterizzarne le proprietà termiche mediante riscaldamento con laser di potenza e nell’esperimento GLADIS presso l’IPP di Garching (Germania), con fascio di particelle di alta intensità. Si è anche realizzato un prototipo del sistema completo, inclusa la telecamera termica, che è stato utilizzato nell’esperimento BATMAN presso l’IPP di Garching (Germania), con lo scopo di valutarne il funzionamento in condizioni simili a quelle di SPIDER. Sia la fase di progettazione che quella di test sono state accompagnate da simulazioni numeriche agli elementi finiti, di tipo elettrostatico e termico transitorio non lineare. Inoltre, si è seguita anche la parte di pianificazione e documentazione relativa al progetto del calorimetro. Nella collaborazione tra Consorzio RFX and INFN-LNL, si sta sviluppando un’ulteriore sorgente di ioni negativi: NIO1, che a breve entrerà in operazione. La particolarità di questa sorgente è di essere piccola e flessibile. In questa tesi saranno inoltre presentati i risultati preliminari sulla valutazione dell’utilizzo di campioni di CFC per la caratterizzazione anche del fascio di NIO1. Il lavoro di tesi si conclude pronunciandosi positivamente sulla validità dell’utilizzo di STRIKE per studiare approfonditamente le caratteristiche del fascio di SPIDER e valutarne la corrispondenza ai requisiti richiesti da ITER
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Infantino, Angelo <1985>. "Advanced aspects of radiation protection in the use of particle accelerators in the medical field." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amsdottorato.unibo.it/6807/1/INFANTINO_PHD.pdf.
Full textAbstract:
In this work, the well-known MC code FLUKA was used to simulate the GE PETrace cyclotron (16.5 MeV) installed at “S. Orsola-Malpighi” University Hospital (Bologna, IT) and routinely used in the production of positron emitting radionuclides. Simulations yielded estimates of various quantities of interest, including: the effective dose distribution around the equipment; the effective number of neutron produced per incident proton and their spectral distribution; the activation of the structure of the cyclotron and the vault walls; the activation of the ambient air, in particular the production of 41Ar, the assessment of the saturation yield of radionuclides used in nuclear medicine. The simulations were validated against experimental measurements in terms of physical and transport parameters to be used at the energy range of interest in the medical field.
The validated model was also extensively used in several practical applications uncluding the direct cyclotron production of non-standard radionuclides such as 99mTc, the production of medical radionuclides at TRIUMF (Vancouver, CA) TR13 cyclotron (13 MeV), the complete design of the new PET facility of “Sacro Cuore – Don Calabria” Hospital (Negrar, IT), including the ACSI TR19 (19 MeV) cyclotron, the dose field around the energy selection system (degrader) of a proton therapy cyclotron, the design of plug-doors for a new cyclotron facility, in which a 70 MeV cyclotron will be installed, and the partial decommissioning of a PET facility, including the replacement of a Scanditronix MC17 cyclotron with a new TR19 cyclotron.In questo lavoro, il codice Monte Carlo (MC) FLUKA è stato utilizzato per simulare il ciclotrone GE PETtrace (16.5 MeV) installato presso l’azienda ospedaliera “S. Orsola-Malpighi” (Bologna, IT), quotidianamente utilizzato per la produzione di radiofarmaci PET. Le simulazioni sono state effettuate per valutare diversi fenomeni e quantità d’interesse radiologico tra cui l’equivalente di dose ambientale nell’intorno dell’acceleratore, il numero di neutroni emessi per protone incidente e la loro distribuzione spettrale, l’attivazione dei componenti del ciclotrone e delle pareti del bunker, l’attivazione dell’aria interna al bunker ed in particolare la produzione di 41Ar, la resa a saturazione di radionuclidi d’interesse in medicina nucleare. Le simulazioni sono state validate, in termini di parametri fisici e di trasporto da utilizzare nel range energetico caratteristico delle applicazioni mediche, con una serie di misure sperimentali. Il modello MC validato è stato quindi applicato ad altri casi pratici quali lo studio di fattibilità della produzione diretta in ciclotrone di 99mTc, la produzione di radionuclidi ad uso medico con il ciclotrone TR13 (13 MeV) installato presso il centro di ricerca TRIUMF (Vancouver, CA), la progettazione completa del nuovo centro PET dell’ospedale “Sacro Cuore-Don Calabria” di Negrar (Verona, IT), incluso il ciclotrone ACSI TR19 (19 MeV), lo studio del campo di dose nell’intorno di un sistema di selezione dell’energia (degrader) di un ciclotrone per terapia, la progettazione di specifiche “porte a tappo” per un sito di produzione di radionuclidi ad uso medico, in cui verrà installato un ciclotrone da 70 MeV e sei diverse beam line, e per il parziale decommissioning di un centro PET e la sostituzione di un ciclotrone Scanditronix MC17 (17 MeV), attualmente installato, con una nuova unità TR19.
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Infantino, Angelo <1985>. "Advanced aspects of radiation protection in the use of particle accelerators in the medical field." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amsdottorato.unibo.it/6807/.
Full textAbstract:
In this work, the well-known MC code FLUKA was used to simulate the GE PETrace cyclotron (16.5 MeV) installed at “S. Orsola-Malpighi” University Hospital (Bologna, IT) and routinely used in the production of positron emitting radionuclides. Simulations yielded estimates of various quantities of interest, including: the effective dose distribution around the equipment; the effective number of neutron produced per incident proton and their spectral distribution; the activation of the structure of the cyclotron and the vault walls; the activation of the ambient air, in particular the production of 41Ar, the assessment of the saturation yield of radionuclides used in nuclear medicine. The simulations were validated against experimental measurements in terms of physical and transport parameters to be used at the energy range of interest in the medical field.
The validated model was also extensively used in several practical applications uncluding the direct cyclotron production of non-standard radionuclides such as 99mTc, the production of medical radionuclides at TRIUMF (Vancouver, CA) TR13 cyclotron (13 MeV), the complete design of the new PET facility of “Sacro Cuore – Don Calabria” Hospital (Negrar, IT), including the ACSI TR19 (19 MeV) cyclotron, the dose field around the energy selection system (degrader) of a proton therapy cyclotron, the design of plug-doors for a new cyclotron facility, in which a 70 MeV cyclotron will be installed, and the partial decommissioning of a PET facility, including the replacement of a Scanditronix MC17 cyclotron with a new TR19 cyclotron.In questo lavoro, il codice Monte Carlo (MC) FLUKA è stato utilizzato per simulare il ciclotrone GE PETtrace (16.5 MeV) installato presso l’azienda ospedaliera “S. Orsola-Malpighi” (Bologna, IT), quotidianamente utilizzato per la produzione di radiofarmaci PET. Le simulazioni sono state effettuate per valutare diversi fenomeni e quantità d’interesse radiologico tra cui l’equivalente di dose ambientale nell’intorno dell’acceleratore, il numero di neutroni emessi per protone incidente e la loro distribuzione spettrale, l’attivazione dei componenti del ciclotrone e delle pareti del bunker, l’attivazione dell’aria interna al bunker ed in particolare la produzione di 41Ar, la resa a saturazione di radionuclidi d’interesse in medicina nucleare. Le simulazioni sono state validate, in termini di parametri fisici e di trasporto da utilizzare nel range energetico caratteristico delle applicazioni mediche, con una serie di misure sperimentali. Il modello MC validato è stato quindi applicato ad altri casi pratici quali lo studio di fattibilità della produzione diretta in ciclotrone di 99mTc, la produzione di radionuclidi ad uso medico con il ciclotrone TR13 (13 MeV) installato presso il centro di ricerca TRIUMF (Vancouver, CA), la progettazione completa del nuovo centro PET dell’ospedale “Sacro Cuore-Don Calabria” di Negrar (Verona, IT), incluso il ciclotrone ACSI TR19 (19 MeV), lo studio del campo di dose nell’intorno di un sistema di selezione dell’energia (degrader) di un ciclotrone per terapia, la progettazione di specifiche “porte a tappo” per un sito di produzione di radionuclidi ad uso medico, in cui verrà installato un ciclotrone da 70 MeV e sei diverse beam line, e per il parziale decommissioning di un centro PET e la sostituzione di un ciclotrone Scanditronix MC17 (17 MeV), attualmente installato, con una nuova unità TR19.
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CAMPANELLA, Lucia. "NET ZERO ENERGY BUILDINGS: AN ITALIAN CASE STUDY. ANALYSIS OF THE ENERGY BALANCE AND RETROFIT HYPOTHESIS IN ORDER TO REACH THE NET ZERO ENERGY TARGET." Doctoral thesis, Università degli Studi di Palermo, 2014. http://hdl.handle.net/10447/90763.
Full textAbstract:
In the last years the concept of Net Zero Energy Building (NZEB) has been developing and spreading in the scientific community. The work presented in this thesis has been largely developed in the context of the International Energy Agency (IEA) joint Programme Solar Heating and Cooling (SHC) Task40 and Energy Conservation in Buildings and Community Systems (ECBCS) Annex52: Towards Net Zero Energy Solar Buildings. It is known that the energy consumption in Europe for residential and commercial buildings is around 40 % of the total production. It is then extremely important to optimize both the implementation of energy efficiency measures and the usage of renewable resources that can be harvested on site. When energy efficiency measures are successfully combined with on-site renewable energy sources, and the energy consumption is equal (or nearly) to the energy production, then the output achieved can be referred to as ―near net zero energy ―or ―net zero-energy building‖. In Chapter 2 a description of the main typologies of NZEB is carried out, revealing that the most important ones are the following: site-ZEB and source-ZEB depending on where the energy balance is calculated. After a brief description of the NZEB most common definitions and classifications many examples have been examined, analyzing their features in relation to the climate in which they are, in order to show different solutions and approaches to the problem of reaching net zero energy balances (Chapter 3). In this thesis an Italian case-study has been examined: the Leaf House (LH) located in Ancona, Italy. The Leaf House is one of the best case studies of the IEA/SHC/ECBS/Task 40 Programme, in terms of thermo-physical characteristics of the building envelope, thermal plant, building automation system and energy monitoring. In Chapter 5 the Leaf House case-study is described in detail as well as the model implemented into the TRNSYS software (Chapter 6), reproducing the energy production system, the thermal features of the building and comparing simulated with monitored data. Particular attention has to be paid to the Leaf House monitoring system, which allows the assessment of the building energy balance.A careful analysis of monitored data brings to search some improving strategies to reach the zero energy target. After the simulation of the real building systems (through the software TRNSYS-Chapter 6), several scenarios have been investigated to improve energy performances of the building. Moreover the implemented model has been properly calibrated. The study proposes a detailed analysis of the case-study in order to show the possible energy savings that an NZEB can achieve in comparison with a non-net zero energy building. The re-design options are then proposed and the results evaluated by TRNSYS are described in detail. The monitored situation shows an energy consumption of 37 MWh for the year 2009; although around 6 MWh are wasted in the monitoring equipment the energy production is lower than this value. A simple solution, to reach the NZEB status is moving towards a higher production: e.g. the substitution of the PV panels with higher efficient others. In this way the energy balance reaches ―zero‖ during the year. Nevertheless the problem can be solved otherwise, reducing the energy needs. In this direction, the Geothermal Heat Pump and its energy needs have been analyzed in detail. It has been verified that the COP of the machine is way lower than the declared 4.6 and that an effective 4.6 COP could lead to significant energy savings. The idea of reaching higher efficiencies led to the proposal of a different plant scheme with the exclusion of a heat exchanger to reduce as much as possible energy losses. While it is possible to obtain the NZEB status simply making a substitution of the PV panels, the investigation on further energy savings has been continued. Finally the Italian case study allow to identify the strategies to improve the energy performances of the a Near Net Zero Energy building to reach the NZEB target. It represents also an Italian reference for others who wish to build NZEBs in the Italian context. At last two annexes to this work are shown, the first shows objectives and activities of the Task 40 ECBS Programme while the second shows the Building description file created into TRNBUILD environment, in order to describe the Leaf House building envelope features.
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Mucciola, Riccardo. "Misura della sezione d'urto delle reazioni nucleari 155,157Gd(n,g) e loro impatto sulle tecnologie nucleari." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14079/.
Full textAbstract:
In questo lavoro di tesi sono presentati i primi risultati delle misure delle sezioni d'urto di cattura neutronica degli isotopi dispari del gadolinio 155Gd e 157Gd e le loro incertezze ottenute presso la facility n_ToF del CERN.
Queste misurazioni sono state effettuate nel range di energie compreso tra l'energia termica e il MeV.
Nella prima parte di questo elaborato verranno esposte le motivazioni scientifiche e tecnologiche alla base di tale esperimento, le cui applicazioni spaziano dall'ambito energetico a quello medico-sanitario.
Verranno successivamente descritte la struttura e il funzionamento della facility di ricerca e le tecniche sperimentali ivi utilizzate, con particolare interesse sui nuovi rivelatori che utilizzano come liquido scintillatore il benzene deuterato.
Verranno infine esposti i dati sperimentali ottenuti, a partire dalla calibrazione energetica di tali rivelatori fino alla stima del segnale di fondo, dato di fondamentale importanza al fine di poter diminuire l'incertezza sulla misura della sezione d'urto.
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Bucherini, Filippo. "La misura del tempo di volo dei frammenti nucleari nell'esperimento FOOT." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/17771/.
Full textAbstract:
L'esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) ha l'obiettivo di migliorare la conoscenza dei fenomeni nucleari che avvengono nell'interazione fascio-paziente durante le cure di adroterapia, misurando le sezioni d'urto differenziali di produzione di tutti i frammenti nucleari. Per poter effettuare queste misure è necessario identificare il tipo di frammento prodotto determinandone la sua carica (o numero atomico) e la sua massa (o numero di massa). Il numero di massa del frammento è ricavato attraverso la minimizzazione di una funzione di χ2 di un fit cinematico delle quantità ricostruite impulso, energia cinetica e tempo di volo. La precisione raggiunta per la determinazione della carica e della massa è rispettivamente intorno al 2% e al 4%. Uno studio sistematico ha evidenziato che migliorare la risoluzione dell'impulso o dell'energia cinetica non comporta un sostanziale miglioramento sulla determinazione del numero di massa: al contrario un miglioramento sul tempo di volo si riflette direttamente su una maggior precisione del numero di massa. A tale scopo è stato allestito un apparato in laboratorio costituito da una torre di tre scintillatori per la misura del tempo di volo dei raggi cosmici che li attraversavano. L'apparato ha permesso di identificare dei metodi che possono essere usati nell'analisi dei segnali per rendere la misura sul tempo di volo più precisa. In particolare sono stati affrontati problemi quali la sincronizzazione di segnali che presentavano fluttuazioni temporali (jitter) dovuti al rumore elettronico e di segnali di ampiezza diversa (time walk): l'analisi dei dati ha permesso di migliorare sensibilmente la misura del tempo di volo effettuata in laboratorio e potrebbe essere applicata anche all'esperimento FOOT. Un miglioramento sulla sola risoluzione temporale, dagli attuali 70 ps ai 50 ps, permetterebbe un miglioramento della precisione del numero di massa, dal 4% al 3%, con una conseguente riduzione delle identificazioni isotopiche errate.
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Vannucchi, Noemi. "Studio di identificazione di frammenti nucleari nell'ambito dell'esperimento FOOT." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/21561/.
Full textAbstract:
L’esperimento FOOT è un progetto di fisica nucleare approvato nel 2017 con l’obiettivo di misurare le sezioni d’urto relative a processi di frammentazione nucleare tra un fascio di protoni o ioni e un bersaglio, in un intervallo di energia tipico dell’adroterapia e della radioprotezione spaziale. Ad oggi il progetto conta 101 membri appartenenti a 10 diverse sezioni INFN e coinvolge numerosi laboratori e università italiane e internazionali. Al fine di misurare queste sezioni d’urto, risulta fondamentale identificare univocamente i frammenti nucleari prodotti. In questa tesi è stato effettuato uno studio sull’identificazione dei frammenti prodotti in seguito all’urto tra un fascio di 16O, avente energia cinetica pari a 200 MeV/u, e un bersaglio fisso di polietilene (C2H4). L’analisi è
stata effettuata sui dati simulati dal programma FLUKA, includendo le risoluzione sperimentali di tutti i sottorivelatori ottenute da test effettuati su fascio. In primo luogo, considerando gli 8 frammenti maggiormente prodotti (1H, 4He, 7Li, 9Be, 11B, 12C, 14N, 16O), è stato effettuato uno studio sulla ricostruzione
della carica z ottenendo una risoluzione percentuale tra il 5% per 1H e il 2% per 16O. In secondo luogo, è stata realizzata una ricostruzione del numero di massa A attraverso metodi diretti e con l’uso di un metodo di fit basato sulla minimizzazione di una funzione di χ2. La migliore risoluzione percentuale di A è risultata del 3% per i frammenti pesanti e del 4% per quelli leggeri. E` stata dimostrata la capacità dell’esperimento nel fornire l’identificazione dei frammenti prodotti, primo passo per la misura delle sezioni d’urto di interesse.
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Boschi, Alex. "Misura di reazioni di fusione-evaporazione 16O + 12C. Risultati preliminari." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/9131/.
Full textAbstract:
Questo lavoro di tesi è stato svolto nell'ambito del gruppo Nucl-ex di Bologna dell'INFN. L'esperimento specifico si inquadra nello studio di collisioni di nuclei con numero di neutroni N uguale al numero di protoni Z (nuclei pari-pari). In particolare si vuol analizzare una reazione centrale, cioè a piccoli parametri d'impatto, nella quale i nuclei del proiettile e del bersaglio fondono assieme formando un sistema unico eccitato (nucleo composto) che successivamente decade. Nel caso della misura descritta sono stati utilizzati un fascio di 16O ed un bersaglio di 12C ed il sistema fuso che si forma è 28Si.
Per rivelare le particelle provenienti dal decadimento è stato impiegato l'apparato G.AR.F.I.E.L.D. (General Array for Fragment Identification and Emitted Light particles in Dissipative collisions) accoppiato al rivelatore denominato Ring Counter (RCo).
La misura è stata realizzata presso i Laboratori Nazionali dell'INFN di Legnaro (Pd) in collaborazione tra le Università e le sezioni INFN di Bologna, Firenze, Napoli e Padova. Il fascio è stato accelerato mediante l'acceleratore elettrostatico Tandem XTU, mentre il bersaglio era fisso nel sistema di riferimento del laboratorio. La misura di collisione è stata realizzata per tre diverse energie cinetiche del fascio: 90.5 MeV, 110 MeV e 130 MeV.
Il lavoro è consistito principalmente nella partecipazione a diverse fasi della misura, tra cui preparazione, presa dati ed alcune calibrazioni energetiche dei rivelatori, fino ad ottenere risultati preliminari sulle distribuzioni di frequenza dei frammenti rivelati, sulle molteplicità e sulle distribuzioni angolari di particelle leggere.
L'analisi preliminare effettuata ha mostrato che il valore medio di carica del residuo di evaporazione {Definito come il frammento che rimane nello stato fondamentale alla fine della catena di decadimento.} diminuisce all'aumentare dell'energia a disposizione. In modo consistente aumenta, all'aumentare dell'energia, la molteplicità media delle delle particelle leggere.
Le distribuzioni angolari di particelle leggere mostrano andamenti molto simili fra le diverse energie, ma poco compatibili con il fatto che, all'aumentare dell'energia del fascio, diminuisce il cono di emissione di particelle di decadimento, in quanto aumenta la velocità del sistema fuso.
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Nishi, C. C. [UNESP]. "Mistura de sabor e violação de CP." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2007. http://hdl.handle.net/11449/138362.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2016-05-17T16:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0
Previous issue date: 2007-03-30. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:21Z : No. of bitstreams: 1
000855449.pdf: 4043234 bytes, checksum: 764d71e0d48fbcfce543c2becab2c918 (MD5)Esta tese visa ao estudo das propriedades de violação de CP e mistura de sabor no Modelo Padrão (MP) e em extensões do mesmo. Estudaremos a conexão entre os dois fenômenos e a relação com os espaços formados pela replicação de multipletos de gauge, os quais chamaremos de espaços horizontais, presentes nos modelos. A presença de tais espaços em teorias de gauge é condição necessária para o aparecimento de mistura de sabor ao nível lagrangiano. Esta pode introduzir novas fontes de violação de CP, como no mecanismo de violação espontânea de CP (VECP), bem como, às vezes, dificultar a análise das propriedades de CP da teoria devido à liberdade de rotação nesses espaços (transformações horizontais). A relação entre replicação de multipletos escalares e violação de CP é investigada em extensões do MP com N dubletos de Higgs. No potencial escalar desses modelos as condições necessárias e suficientes para a violação explícita e espontânea de CP são estudadas e invariantes ímpares por CP, como invariante de Jarlskog no MP, são encontrados. Nessa mesma classe de modelos, o mecanismo de violação espontânea de CP é ilustrado nos modelos com dois e três dubletos, conjuntamente com as restrições impostas pela necessidade de supressão das correntes neutras que trocam sabor. A violação soft de CP é ilustrada em um modelo baseado no grupo de gauge eletrofraco SU(3)L x U(1)N e mostrado que pode acomodar a fenomenologia de violação de CP no sistema dos káons neutros mesmo quando o mecanismo CKM é desligado e toda a assimetria CP é proveniente da troca de férmions exóticos. O fenômeno de mistura de sabor é investigado no âmbito da oscilação de neutrinos, sob o ponto de vista de campos clássicos relativísticos, que incluem aspectos de localização, a fim de procurar por novos efeitos e desvios...
he aim of this thesis is the study of the properties of CP violation and flavor mixing in the Standard Model (SM) and in some of its extensions. We study the connection between both phenomena and their relation with the space formed by the replication of gauge multiplets, which will be called horizontal spaces, present in the models. The presence of such spaces in gauge theories is a necessary condition for the appearance of flavor mixing at the Lagrangian level. These identical multiplets can introduce new sources of CP violation, as in the mechanism of spontaneous CP violation (SCPV), and, sometimes, make difficult the analysis of the CP properties of the theory, due to the freedom to rotate the basis of such spaces. The relation between the replication of scalar multiplets and CP violation is investigated in extensions of the SM with N-Higgs-doublets. In the scalar potential of these models the necessary and sufficient conditions for explicit and spontaneous CP violation are studied and CP odd invariants, like the Jarlskog invariant in the SM, are found. In these class of models, the SCPV mechanism is illustrated in the 2-Higgs- and 3-Higgs-doublet models, and the restrictions imposed by the suppression of flavor changing neutral currents are also exposed. The soft CP violation is illustrated in a model based in the gauge group SU(3)L x U(1)N nd it is shown that it can accommodate the phenomenology of the CP violation of the neutral kaons system even when the CKM mechanism is switched off and all CP violation effects are mediated by exotic fermions. The flavor mixing phenomenon is investigated through neutrino flavor oscillations from the perspective of classical relativistic field theories taking localization aspects intoaccount to search for new effects and observable deviations from the usual oscillation formulas...
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Nishi, Celso Chikahiro. "Mistura de sabor e violação de CP /." São Paulo, 2007. http://hdl.handle.net/11449/138362.
Full textAbstract:
Orientador: Juan Carlos Montero garciaBanca: Alex Gomes Dias
Banca: Hiroshi Nunokawa
Banca: Marcelo Moraes Guzzo
Banca: Orlando Luis Goulart Peres
Resumo: Esta tese visa ao estudo das propriedades de violação de CP e mistura de sabor no Modelo Padrão (MP) e em extensões do mesmo. Estudaremos a conexão entre os dois fenômenos e a relação com os espaços formados pela replicação de multipletos de gauge, os quais chamaremos de espaços horizontais, presentes nos modelos. A presença de tais espaços em teorias de gauge é condição necessária para o aparecimento de mistura de sabor ao nível lagrangiano. Esta pode introduzir novas fontes de violação de CP, como no mecanismo de violação espontânea de CP (VECP), bem como, às vezes, dificultar a análise das propriedades de CP da teoria devido à liberdade de "rotação" nesses espaços (transformações horizontais). A relação entre replicação de multipletos escalares e violação de CP é investigada em extensões do MP com N dubletos de Higgs. No potencial escalar desses modelos as condições necessárias e suficientes para a violação explícita e espontânea de CP são estudadas e invariantes ímpares por CP, como invariante de Jarlskog no MP, são encontrados. Nessa mesma classe de modelos, o mecanismo de violação espontânea de CP é ilustrado nos modelos com dois e três dubletos, conjuntamente com as restrições impostas pela necessidade de supressão das correntes neutras que trocam sabor. A violação soft de CP é ilustrada em um modelo baseado no grupo de gauge eletrofraco SU(3)L x U(1)N e mostrado que pode acomodar a fenomenologia de violação de CP no sistema dos káons neutros mesmo quando o mecanismo CKM é desligado e toda a assimetria CP é proveniente da troca de férmions exóticos. O fenômeno de mistura de sabor é investigado no âmbito da oscilação de neutrinos, sob o ponto de vista de campos clássicos relativísticos, que incluem aspectos de localização, a fim de procurar por novos efeitos e desvios...
Abstract: he aim of this thesis is the study of the properties of CP violation and flavor mixing in the Standard Model (SM) and in some of its extensions. We study the connection between both phenomena and their relation with the space formed by the replication of gauge multiplets, which will be called horizontal spaces, present in the models. The presence of such spaces in gauge theories is a necessary condition for the appearance of flavor mixing at the Lagrangian level. These identical multiplets can introduce new sources of CP violation, as in the mechanism of spontaneous CP violation (SCPV), and, sometimes, make difficult the analysis of the CP properties of the theory, due to the freedom to "rotate" the basis of such spaces. The relation between the replication of scalar multiplets and CP violation is investigated in extensions of the SM with N-Higgs-doublets. In the scalar potential of these models the necessary and sufficient conditions for explicit and spontaneous CP violation are studied and CP odd invariants, like the Jarlskog invariant in the SM, are found. In these class of models, the SCPV mechanism is illustrated in the 2-Higgs- and 3-Higgs-doublet models, and the restrictions imposed by the suppression of flavor changing neutral currents are also exposed. The soft CP violation is illustrated in a model based in the gauge group SU(3)L x U(1)N nd it is shown that it can accommodate the phenomenology of the CP violation of the neutral kaons system even when the CKM mechanism is switched off and all CP violation effects are mediated by exotic fermions. The flavor mixing phenomenon is investigated through neutrino flavor oscillations from the perspective of classical relativistic field theories taking localization aspects intoaccount to search for new effects and observable deviations from the usual oscillation formulas...
Doutor
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Guardi, Giorgia. "Studi di fattibilità di misure di radioprotezione per le missioni umane nello spazio profondo con l'esperimento FOOT." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/17796/.
Full textAbstract:
L'esperimento FOOT nasce con l'obiettivo di misurare la sezione d'urto differenziale per processi di frammentazione nucleare, al fine di descrivere con precisione l'interazione tra i fasci di ioni impiegati in adroterapia e i tessuti del paziente. La grande versatilità dell’esperimento permette di effettuare le stesse misure ad energie maggiori, in modo che le sezioni d’urto calcolate possano essere impiegate in studi di radioprotezione nello spazio. Queste misure sono di grande importanza per la progettazione delle future missioni umane nello spazio profondo.
In questa tesi è stato svolto uno studio di fattibilità per misure di radioprotezione, con l'obiettivo di comprendere come modificare l'apparato sperimentale di FOOT al fine di mantenere una precisione simile a quella raggiunta per misure di adroterapia. Per valutare le prestazioni dell’apparato è stata simulata con il codice FLUKA la frammentazione di un fascio di ossigeno a 700MeV/u, picco massimo della radiazione cosmica di fondo nello spazio profondo, su un bersaglio di polietilene. Le grandezze prodotte sono state alterate per tenere conto delle risoluzioni dei rivelatori, ricavate da precedenti test beam. Si sono poi analizzate le distribuzioni delle due grandezze necessarie all'identificazione univoca dei frammenti: il numero atomico Z e il numero di massa A. I risultati ottenuti sono stati confrontati con quelli ricavati per un fascio incidente a 200MeV/u, energia tipicamente utilizzata in adroterapia.
I risultati di questa analisi mostrano che il setup sperimentale di FOOT per misure di radioprotezione permette di mantenere una precisione nell'dentificazione dei frammenti pesanti confrontabile con quella che caratterizza il regime di adroterapia, con una risoluzione attorno al 3.5% per il valore di A e compresa tra il 2% (ossigeno) e il 3.7% (litio) per Z. La precisione raggiunta consente l'identificazione isotopica dei frammenti, necessaria per le misure di sezione d'urto differenziale.
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Schlindwein, Angela Regina. "Ebulição nucleada em piscina de uma mistura binária não-azeotrópica." Florianópolis, SC, 2006. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/89328.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.Made available in DSpace on 2012-10-22T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228300.pdf: 1596249 bytes, checksum: ccd490abf00220434568a191612fae87 (MD5)
As misturas não-azeotrópicas de dois fluidos vêm sendo empregadas com relativo sucesso em várias aplicações da área de refrigeração, em particular na substituição dos cloro-fluor-carbonos (CFCs), podendo ser empregadas como fluidos refrigerantes em evaporadores, em uma faixa ampla de condições de operação, em função da concentração mássica. Os fluidos dielétricos, por sua vez, são de interesse no resfriamento de componentes eletrônicos, tanto em aplicações terrestres quanto espaciais.
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Colocci, Manuel <1987>. "Misura di precisione della differenza di massa fra nuclei e anti-nuclei leggeri con l'esperimento ALICE a LHC." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amsdottorato.unibo.it/7262/1/colocci_manuel_tesi.pdf.
Full textAbstract:
Con questo lavoro è stata effettuata una misura della differenza $\Delta \mu = \Delta (m / |z|)$ fra il rapporto massa su carica del deutone (d) e dell'anti-deutone (${\rm \overline{d}}$), e del nucleo di ${\rm ^{3}He}$ e di anti-${\rm ^{3}He}$ con l'esperimento ALICE ad LHC in collisioni Pb--Pb a un'energia nel centro di massa per coppia di nucleoni $\sqrt{s_{\rm NN}}=2.76~{\rm TeV}$. Le misure sono pari a ${\Delta \mu}_{\rm{d\bar{d}}}/{\mu}_{\rm{d}} = [0.9 \pm 0.5 (\rm{stat.}) \pm 1.4 (\rm{syst.})] \times 10^{-4}$ e ${\Delta \mu}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\mu}_{\rm{^{3}He}} = [-1.2 \pm 0.9 (\rm{stat.}) \pm 1.0 (\rm{syst.})] \times 10^{-3}$. Combinando questi risultati con le misure esistenti delle masse dei (anti-)nucleoni, sono state estratte le corrispondenti differenze di energia di legame ${\Delta \varepsilon}_{\rm{d\bar{d}}}/{\varepsilon}_{\rm{d}} = -0.04 \pm 0.05(\rm{stat.}) \pm 0.12(\rm{syst.})$ e ${\Delta \varepsilon}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\varepsilon}_{\rm{^{3}He}} = 0.24 \pm 0.16(\rm{stat.}) \pm 0.18(\rm{syst.})$. I risultati verificano, con una precisione senza precedenti, l'invarianza CPT nel settore dei nuclei leggeri.With this work a measurement of the difference $\Delta \mu = \Delta (m / |z|)$ between the mass-over-charge ratio of deuteron (d) and anti-deuteron (${\rm \overline{d}}$), and ${\rm ^{3}He}$ and ${\rm ^{3}\overline{He}}$ nuclei, carried out with the ALICE experiment in Pb--Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair $\sqrt{s_{\rm NN}}=~2.76~\rm{TeV}$ has been performed. The measurement yields ${\Delta \mu}_{\rm{d\bar{d}}}/{\mu}_{\rm{d}} = [0.9 \pm 0.5 (\rm{stat.}) \pm 1.4 (\rm{syst.})] \times 10^{-4}$ and ${\Delta \mu}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\mu}_{\rm{^{3}He}} = [-1.2 \pm 0.9 (\rm{stat.}) \pm 1.0 (\rm{syst.})] \times 10^{-3}$. Combining these results with existing measurements of the masses of the (anti-)nucleons, the relative binding energy differences are extracted, ${\Delta \varepsilon}_{\rm{d\bar{d}}}/{\varepsilon}_{\rm{d}} = -0.04 \pm 0.05(\rm{stat.}) \pm 0.12(\rm{syst.})$ and ${\Delta \varepsilon}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\varepsilon}_{\rm{^{3}He}} = 0.24 \pm 0.16(\rm{stat.}) \pm 0.18(\rm{syst.})$. These results test, to an unprecedented precision, the CPT invariance in the sector of light nuclei.
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Colocci, Manuel <1987>. "Misura di precisione della differenza di massa fra nuclei e anti-nuclei leggeri con l'esperimento ALICE a LHC." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amsdottorato.unibo.it/7262/.
Full textAbstract:
Con questo lavoro è stata effettuata una misura della differenza $\Delta \mu = \Delta (m / |z|)$ fra il rapporto massa su carica del deutone (d) e dell'anti-deutone (${\rm \overline{d}}$), e del nucleo di ${\rm ^{3}He}$ e di anti-${\rm ^{3}He}$ con l'esperimento ALICE ad LHC in collisioni Pb--Pb a un'energia nel centro di massa per coppia di nucleoni $\sqrt{s_{\rm NN}}=2.76~{\rm TeV}$. Le misure sono pari a ${\Delta \mu}_{\rm{d\bar{d}}}/{\mu}_{\rm{d}} = [0.9 \pm 0.5 (\rm{stat.}) \pm 1.4 (\rm{syst.})] \times 10^{-4}$ e ${\Delta \mu}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\mu}_{\rm{^{3}He}} = [-1.2 \pm 0.9 (\rm{stat.}) \pm 1.0 (\rm{syst.})] \times 10^{-3}$. Combinando questi risultati con le misure esistenti delle masse dei (anti-)nucleoni, sono state estratte le corrispondenti differenze di energia di legame ${\Delta \varepsilon}_{\rm{d\bar{d}}}/{\varepsilon}_{\rm{d}} = -0.04 \pm 0.05(\rm{stat.}) \pm 0.12(\rm{syst.})$ e ${\Delta \varepsilon}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\varepsilon}_{\rm{^{3}He}} = 0.24 \pm 0.16(\rm{stat.}) \pm 0.18(\rm{syst.})$. I risultati verificano, con una precisione senza precedenti, l'invarianza CPT nel settore dei nuclei leggeri.With this work a measurement of the difference $\Delta \mu = \Delta (m / |z|)$ between the mass-over-charge ratio of deuteron (d) and anti-deuteron (${\rm \overline{d}}$), and ${\rm ^{3}He}$ and ${\rm ^{3}\overline{He}}$ nuclei, carried out with the ALICE experiment in Pb--Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair $\sqrt{s_{\rm NN}}=~2.76~\rm{TeV}$ has been performed. The measurement yields ${\Delta \mu}_{\rm{d\bar{d}}}/{\mu}_{\rm{d}} = [0.9 \pm 0.5 (\rm{stat.}) \pm 1.4 (\rm{syst.})] \times 10^{-4}$ and ${\Delta \mu}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\mu}_{\rm{^{3}He}} = [-1.2 \pm 0.9 (\rm{stat.}) \pm 1.0 (\rm{syst.})] \times 10^{-3}$. Combining these results with existing measurements of the masses of the (anti-)nucleons, the relative binding energy differences are extracted, ${\Delta \varepsilon}_{\rm{d\bar{d}}}/{\varepsilon}_{\rm{d}} = -0.04 \pm 0.05(\rm{stat.}) \pm 0.12(\rm{syst.})$ and ${\Delta \varepsilon}_{\rm{^{3}He ^{3}\overline{He}}}/{\varepsilon}_{\rm{^{3}He}} = 0.24 \pm 0.16(\rm{stat.}) \pm 0.18(\rm{syst.})$. These results test, to an unprecedented precision, the CPT invariance in the sector of light nuclei.
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Kliewer, Marcus. "Método de Espectroscopia de Mistura de Níveis para Medida de Momentos de Quadrupolo Nucleares." Universidade de São Paulo, 1999. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43131/tde-16022011-194341/.
Full textAbstract:
Momentos de quadrupólo elétricos de estados isoméricos nucleares com vidas médias entre 10 nanosegundos e 100 milisegundos podem ser medidos com o método Espectroscopia de Mistura de Níveis (Level Mixing Spectroscopy- LEMS), utilizando campos magnéticos variáveis aplicados em núcleos implantados em materiais hospedeiros que possuam gradientes de campo elétrico. O Campo magnético externo pode ser substituido pelo campo hiperfino de materiais ferromagnéticos e sua variação poderia ser controlada variando a temperatura. O objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade desta substituição. Implementamos o método LEMS no Laboratório Pelletron usando como caso teste o estado isomérico de 398 KeV do 69Ge que possui todas as suas propriedades nucleares conhecidas (meia vida, spin, momento magnético, momento de quadrupolo elétrico). Ele foi produzido pela reação 56Fe(16O, 2pn)69Ge com o feixe de 16O à 53 MeV (LAB) de energia, e depois implantado em Gadolínio que é ferromagnético abaixo de Tc = 289K. Medimos a anisotropia da radiação gama emitida por esse núcleo em função da temperatura. A comparação entre as medidas da anisotropia em função da temperatura, com medidas da anisotropia em função do campo magnético externo, feita pelo grupo de Leuven/Bélgica, nos levou a duas interpretações possíveis. Na primeira, supondo a interação elétrica constante e independente da temperatura, obtemos um campo magnético hiperfino anômalo para o Gd. Na segunda análise, obtivemos o campo hiperfino variando linearmente com a magnetização, admitindo gradientes de campo elétrico dependentes da temperatura. Medidas futuras usando monocristal de Gd poderão resolver esta ambiguidade, bem como medidas TDPAD (Time Diferencial Perturbed Angular Distribuition) em função da temperatura, na qual se mede diretamente o campo hiperfino.The Level Mixing Spectroscopy method allows to measure the eletric quadrupole moments of high spin isomeric nuclear states (10ns < t < 100ms) produced in nuclear reactions. The magnetic interaction is usualy created by an intense external magnetic field. The eletric quadrupole interaction can be created by recoi-implantation of the nuclei in non-cub crystals, used as hosts. The external magnetic field can then be replaced by the hiperfine fields of ferromagnetic materials, controling its intensity by temperature variation. The purpose of the research performed for this work is to verify the viability of this replacement. We adapt the LEMS method to be used in the Pelletron Laboratory. We choose the isomeric state at 398 KeV exitation energy in the 69Ge nucleus as a test case, because it has all nuclear properties well known (half-life, spin, magnetic moment, eletric quadrupole moment). It was produced by the 56Fe(16O, 2pn)69Ge reaction, with a 16O beam at 53 MeV, and implanted and stopped in a Gadolinium host, which is a ferromagnet from low temperatures up to Tc=289 K. We measure the anisotropy of the emitted gama ray as a function of the temperature of the host. The comparison of this measurement with another of the anisotropy as a function of an external magnetic field strength, done by the Leuven/Belgium group, show us two possibilities. In the first, we suppose that the eletric interaction is cosntant and independent of temprature and we obtain an anomalous magnetic hyperfine field for Gd. In the second one, we obtain a hyperfine field that follows the magnetization if we assume eletric field gradientes that are temperature dependent. New measurements by using Gd monocrystal and the TDPAD (Time Diferencial Perturbed Angular Distribution) method may solve this ambiguity.
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VERDENELLI, LORENZO. "Innovative 3D-printed gamma-camera collimators for medical imaging." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2022. http://hdl.handle.net/11566/295563.
Full textAbstract:
In medicina nucleare, la gamma-camera è uno dei dispositivi di imaging più utilizzati per l'imaging dei radionuclidi. Le gamma-camere sono il cuore di molti dispositivi utilizzati in medicina nucleare che vanno dal sistema scintigrafico al sistema SPECT (Tomografia computerizzata a emissione di singolo fotone). Lo scopo principale di una gamma-camera è fornire al medico informazioni utili in termini di risoluzione spaziale e sensibilità per l’organo sotto indagine. Quindi, partendo da studi precedenti in cui sono state applicate le tecnologie AM (Additive manufacturing) per la realizzazione di collimatori, si è proceduto fornendo un nuovo concetto di collimatore a fori paralleli con forma del foro ottimizzata e con una strategia di fabbricazione completamente innovativa stampando il negativo del collimatore tradizionale. Con "geometria negativa" si intende estrudere i fori, solitamente vuoti, e riempire poi lo spazio tra questi fori con una polvere metallica ad alta densità (es. tungsteno). Applicando questo concetto, abbiamo scoperto di essere in grado di fornire un prodotto completamente personalizzabile e a basso costo utilizzando le tradizionali tecnologie di stampa FDM (modellazione a deposizione fusa) e SLS (sinterizzazione laser selettiva). Sono state stampate in 3D due diverse geometrie, per un totale di sei campioni. Questi campioni sono stati poi riempiti a mano con polvere di tungsteno e sono stati scansionati, mediante scanner CT, al fine di valutare come la polvere fosse dispersa tra i setti. A bordo della stampante FDM è stato anche montato un sistema di imaging utilizzato per acquisire il processo di stampa ed è stato utilizzato per acquisire un'immagine di ogni singolo strato stampato illuminato da tre illuminatori a linea laser, che lavorano nella gamma di 630 nm (illuminatori rossi). Gli illuminatori laser sono stati posizionati per fornire le condizioni di illuminazione migliori e costanti sullo strato sottoposto ad imaging. Le immagini sono state post-elaborate e utilizzate per ricreare un modello 3D della parte stampata da utilizzare poi nel software di simulazione GATE. È stata condotta un'analisi numerica, basata sul toolkit GATE Monte Carlo, per simulare i collimatori di riferimento e concetti innovativi. Le simulazioni sono state effettuate utilizzando diversi radioisotopi (Tc99, Lu177, In111 e Ga67) e materiali (Tungsteno, PLA e PA2200). Sperimentalmente, il campione è stato testato principalmente con la sorgente Tc99m, per confermare la validità dell'idea proposta. I risultati dell'analisi numerica mostrano un comportamento simile per quanto riguarda la risoluzione spaziale con i rispettivi collimatori di riferimento, mentre per la sensibilità si riporta una riduzione che va dal 45% fino all'80% delle entries. Ciò è dovuto principalmente al pixel estruso, realizzato in PLA o PA2200, avente densità maggiore (~1,24 g/cc per PLA e ~0,95 g/cc per PA2200) rispetto all'aria (~0,0012 g/cc) . Anche il modello ricostruito in 3D utilizzando il sistema di imaging è stato valutato numericamente. Dimostrando che gli errori del processo additivo, come non linearità e non parallelismo tra i fori estrusi, possono avere un effetto peggiorativo sulle prestazioni del sistema. Per applicazioni future sono necessarie ulteriori implementazioni, specialmente per quanto riguarda la procedura di riempimento che deve essere migliorata per raggiungere una maggiore percentuale di polvere depositata.In nuclear medicine, the gamma-camera is one of the most used imaging devices for radionuclide imaging. Gamma-cameras are the key point of many devices used in nuclear medicine ranging from the scintigraphic system to SPECT (Single photon emission computed tomography) system. The main aim of a gamma-camera is to provide to the physician useful information in terms of spatial resolution and sensitivity of the organ under investigation. So, starting from previous studies where the AM (Additive manufacturing) technologies have been applied for the realization of collimators, we proceeded providing a novel concept of a parallel hole collimator with optimized hole shape and with a completely novel fabrication strategy printing the negative of the traditional collimator. With "negative geometry" we mean extruding the holes, usually empty, and filling then the space between these holes with a high dense metal powder (eg. Tungsten). Applying this concept, we found to be able to provide a fully customizable and low-cost product using traditional FDM (Fused deposition modeling) and SLS (Selective laser sintering) printing technologies. Two different geometries, for a total of six samples, have been 3D printed. These samples have been then filled by hand-filling process with tungsten powder and have been scanned, using CT scanner, in order to evaluate how the powder is dispersed between the septa. An imaging system used to acquire the printing process has been also mounted on-board of the FDM printer and it has been used to acquire a picture of each printed layer while being illuminated by three laser-line illuminators working in the 630 nm range (red illuminators). Laser illuminators have been placed to provide the best and constant illumination conditions on the imaged layer. Images have been post-processed and used to recreate a 3D model of the printed part to be then used in the simulation software GATE. A numerical analysis, based on GATE Monte Carlo toolkit, has been conducted to simulate the reference and the innovative concepts collimators. The simulations have been done using different radio-isotopes (Tc99, Lu177, In111 and Ga67) and materials (Tungsten, PLA and PA2200). Experimentally, the sample have been proved, mostly with the Tc99m source, to confirm the validity of the proposed idea. Results of the numerical analysis show a similar behavior for what concern the spatial resolution with the respective reference collimators, while for the sensitivity a reduction that range from 45% up to 80% of entries is reported. This is due mainly to the extruded pixel, made of PLA or PA2200, having higher density (~1.24 g/cc for PLA and ~0,95 g/cc for PA2200) with respect to air (~0,0012 g/cc). The 3D reconstructed model using the imaging system has been numerically evaluated as well. Demonstrating that the additive process errors, such as non-linearity and non-parallelism between the extruded holes, can have a worsening effect on the system performance. For future application further implementations are needed, especially for what concern the filling procedure that must be improved in order to reach an higher percentage of filled powder.
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FAGGIN, MATTIA. "Misura di elettroni da decadimenti di adroni pesanti e produzione di barioni pesanti con l'esperimento ALICE a LHC." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2021. http://hdl.handle.net/11577/3443915.
Full textAbstract:
The ALICE experiment at the LHC at CERN is devoted to the study of collisions of heavy nuclei accelerated at ultra-relativistic energies. These collisions are employed to reproduce in laboratory the quark-gluon plasma (QGP), a deconfined state of the strongly-interacting matter. %characterised by the quark and gluon degrees of freedom.
The existence of this state is predicted by the QCD theory under extreme conditions of energy-density and temperature. The QGP is supposed to constitute the early universe in the first $\sim 10$ $\mj$s after the Big Bang. Charm and beauty quarks are unique probes for investigating the QGP. Given a mass of the GeV order, they are produced in the hard-scattering processes in the early stages of the nucleus-nucleus collision, experiencing the full evolution of the system. Charm and beauty quarks lose energy by interacting with the plasma constituents. These phenomena can be studied by measuring the heavy-flavour hadron production and exploited to infer properties of the system. In this thesis, the production of electrons from charm and beauty hadron decays in central (0--10\%), semicentral (30--50\%) and peripheral (60--80\%) Pb--Pb collisions at $\sNNsqrt=5.02$ TeV measured with the ALICE experiment is presented. These results are compared with those in pp collisions by means of the nuclear modification factor ($R_{\rm AA}$) and a significant suppression with respect to what expected in absence of a deconfined medium is observed in central and semicentral events. This behaviour indicates that charm and beauty quarks are subject to in-medium energy loss. The observed effect decreases in more peripheral events. The measurement is pushed down to $p_{\rm T}^{\rm e^-}=500$ MeV/$c$, where the heavy quark production is sensitive to the shadowing effects. The $R_{\rm AA}$ does not overcome unity, signalling that the production of heavy-flavour hadrons is suppressed. The QGP formation in heavy-ion collisions is expected to induce a modification of the heavy quark hadronisation mechanisms. In order to disentangle the effects of the medium produced in Pb--Pb collisions, a deep comprehension of the mechanisms that govern the hadronisation in pp collisions is required. Recent results on baryon-to-meson production ratios in pp collisions at the LHC showed an enhancement with respect to $\rm e^+e^-$ and $\rm e^-p$ collisions. %, indicating that the hadronisation via fragmentation is not enough.
In this thesis, the measurement of the $\Lambda_{\rm c}^+$ and $\Sigma_{\rm c}^{0,++}$ baryon production cross section in pp collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ALICE experiment is described. The ratio to the $\rm D^0$ meson production of both baryons is significantly higher than what measured in $\rm e^+e^-$ and $\rm e^-p$ collisions. The measurements are described by several model calculations assuming different mechanisms for the charm quark hadronisation. Moreover, the first measurement of the prompt $\Lambda_{\rm c}^+$ feed-down from $\Sigma_{\rm c}^{0,+,++}$ decays in pp collisions is presented and observed to be $\sim 2$ times larger than $\rm e^+e^-$ collisions in the interval $2
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Li, Calzi Melinda Jasmine Sirio. "Fattibilità della misura di cattura neutronica sugli isotopi dispari del gadolinio." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10474/.
Full textAbstract:
In questo lavoro di tesi ci proponiamo di determinare lo spessore degli isotopi ^157Gd e ^155Gd in vista della misura della sezione d’urto di cattura neutronica presso la facility n_TOF del CERN. La principale motivazione dell’esperimento è legata alla necessità di ottenere misure più accurate per le applicazioni ai reattori nucleari. Inoltre, i nuovi risultati, potranno essere sfruttati anche per applicazioni ai recenti sviluppi nella Terapia di Cattura Neutronica e per costruire nuovi rivelatori nell’ambito della ricerca del neutrino.
La misura sarà effettuata nella prima area sperimentale EAR-1 di n_TOF, equipaggiata con rivelatori, come per esempio gli scintillatori liquidi al benzene deuterato (C6 D6) particolarmente adatti per questi tipi di misura.
La sezione d’urto di questi due isotopi cambia di molti ordini di grandezza al variare dell’energia dei neutroni incidenti. Per questo motivo, lo studio effettuato in questa tesi ha mostrato che sono necessari due campioni altamente arricchiti per ogni isotopo da misurare: un campione estremamente sottile per energie del neutrone fino a 100 meV,
e uno più spesso per energie maggiori. Inoltre per questi campioni sono stati determinati le densità areali necessarie per lo svolgimento dell’esperimento affinchè avvenga il fenomeno di trasmissione dei neutroni.
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Spelta, Michele. "Studio di un rivelatore per la misura del flusso di neutroni ad alta energia a n_TOF." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/18735/.
Full textAbstract:
La ricerca in fisica nucleare fondamentale e le tecnologie nucleari emergenti quali rettori di quarta generazione ed ADS (Accelerator Drive System) necessitano urgentemente, per progredire e raffinarsi, di dati precisi delle sezioni d'urto di fissione indotte da neutroni ad energie al di sopra di 200 MeV che ad oggi non sono disponibili. La loro misura è lo scopo di un esperimento in corso alla facility n_TOF del CERN di Ginevra, dove è disponibile un fascio di neutroni fino ad 1 GeV e tramite il quale si intende misurare la sezione d'urto di fissione indotta da neutroni su 235U, ad oggi uno standard soltanto fino a 200 MeV. Un passo fondamentale dell'esperimento è rappresentato dalla misura del flusso di neutroni del fascio, dato importante nella misura della sezione d'urto, e questa tesi si inserisce proprio in questo ambito studiando il PRT (Proton Recoil Telescope), il rivelatore costruito dall'INFN che permette di caratterizzare il flusso di neutroni incidente misurando i protoni provenienti dallo scattering n-p del fascio su un bersaglio di polietilene. Nello studio delle prestazioni del telescopio, effettuato sulla base di simulazioni Montecarlo considerando bersagli di polietilene e di carbonio di diverso spessore, emerge come punto di forza del rivelatore la segmentazione, caratteristica che permette di guadagnare in precisione eliminando molto background, inteso sia come particelle diverse da protoni, sia come protoni derivanti da reazioni diverse dallo scattering n-p. Infine viene ricavata l'efficienza del rivelatore.
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Graeff, Clebson Abati. "Mistura de isospin em modelos de campo-médio relativísticos e o espalhamento de elétrons polarizados." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100762.
Full textAbstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012Made available in DSpace on 2013-06-25T22:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314267.pdf: 2155696 bytes, checksum: b5faabe3741556208d7a3bb7c8cf0894 (MD5)
Neste trabalho investigamos efeitos de mistura de isospin através da assimetria observada no espalhamento elástico de elétrons polarizados, para vários alvos nucleares ao longo da tabela periódica, desde 4He até 208Pb. Os cálculos para o espalhamento são realizados em uma aproximação de Born de ondas planas (PWBA) assim como de forma exata, utilizando uma expansão em ondas parciais (DWBA), levando-se em conta os fatores de forma dos nucleons, dados pela parametrização de Galster. Para decrever o núcleo utilizamos o Modelo de Walecka (QHD), onde incluímos os mésons sigma, omega, rho e delta, além da interação eletromagnética. Os efeitos da inclusão dos mésons rho e delta são de especial interesse devido a sua influência na mistura de isospin, juntamente com o campo eletromagnético. Comparamos os resultados utilizando dois tipos de lagrangeanas, uma contendo termos não-lineares e outra com acoplamentos dependentes da densidade bariônica. O modelo é resolvido em uma aproximação de Hartree, considerando-se simetria esférica, através de um cálculo auto-consistente utilizando uma expansão das funções de onda e potenciais nucleares em uma base de oscilador harmônico. As implicações da mistura de isospin na obtenção de parâmetros do Modelo Padrão, do fator de forma de estranheza para o nucleon e na determinação da chamada pele de nêutrons do núcleo, usando a técnica de espalhamento de elétrons polarizados, são analizadas.
Abstract : We investigate isospin mixing effects in the asymmetry as obtained through polarized elastic electron scattering, for selected nuclei from 4He to 208Pb. The scattering analysis is developed within a plane wave Born approximation (PWBA) as well as within a partial wave phase-shift analysis (DWBA), accounting for nucleon form factors, which are given by the Galster parametrization. To describe the nuclear structure, we use Walecka's Model (QHD), including the sigma, omega, rho and delta mesons as well as the electromagnetic interaction. The $\rho$ and $\delta$ meson effects are specially interesting once they should add a contribution for isospin mixing together with the electromagnetic field. We employ two type of lagrangeans, one including non-linear terms and another one which contains density dependent couplings. The model is solved in a Hartree approximation within spherical symmetry using a self-consistent calculation by means of an expansion of the nuclear wave functions and strong potentials in an harmonic oscillator basis. The implications of isospin mixing in the determination of some Standard Model parameters and the extraction of the strange nucleon form factor, as well as in the determination of the so called neutron skin, from polarized elastic electron scattering, is analized and discussed.
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Amaducci, Simone. "Prima misura simultanea delle reazioni 235U(n,f), 6Li(n,t) e 10B(n,α)." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13489/.
Full textAbstract:
Sono indicate come "standard" un gruppo ristretto di sezioni d'urto di reazioni nucleari indotte da neutroni note con grande precisione e accuratezza, di grande importanza nel campo della fisica nucleare sperimentale.
In questo lavoro è presentata l'analisi preliminare della prima misura simultanea delle sezioni d'urto standard 235U(n,f), 6Li(n,t) e 10B(n,alfa), realizzata presso la facility n_TOF (CERN) tramite un apparato di rivelazione basato su rivelatori allo stato solido in silicio. La misura è stata concepita in seguito ad anomalie sperimentali nell'intervallo fra 10 e 30 keV, rivelate in misure in cui la reazione 235U(n,f) era utilizzata come standard di riferimento, in particolare a LANSCE (USA) e nella precedente misura di flusso di n_TOF.
In seguito all'analisi dei dati ed una caratterizzazione dell'apparato di rivelazione tramite simulazioni Monte Carlo, realizzate utilizzando il software Geant4, sono stati estratti i rapporti fra la sezione d'urto 235U(n,f) e gli standard 6Li(n,t) e 10B(n,alfa) nell'intervallo energetico dal termico (E_n = 0.0253 eV) a 100 keV. I risultati ottenuti sono generalmente in buon accordo con quelli presenti in letteratura, con deviazioni entro il 5%. Nell'intervallo energetico di maggiore interesse, ovvero fra 10 e 30 keV, si osserva invece una deviazione prossima al 10%, appare quindi confermata in questa regione una sovrastima della sezione d'urto 235U(n,f) nei dati presenti in letteratura.
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Oliveira, Leonardo Bruno Assis. "Propriedades estruturais e espectroscópicas de modelos de vitamina E e de constituintes da eumelanina em água e em mistura de solventes." Universidade Federal de Goiás, 2015. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/5229.
Full textAbstract:
Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-12T13:39:06Z
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Made available in DSpace on 2016-02-16T06:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Bruno Assis Oliveira - 2015.pdf: 2535407 bytes, checksum: 9ceeaccfc6fcaae7855e1a6bba20b039 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-10-02
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG
We present in this work a theoretical study of structural and spectroscopic properties of vitamin E models in chloroform and water solutions, of eumelanin oligomers in water and also of eumelanin constituents in mixtures of methanol and water. The in uence of solvent e ects in molecular properties was included using an iterative process based on sequential methodology Monte Carlo/Quantum Mechanics. Optical absorption spectra were obtained from TD-DFT calculations with B3LYP, PBE1PBE, BHandHLYP and CAMB3LYP functionals whereas the magnetic shielding constants were calculated employing the gauge-including atomic orbital (GIAO) approach through B3LYP functional. We analyze four homologous forms of vitamin E models, which di er in the number and position of methyl groups on the chromanol ring. The inclusion of solvent e ects in the rst electronic transition indicates solvatochromic shifts ranging between 1 and 3 nm in chloroform, and between 7 and 11 nm in water. The results also show that these e ects on the magnetic shielding constants (13C) and (17O) are small, but an appropriate description of the solvent shift for (17O) of the hydroxyl group in water requires the inclusion of explicit molecules that make hydrogen bonds. Our results for the chemical shifts (13C) of the carbon atoms of the chromanol ring in chloroform solution are in good agreement with the experimental results, although overestimated between 3 and 9 ppm. The analysis of the con gurations obtained from Monte Carlo simulations shows that for eumelanin oligomers of increasing size, monomers, dimers, tetramers and a layer, there is an increase in the average total number of hydrogen bonds. Solvent e ects are particularly relevant for the NMR spectroscopy of nitrogen and oxygen atoms. The shielding constant (17O) may change up to 98% for the monomers, when we consider the presence of explicit water molecules, and up to 41% for the tetramers from calculations with ASEC (Average Solvent Eletrostatic Con guration). In general, the oligomerization of eumelanin constituents extends the region of the electromagnetic spectrum which occurs the optical absorption and also shows a shift of the absorption peak of the HOMO!LUMO transitions for longer wavelength regions. We also present a superposition of the absorption spectra of eumelanin constituents that shows the trend of experimental results. We select some eumelanin constituents to analyze the e ects of mixtures of methanol and water on the spectroscopic properties. The results indicate that the concentration of water in the mixture can in uence the magnetic shielding constants of more electronegative atoms, as well as the position of the absorption spectrum peaks. The results show that the values of can present variations up to 34% while the location of the absorption peak can change up to 73 nm in going from pure methanol to pure water. We also analyze the distribution of the methanol and water molecules around the eumelanin constituents studied in order to determine the preferential solvation.
Apresentamos neste trabalho um estudo te órico das propriedades eletrônicas, estruturais e espectrosc opicas (1) de modelos de vitamina E em solu ções de clorof ormio e água, (2) de constituintes da eumelanina em solução de água e (3) tamb em de algumas dessas mol éculas da eumelanina em misturas de metanol e água. A inuência dos efeitos de solvente nas propriedades de interesse foi inclu da com simulações cl ássicas num processo iterativo baseado na metodologia sequencial Monte Carlo/Mecânica Quântica. Os espectros de absor ção óptica foram obtidos a partir de c álculos TD-DFT com os funcionais B3LYP, PBE1PBE, BHandHLYP e CAM-B3LYP em fase isolada e em solu ção de água e as constantes de blindagem magn ética foram calculadas com a aproxima ção GIAO (Gauge-Included Atomic Orbitals) e o funcional B3LYP. Analisamos quatro formas hom ologas que modelam a vitamina E, as quais diferem entre si no n úmero e na posição dos grupos metil no anel cromanol. A inclusão dos efeitos de solvente na primeira transi ção eletrônica indica desvios solvatocrômicos variando entre 1 e 3 nm em clorof ormio, e entre 7 e 11 nm para a água. Os resultados tamb em mostram que esses efeitos nas constantes de blindagem magn etica (13C) e (17O) são pequenos, mas uma descri ção apropriada do deslocamento de solvente para a constante de blindagem para o (17O) do grupo hidroxila em agua requer a inclusão de mol eculas expl citas que realizam liga ções de hidrogênio. Nossos resultados para os desvios qu micos (13C) para os atomos de carbono do anel cromanol em solu ção de clorof ormio estão em bom acordo com os resultados experimentais, embora superestimados entre 3 e 9 ppm. Para as mol eculas constituintes da eumelanina, selecionamos quatro monômeros para formar dois d meros, dois tetrâmeros e um layer. A an alise das con gura ções obtidas com o ASEC mostra que o processo de oligomeriza ção leva a um aumento do n umero total m edio das liga ções de hidrogênio. A presen ça do solvente e particularmente relevante para a espectroscopia de NMR dos atomos de nitrogênio e oxigênio. As constantes de blindagem (17O) podem sofrer altera ções de at e 98% para os monômeros, quando consideramos a inclusão de mol éculas expl citas de água, e de at e 41% para os tetrâmeros a partir de c alculos com o ASEC (Con gura ção Eletrost atica M edia do Solvente). De modo geral, a oligomeriza ção amplia a região do espectro eletromagn etico onde ocorre a absor ção óptica para os prov aveis constituintes da eumelanina e tamb em mostra um deslocamento do pico de absor ção da transi ção HOMO!LUMO para regiões de maiores comprimentos de onda. Mostramos tamb em que a superposição dos espectros de absorção das mol eculas que compõem cada um dos tetrâmeros reproduz a tendência dos resultados obtidos experimentalmente para a mol ecula de melanina. Selecionamos algumas mol eculas da eumelanina para analisar os efeitos das misturas de metanol e agua nas suas propriedades espectrosc opicas. Os resultados indicam que a concentração de agua na mistura pode in uenciar as constantes de blindagem magn etica de atomos mais eletronegativos, assim como a posi c~ao dos picos do espectro de absor c~ao. Dependendo da mol ecula, os valores de podem sofrer varia c~ao de at e 34% enquanto a localiza c~ao do pico de absor c~ao pode mudar em at e 73 nm quando passamos do metanol puro para a agua pura. Analisamos tamb em a distribui c~ao dos dois tipos de solvente ao redor das mol eculas estudadas com o intuito de determinar a solvata c~ao preferencial tendo em vista a natureza das intera c~oes envolvidas: soluto-solvente e solvente-solvente.
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Barreiro, Luiz Antonio [UNESP]. "Quebra de simetria de carga e anomalia de Nolen-Schiffer." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 1995. http://hdl.handle.net/11449/132756.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0
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Barreiro, Luiz Antonio. "Quebra de simetria de carga e anomalia de Nolen-Schiffer /." São Paulo : [s.n.], 1995. http://hdl.handle.net/11449/132756.
Full text
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Delcour, Simon. "Étude des mécanismes physico-chimiques de mise en suspension de contaminants particulaires lors de la dégradation thermique de matériaux représentatifs des installations nucléaires." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0037/document.
Full textAbstract:
Pour évaluer la gravité d'un accident de feu de boîte à gants dans une installation nucléaire, il est important de connaitre le terme source, qui est la quantité de matière radioactive mise en jeu. On cherche à identifier les phénomènes à l'origine de la libération de contaminants particulaires lors de la dégradation thermique de ces boîtes à gants. Deux matériaux (alumine et carbure de tungstène) ont été retenus pour simuler le comportement du contaminant considéré, le dioxyde de Plutonium. Deux dispositifs expérimentaux ont été conçus afin de contaminer et de dégrader thermiquement des plaques de Plexiglas (PMMA). Un ensemble d'essais à petite échelle a également permis de mieux comprendre les phénomènes à l'origine de la libération ou du piégeage des particules. La masse volumique du matériau utilisé a un impact direct sur l'émission des particules, la granulométrie des particules a un impact lorsque la dégradation thermique est rapide (flux thermique élevé). Ceci s'explique par l'interaction entre les particules émises et l'écoulement en proche paroi, phénomène qui a pu être observé expérimentalement. Une modélisation numérique de la situation étudiée a été réalisée et a permis de reproduire partiellement les résultats expérimentaux. Des améliorations peuvent encore être apportées, notamment sur la représentation du phénomène de piégeage des particules dans la matrice polymère. Cette étude pourra également donner des éclaircissements sur la problématique de l'émission des nanoparticules lors de la combustion de polymères nanochargésIn order to assess the consequences of a glove box fire occurring in a nuclear facility, it is important to gather information on the source term, the amount of radioactive material that can be emitted to the environment. The objective is to identify the different phenomenon contributing to the release of radioactive particles from the surface of glove box materials undergoing pyrolysis. Two materials (alumina and tungsten carbide) were chosen as possible surrogates of the considered radioactive material, which is Plutonium dioxide. Two experimental facilities were designed to generate deposit on Plexiglas (PMMA) plates and burn them. Several small-scale experiments were also conducted to obtain knowledge of the phenomenon causing the release or trapping of the particles. Material density was found to have a direct impact on the release of particles, while particle size distribution had an impact only for fast thermal degradation (corresponding to high external heat flux). The reason is the strong interaction between the particles and the air flow close to the sample surface, which has been observed experimentally. A theoretical model of the problem was constructed, it was able to reproduce the experimental results, albeit partially. Improvements can be made, especially on the modelling of the trapping of particle by the polymer matrix. This study could help in understanding the problematic of nanoparticle emission from burning nanomaterials
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Marconato, Nicolò. "Development and validation of numerical models for the optimization of magnetic field configurations in fusion devices." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2012. http://hdl.handle.net/11577/3422076.
Full textAbstract:
This thesis presents the work carried out in the context of two different activities, both involving development of Finite Element models for magnetic analysis regarding the optimization of fusion devices. In particular, the thesis deals with the design of the electrostatic accelerator of the ITER Neutral Beam Injector (NBI) prototype and with the MHD active control system of the RFX-mod Reverse Field Pinch (RFP) experiment, respectively under construction and operating at Consorzio RFX in Padua.
ITER, the first fusion experimental reactor under construction in Cadarache, will be equipped with two NBIs, each of them capable to inject into the plasma up to 16.5 MW, by accelerating negative hydrogen or deuterium ions up to energy of 1MeV. The needs of very high voltages and of the use of negative ions represent the main issues relating to this new technology, and efforts have still to be spent in order to overcome them. Therefore, in this regard, the construction of a test facility housing the ITER neutral beam prototypes was deemed required. In the present status of advancement of the ITER neutral beam test facility PRIMA (Padova Research on Injectors Megavolt Accelerated), the design and optimization of several features relating both physics and engineering aspects required massive use of modelling tools. An important role in the ion source and accelerator physics is played by the magnetic field here present, which has to be determined and optimized accurately, and its distribution has also to be provided as input for physics simulation codes.
The analyses regarding the ITER NBI, carried out in the framework of Fusion for Energy grants for the final design of the source and accelerator prototype SPIDER (Source for Productions of Ions of Deuterium Extracted from a Radio-frequency plasma) and of the full NBI prototype MITICA (Megavolt ITER Injector and Concept Advancement), aim at optimizing the magnetic configuration inside the ion source and accelerator, in order to improve the performances in terms of ion beam optics and aiming, and to obtain an efficient filter for the extracted electrons. Several 2D and 3D models have been developed in order to assess different features, on different scales of magnitude, from the local configuration inside a single aperture to the global non-uniformity effects near the external edges of the device. This has been fulfilled mainly by means of the commercial FEM software ANSYS®, which has allowed to chose between several formulations to perform magnetostatic analyses in presence of permanent magnets, ferromagnetic material and current bus-bars with rather complex geometry at the same time. In such condition the development and verification of the models was not straightforward. Auxiliary numerical tools have been also developed for specific post- processing purposes.
The second work presented in this thesis concerns the modelling of the electromagnetic response of the RFX-mod MHD active control system. RFX-mod, the world’s largest RFP experiment, has the most complete and flexible (magnetic) feedback control system of MHD instabilities, made by 192 radial field coils fully covering the toroidal surface of the machine. Their independent power supplies, together with as many sensor coils inside the stabilizing copper shell, allow the implementation of advanced control scheme for the active stabilization of slow timescale MHD modes. The shell and the other conductive structures interposed between active coils and sensors introduce a dynamic behaviour in the input-output response of the system. Ths behaviour results strongly affected by the presence of 3D features, like the gaps required for the penetration of the axisymmetric field components, which introduce poloidal and toroidal mode coupling in the system response to an external magnetic field.
This activity has been carried out by the implementation of an optimized mesh of the system of coils and conductive structures, suited for the custom FEM software CARIDDI developed by CREATE consortium, and by the following derivation of the state-space representation of this model. Large part of the work has been accomplished through the implementation of Matlab® routines required for building the mesh and for pos-processing purposes. There are three main results of this activity. The first is the in-depth understanding of the symmetry properties of the machine. The second is the implementation of a new control algorithm based on the developed model able to compensate in real time the effect introduced by the 3D wall. The third is the proposal of a new measurement cleaning algorithm to be introduced in the control scheme, again based on the developed model and therefore, contrary to the presently implemented one, able to take into account the actual toroidal geometry.
The thesis is organized as follows:
• Chapter 1 contains an overview on the advancements of the research and technology of nuclear fusion as possible sustainable energy source for the future. In the context of the current word energy source availability, the nuclear fusion is introduced. Some fundamental physics and engineering concepts are presented, together with the progresses obtained in the latest years, leading to the ITER project. In this framework, the concept and available technology about plasma heating is described, with a particularly detailed description of the NBI, anticipating topics required for a good understanding of the PhD work described in further chapters. A description of the RFX-mod experiment is also given, in order to introduce concepts related to the second subject of this dissertation.
• Chapter 2 focuses on the mathematical formulations at the basis of the numerical solution of magnetic problems. The several magnetic formulations are described with the twofold purpose of underling the wide range of methods suited to solve particular cases and of providing references for the following paragraphs and chapters. Few words are spent to describe the edge-element approach to finite element methods and its advantages. Finally a brief description of both the ANSYS® and CARIDDI code is given.
• Chapter 3 deals with the development of FEM models for the optimization of the magnetic field configuration in the extraction and accelerator area of SPIDER. First a description of the magnetic sources and the aim of the optimization are given. Then the optimization procedure made by 2D models is reported. Finally the assessment of the optimized configuration with 3D model and its final implementation, together with the new features introduced are described.
• In chapter 4 the work done for MITICA is discussed. The several alternative magnetic design concepts considered are described and compared.
• Chapter 5 presents the modelling activity done on the RFX-mod MHD active control system. A brief description of the system is recalled and the effect of the conductive structure on shaping its response, together with the concept of modal decoupler is introduced. Then the procedure to derive the state-space representation from the FEM model determined with the CARIDDI code is reported. The optimization of the mesh and the experimental benchmark of the results take up a large part of the chapter. Then the development and implementation of the so called modal decoupler is described in detail, and some preliminary experimental results are shown. In the last paragraph, a new measurement cleaning algorithm based on the developed toroidal model is proposed.
• Finally, chapter 6 summarizes the results obtained, providing some conclusions and suggesting some future developments.Questa tesi espone il lavoro realizzato nell’ambito di due diverse attività, entrambe riguardanti lo sviluppo di modelli magnetici agli elementi finiti per l’ottimizzazione di macchine per la fusione. In particolare gli argomenti trattati riguardano la progettazione dell’acceleratore elettrostatico del prototipo di Iniettore di Neutri (NBI) per ITER e del sistema di controllo attivo delle instabilità MHD di cui è dotato l’esperimento RFX-mod in configurazione Reverse Field Pinch (RFP), rispettivamente il primo in costruzione e il secondo già operante al Consorzio RFX a Padova. ITER, il primo reattore sperimentale a fusione in costruzione a Cadarache (Francia), sarà dotato di due NBI, ciascuno in grado di iniettare nel plasma fino ad una potenza di 16.5 MW, mediante l’accelerazione di ioni negativi di idrogeno o deuterio con energia fino a 1MeV. La necessità dell’impiego di tensioni così elevate e dell’uso di ioni negativi costituisce la principale difficoltà per lo sviluppo di questa giovane tecnologia, difficoltà che richiede ancora molti sforzi per essere superata con successo. La realizzazione di una facility per testare un prototipo dei vari componenti che costituiscono l’iniettore è pertanto considerata necessaria. Allo stato attuale di avanzamento nella realizzazione di tale facility, chiamata PRIMA (Padova Research on Injectors Megavolt Accelerated), il progetto e l’ottimizzazione di diversi aspetti, sia di fisica che d’ingegneria, richiedono un massiccio utilizzo di codici di simulazione. Un ruolo molto importante nella fisica della sorgente e nell’acceleratore di ioni è giocato dal campo magnetico * presente, il quale deve essere pertanto accuratamente determinato e ottimizzato, e la cui distribuzione deve poter essere disponibile come input per altri codici di simulazione. Le analisi relative all’NBI di ITER, realizzate nell’ambito di contratti con Fusion for Energy per il progetto definitivo del prototipo di sorgente e acceleratore SPIDER (Source for Productions of Ions of Deuterium Extracted from a Radio-frequency plasma) e del prototipo completo MITICA (Megavolt ITER Injector and Concept Advancement), sono finalizzate all’ottimizzazione della configurazione magnetica all’interno della sorgente e dell’acceleratore di ioni, al fine di migliorare le loro performance in termini di ottica e direzione del fascio, e per ottenere un’efficiente filtraggio degli elettroni congiuntamente estratti. Sono stati realizzati alcuni modelli 2D e 3D per valutare diversi aspetti, su differenti scale di grandezza, dalla configurazione locale all’interno di un singolo foro delle griglie alla disuniformità globale ai bordi di queste. Ciò è stato svolto principalmente mediante l’uso del software FEM commerciale ANSYS®, il quale permette di scegliere tra numerose formulazioni per la realizzazione di analisi magnetostatiche, anche con la contemporanea presenza di magneti permanenti, materiali ferromagnetici e conduttori di corrente con geometrie complesse. In tali condizioni, infatti, lo sviluppo e la verifica dei modelli non sono affatto immediati. Sono inoltre stati sviluppati strumenti numerici ausiliari utilizzati in fase di post-processing. Il secondo lavoro illustrato in questa tesi riguarda la modellizzazione della risposta elettromagnetica del sistema di controllo attivo MHD di RFX-mod. RFX-mod è il più grande esperimento in configurazione RFP attualmente presente al mondo ed è dotato del più completo e flessibile sistema di controllo (magnetico) attivo delle instabilità MHD, costituito da 192 bobine di campo radiale che ricoprono interamente la superficie toroidale della macchina. Ognuna di esse è alimentata indipendentemente e ad ognuna corrisponde un sensore di campo radiale posizionato all’interno della scocca stabilizzatrice in rame. Tale sistema permette l’implementazione di avanzati schemi di controllo feedback per la stabilizzazione attiva dei modi MHD caratterizzati da dinamiche troppo lente perché siano stabilizzati passivamente dalla scocca conduttrice. Questa, insieme alle altre strutture conduttrici interposte tra bobine attuatrici e sensori, introduce un comportamento dinamico nella risposta input-output del sistema. Tale dinamica risulta fortemente influenzata dalla caratteristica tipicamente 3D delle strutture conduttrici, in particolare dovuta ai tagli necessari per la penetrazione delle componenti di campo assialsimmetriche, i quali introducono accoppiamenti modali poloidali e toroidali nella risposta del sistema ad un campo magnetico esterno. Quest’attività ha previsto la realizzazione e ottimizzazione di una mesh del sistema di bobine e strutture conduttrici, adatta al codice FEM CARIDDI sviluppato dal consorzio CREATE, e dalla successiva derivazione di una rappresentazione state-space del modello ottenuto. Buona parte del lavoro è stata impiegata nell’implementazione di routine Matlab® sviluppate per la costruzione della mesh e per fini di post-processing. Tale attività ha portato a tre principali risultati. Il primo è stato l’approfondimento della comprensione delle proprietà di simmetria che caratterizzano la macchina. Il secondo è stato l’implementazione di un nuovo algoritmo di controllo basato sul modello sviluppato, in grado di compensare in tempo reale l’effetto introdotto dalle strutture 3D. Per ultimo, si è arrivati alla proposta di un nuovo algoritmo di ripulitura delle misure da introdurre nello schema di controllo, anch’esso basato sul modello sviluppato e per questo in grado di tener conto dell’effettiva geometria toroidale, a differenza di quello attualmente utilizzato che si basa su un modello cilindrico. La tesi è organizzata come segue: • Nel capitolo 1 è presentata una panoramica sui progressi della ricerca e della tecnologia per lo sviluppo della fusione nucleare come possibile fonte di energia sostenibile per il futuro. La fusione nucleare viene considerata nel contesto dell’attuale disponibilità di risorse energetiche nel mondo. Vengono poi richiamati alcuni concetti fondamentali di fisica ed ingegneria, insieme ai progressi ottenuti negli ultimi anni che hanno portato al progetto internazionale ITER. In quest’ambito sono inseriti il concetto e le metodologie per il riscaldamento del plasma, con una descrizione più dettagliata del NBI e dello stato dell’arte, anticipando concetti necessari alla comprensione del lavoro di dottorato descritto nei capitoli successivi. È fornita inoltre una breve descrizione dell’esperimento RFX-mod, anche questa necessaria per introdurre concetti relativi al secondo soggetto della tesi, descritto nell’ultimo capitolo. • Il capitolo 2 si focalizza sulle formulazioni matematiche alla base della soluzione numerica di problemi magnetici. Le diverse formulazioni vengono elencate con il doppio scopo di evidenziare la grande varietà di metodi adatti a risolvere casi specifici e di fornire riferimenti a quanto trattato nei seguenti paragrafi e capitoli. Qualche parola è spesa anche per descrivere l’approccio edge-element nel metodo degli elementi finiti e i vantaggi connessi al suo utilizzo. Infine è fornita una breve descrizione dei software ANSYS® e CARIDDI. • Il capitolo 3 tratta del lavoro relativo ai modelli FEM sviluppati per l’ottimizzazione della configurazione magnetica nella regione di estrazione ed accelerazione di SPIDER. Inizialmente vengono descritte le sorgenti magnetiche presenti e successivamente la procedura di ottimizzazione mediante modelli 2D. Infine vengono descritte la verifica della configurazione ottimizzata mediante modelli 3D, la sua definitiva implementazione e le novità introdotte. • Nel capitolo 4 è riportato il lavoro svolto per la configurazione magnetica dell’esperimento MITICA. I diversi concetti di design alternativi presi in considerazione sono descritti e confrontati. Alla fine si propone quella che è ritenuta la soluzione più performante. • Il capitolo 5 presenta l’attività di modellizzazione sul sistema di controllo attivo MHD di RFX-mod. Viene prima richiamata una breve descrizione del sistema e poi vengono introdotti gli effetti delle strutture conduttive nell’influenzarne la risposta, insieme al concetto di disaccoppiatore modale. Successivamente è descritta la procedura per derivare la rappresentazione state-space dal modello determinato con il codice CARIDDI. L’ottimizzazione della mesh e il benchmark sperimentale dei risultati occupano gran parte del capitolo. Vengono poi descritti dettagliatamente lo sviluppo e l’implementazione del cosiddetto disaccoppiatore modale e sono esposti alcuni risultati sperimentali preliminari. Nell’ultimo paragrafo è descritto il nuovo algoritmo di ripulitura delle misure che viene proposto. • Il capitolo 6, infine, riassume i risultati ottenuti, fornisce le conclusioni e suggerisce alcuni possibili sviluppi futuri.
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Gaydutschenko, Larissa 1987. "Matrizes de massa e violação CP." [s.n.], 2006. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278509.
Full textAbstract:
Orientador: Orlando Luis Goulart PeresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-08-23T16:45:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gaydutschenko_Larissa_M.pdf: 776013 bytes, checksum: dded3e977e716b07101df7cb392a6b94 (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: O fenômeno de oscilação de neutrinos, já experimentalmente observado, só pode ser explicado se a massa dos neutrinos for diferente de zero. No entanto, até pouco tempo atrás, acreditava-se que neutrinos não tivessem massa. O Modelo Padrão das partículas elementares ainda não é capaz de descrever a natureza massiva dos neutrinos, de forma que as matrizes de mistura para léptons (entre autoestados de gauge e autoestados de massa), análogas às matrizes de mistura de quarks, ainda não podem ser encontradas. Através de uma pequena extensão do Modelo Padrão, é possível descrever uma física que leva em conta essas massas e que, portanto, nos fornece essas matrizes de mistura. Essa extensão trata-se de nada mais que o acréscimo de uma nova partícula ao modelo, um lépton neutro que não interage por força fraca. Essa partícula é chamada de neutrino estéril. Portanto, acrescentando um ou mais neutrinos estéreis ao Modelo Padrão posso obter a matriz de mistura para léptons e, consequentemente, contar o número de parâmetros físicos que ela possui. O interesse em contar esses parâmetros reside no fato de que encontrar o número de fases complexas presentes na matriz de mistura é equivalente a encontrar o número de fases de violação de simetria conjugação de carga e paridade (CP) para léptons. Em 1967, o físico russo Andrei Sakharov propôs uma forma de explicar a assimetria bariônica (matéria-antimatéria) partindo de um estado simétrico. Para isso, algumas condições precisariam ser respeitadas pela física do universo. Uma dessas condições é que exista na natureza uma fonte de violação CP. Procurar essa violação em léptons foi o objetivo deste trabalho. Assim, foi possível obter a matriz de mistura para léptons estendendo o modelo padrão pela adição de um neutrino estéril e levando em conta o caso geral de n famílias de léptons. Uma vez tendo encontrado a matriz de mistura, fizemos a contagem dos parâmetros. Além abranger os cálculos usados para encontrar o número de fases complexas damatriz, a dissertação apresenta uma breve introdução à teoria quântica de campos, a simetrias discretas e ao mecanismo de quebra espontânea de simetria, conceitos necessários para o entendimento do trabalho realizado
Abstract: The neutrino oscillation phenomenum, already experimentally observed, can only be explained if neutrino masses are different from zero. However, till recently, it was believed that neutrinos were massless. The Standard Model of elementary particles is yet not able to describe the massive nature of neutrinos, such that the lepton mixing matrix (between gauge eigenstates and mass eigenstates), analogous to the quark mixing matrix, can still not be found. Through a small extension of the Standard Model, it is possible to describe physics that take into account these masses and, therefore, provides us with these mixing matrices. This extension is nothing but the addition of a new particle, a neutral lepton that does not interact through weak force. This particle is called sterile neutrino. So, by adding one or more sterile neutrinos to the Standard Model, I can get the lepton mixing matrix and consequently count the number of physical parameters that it presents. The interest in counting these parameters resides in the fact that finding the number of complex phases in the mixing matrix is equivalent to finding the number of charge conjugation-parity (CP) violation for leptons. In 1967, the Russian physicist Andrei Sakharov proposed a way to explain the baryonic asymmetry (matter-antimatter) beginning with a symmetric state. For that to work some conditions needed to be respected by the universe physics. One of them is that there must exist in nature a source of CP violation. Looking for that source as the leptonic sector of the particle physics was the goal of this project. And finally it was possible to get the lepton mixing matrix extending the standard model by the addition of one sterile neutrino and taking into account the general case of n lepton families. Once we got the mixing matrix, we counted the physical parameters. Besides presenting all the calculation used for finding the number of complex phases in the matrix, this thesis presents a brief introduction to quantum field theory, discrete symmetries and the spontaneous symmetry breaking mechanism, all of these concepts being necessary for the understanding of the work accomplished
Mestrado
Física
Mestra em Física
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Kenchian, Garabed. "Medidas de correlação angular gama-gama no 100 ANTPOT. Ru." Universidade de São Paulo, 1990. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43131/tde-02082013-164419/.
Full textAbstract:
Um espectrômetro automático de correlação angular Ge(Li)-Ge(Li) foi desenvolvido. O espectrômetro é movido automaticamente, controlado um microcomputador. A correlação angular direcional gama-gama entre transições coincidentes dos níveis do ANTPOT100 RU, alimentados pelo decaimento ß+ e por captura de elétrons do ANTPOT 100 R foi medida. A fonte de ANTPOT 100 Ru foi produzida na reação ANTPOT 100 Ru (p, n) Rh POT. 100 utilizando o feixe de prótons do Acelerador cíclotron. Foram medidas 30 cascatas simples e 11 cascatas triplas produzindo como resultado a assinalação do spin e paridade dos estados de 1865 kev, 1881 kev, 2099 kev, 2167 kev, 2241 kev, 2517 kev, e 3070 kev e a determinação dos valores de mistura multipolar de 21 transições sendo que 12 delas pela primeira vez. Foi medido ainda o valor da razão de mistura multipolar Q POT. 2 (E0\\E2) da transição 2+ IND. 2 2+ IND. 2Knowledge of the spectral distribution of radiation emitted by radiodiagnostic units provides important information, which can be applied to the Quality Assurance and Radiological Protection programs. Detectors which utilize Silicon PIN Photodiodes have been increasingly used in recent years, due to their low cost and being worked with at room temperature, the liquid nitrogen containers used with Ge and Si(Li) detectors not being necessary. Although, initially, the PIN photodiodes have a poorer energy resolution, as compared with Ge detectors, it\'s good enough for most purposes. Moreover, the development of thermoelectrically cooled systems and low noise level pre-amplifiers have resulted in PIN photodiodes achieving comparable resolutions to Ge ones. This work seeks to establish the properties of detectors made with Silicon PIN photodiodes and to develop the correctional process of the raw specffa both for the efficiency of the detector and other relevant factors, with the aim of obtaining the true spectrum emitted by radiodiagnostic equipment. The radiation spectra of radiodiagnostic equipment experimentally obtained were compared with theoretical spectra calculated from a semi-empirical model. Furthermore, mammography x-ray spectra scattered by a breast simulator were obtained. As a direct application of these experimentally measured spectra, methodologies were developed to determine the peak kilovoltage (kvp) of X-Ray tubes, to be able to calibrate kVp meters, and the half-value layer (HW) of the beams of interest.
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Chaigne, Séverin. "Etude de la mise en forme en forme des combustibles céramiques nucléaires par le procédé de coulage-gélification : application à l'oxyde de cérium et à des systèmes à base d'uranium." Thesis, Limoges, 2018. http://www.theses.fr/2018LIMO0083/document.
Full textAbstract:
Ce travail se place dans le cadre du traitement-recyclage des combustibles usés pour des réacteurs nucléaires de Génération IV. Ce travail s’est focalisé sur l’étape de mise en forme du combustible en étudiant plus spécifiquement les potentialités du procédé de coulage-gélification. Cette étude a porté dans un premier temps sur un simulant non radioactif de l’oxyde mixte (U,Pu)O2, à savoir l’oxyde de cérium CeO2. Des formulations de suspensions ont été identifiés permettant leur gélification dans des moules non poreux. Ce processus de gélification s’appuie sur des réactions de polymérisation. L’étude du comportement thermique des crus a permis de définir des traitements conduisant à l’élimination complète des auxiliaires organiques et à la densification quasi-complète des crus. L’optimisation du procédé de coulage-gélification a permis d’élaborer des céramiques de CeO2 de forme annulaire répondant au cahier des charges des futurs combustibles.L’ensemble du procédé de coulage-gélification a pu être transposé à une poudre d’oxyde mixte (U,Ce)O2 synthétisée par co-précipitation oxalique. Pour cela, les caractéristiques spécifiques de cette poudre ont été prises en compte et ont nécessité le recours à une étape de supplémentaire de désagglomérationThis work falls within the framework of the reprocessing-recycling of 4th Generation nuclear used fuels. This work was focused on nuclear fuel shaping process by studying more specifically the potential of gelcasting process. This study first examined a non-radioactive surrogate of mixed oxide (U,Pu)O2, namely the cerium oxide CeO2. Suspension formulations have been identified allowing gelation in non-porous molds. This gelling process is based on polymerization reactions. The study of green compacts thermal behavior has allowed to define treatments leading to the complete elimination of every organic auxiliaries and to the green compacts densification. Every step of the gelcasting process was optimized to elaborate annular shape CeO2 ceramics meeting the specification.The whole gelcasting process has been transposed to a mixed oxide (U,Ce)O2 powder synthesized by oxalic co-precipitation. To this end, powder characteristics have been taken in consideration and have required an additional deagglomeration step
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Křivánek, Robert. "Faktory limitující životnost jaderných elektráren s tlakovodními reaktory." Doctoral thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2018. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-369380.
Full textAbstract:
The aim of the thesis is to analyze the state of preparedness of nuclear power plants (NPP) for long term operation (LTO) based on the IAEA SALTO (Safety Aspects of Long Term Operation) peer review service, analysis of the most significant failures, accidents and operational experience with type reactors PWR/VVER focusing on cases caused by equipment ageing and identification of major structures and components limiting life time of PWR/VVER-type nuclear power plants, and possible measures to ensure their required service life. Based on the results of the IAEA SALTO peer review service, an analysis of the main deficiencies and measures of NPPs in preparation for a safe LTO was performed, focusing on topics whose deeper knowledge is important for the future more precise determination of technical factors limiting the lifetime of NPPs. The main deficiencies and measures in the preparatory phase for LTO and the most important technical measures are summarized in chapter 4.5. The main deficiencies and the most important technical corrective measures in the area of ageing management of structures and components are discussed separately. The history of major failures and operational experience of nuclear power plants with PWR/VVER reactors from the point of view of ageing of structures and components is analyzed in chapter 6.2. The result is a statistic analysis of ageing-related events, an overview of the most significant PWR/VVER reactor failures with an impact on their service life, a statistical overview and discussion of the most important degradation mechanisms, and other important findings from the history of major failures and operational experience. Chapter 6.3 analyzes factors limiting the operation of nuclear power plants with PWR/VVER reactors with focus on structures and components potentially limiting the life of PWR/VVER reactors and possible measures to ensure their required life. In conclusion, the main reasons of permanent shut down of NPPs (actual and potential) for 40, 60 and 80 years of operation and the measures to ensure their required life are summarized.
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LEPORE, LUIGI. "Ottimizzazione della strumentazione di monitoraggio neutronico del nocciolo di un reattore LFR." Doctoral thesis, 2017. http://hdl.handle.net/11573/936394.
Full textAbstract:
Il presente lavoro ha avuto come obiettivo lo studio di scelta ed ottimizzazione della strumentazione neutronica per il monitoraggio di flussi neutronici da reattori veloci, con particolare attenzione verso i Lead Fast Reactor, in ambienti ostili per la tecnologia, in cui i fattori limitanti per i rivelatori risultano essere l’alta temperatura (mediamente 400 ÷ 500 °C) ed un alto rateo di dose gamma.
Partendo dalla strumentazione neutronica commercialmente disponibile, si sono proposti miglioramenti e soluzioni innovative al fine di ottimizzare l’efficacia e l’adeguatezza del sistema di strumentazione, monitoraggio e controllo di reattore. Un tale lavoro deve necessariamente affiancare la fase di progetto del reattore stesso cosicché la strumentazione prevista possa essere efficacemente integrata con le soluzioni progettuali concernenti il disegno neutronico e termoidraulico.
L’identificazione di modelli innovativi per la strumentazione neutronica specializzata per reattori LFR, piuttosto recenti se confrontati con i fratelli maggiori Sodium Fast Reactor, richiede che sia ben identificato il tipo di ambiente in cui le sonde andranno ad operare. Non
essendo presente, al momento, una sufficiente quantità di dati sperimentali in grado di fornire indicazioni precise riguardo il campo di radiazione o la strumentazione da impiegare in tali reattori, l’approccio più efficace e conveniente -almeno in fase preliminare- per colmare tali lacune è la simulazione mediante codici di calcolo. Focalizzandosi questo lavoro sull’aspetto del monitoraggio
neutronico, saranno assunte le condizioni chimiche e termo-idrauliche dell’ambiente reattore, mentre saranno estensivamente studiati gli aspetti nucleari mediante il codice Monte Carlo di trasporto di radiazione MCNPX ver.2.7.0.
Come reattore di riferimento è stato scelto il prototipo LFR dimostrativo nel panorama europeo, ALFRED, del quale si è simulato, tramite MCNPX, il pressure vessel e tutte le strutture interne a un elevato livello di dettaglio, al fine di ricavare il termine sorgente per la strumentazione, ovvero il flusso neutronico per le posizioni di reattore che possono verosimilmente alloggiare la strumentazione.
Si sono dapprima valutate le prestazioni della strumentazione commercialmente disponibile, illustrandone criticamente le potenzialità e le problematiche d’impiego al caso in esame. Successivamente, sono stati proposti sviluppi e miglioramenti alle tecnologie in uso, con l’obiettivo di delineare modifiche potenzialmente attuabili al fine di ottimizzare la strumentazione per ambienti tipo LFR, prospettando così la possibilità di sviluppare e costruire rivelatori ad hoc, sia per il monitoraggio in-core che out-of-core, con possibilità di test in impianti sperimentali in grado di fornire spettri neutronici veloci.
Il primo passo dello studio è consistito nell’analisi della strumentazione correntemente utilizzata per SFR, valutandone prestazioni e caratteristiche quando trasposta al reattore LFR ALFRED. Diversi modelli di camere a fissione ed Self-Powered Neutron Detectors, SPND, resistenti ad alte temperature sono stati analizzati dal punto di vista della risposta a diversi flussi neutronici, mostrandone limiti e criticità.
La strumentazione commercialmente disponibile si è dimostrata applicabile, ma non completamente adeguata alle esigenze di monitoraggio del reattore studiato, evidenziando la necessità di studiare soluzioni progettuali innovative che siano corredate anche da esperienze sperimentali in flussi neutronici veloci. Per quanto concerne l’avviamento del reattore e la fase transitoria di salita in potenza, la strumentazione raccomandata consiste in camere e microcamere a fissione, sufficientemente sensibili per monitorare le decadi di flusso neutronico competenti allo start-up e all’intermediate range di reattore. Per quanto riguarda il livello di potenza nominale, gli alti ratei di flusso neutronico competenti al power range di ALFRED (300MWth), combinati con le elevate sensitività delle camere a fissione, non consentono a tale strumentazione di poter operare oltre 6÷12 mesi; i rivelatori di tipo prompt-SPND si dimostrano essere più appropriati in termini di affidabilità e durabilità nel tempo, sebbene vadano verificate le loro prestazioni, vista l’esiguità dei segnali elettrici prodotti, in alcuni casi anche alla potenza nominale del reattore.
Un quadro verosimile della strumentazione applicabile al reattore ALFRED può riassumersi come segue:
1) start-up: quando il flusso neutronico risulta compreso tra 10E0 ÷ 10E6 n/(cm2 s) ed il fondo gamma di reattore è notevolmente intenso, solo le camere a fissione possono essere efficacemente utilizzate come strumentazione in-core, perché particolarmente sensibili al campo neutronico quando esercite in pulse mode;
2) intermediate range: quando il flusso neutronico risulta compreso tra10E6÷10E12 n/(cm2 s) e il fondo gamma di reattore assume -generalmente- lo stesso ordine di grandezza del campo neutronico e le camere a fissione possono continuare ad essere efficacemente impiegate, tipicamente in Mean Square Voltage mode;
3) power range: quando il flusso neutronico è compreso tra 10E12 ÷10E15 n/(cm2 s), il fondo gamma di reattore può essere considerato trascurabile per le camere a fissione, che dovranno essere esercite in current mode data l’abbondanza delle interazioni neutroniche all’interno del volume sensibile. Il campo neutronico è qui troppo intenso perché le camere a fissione durino a lungo nel tempo, a causa della loro intrinsecamente alta sensitività ai neutroni.
Strumenti meno sensibili, gli SPND a risposta pronta, possono efficacemente prendere il posto delle camere a fissione come strumentazione in-core di monitoraggio e controllo del reattore.
Si è fornita una concettualizzazione delle innovazioni applicabili alla strumentazione in generale, con particolare riguardo ai SPND a risposta pronta (oggi poco sperimentati perché non utili nell’attuale panorama reattoristico che si serve dei loro "fratelli maggiori", i SPND_ritardati), delineando possibilità innovative per la misura di flussi neutronici corrispondenti alla potenza nominale di reattore. L’intrinsecamente bassa sensitività della strumentazione SPND può difatti consentire una loro installazione fissa negli elementi di combustibile, essendo il loro rateo di burn-up sufficientemente basso da farli durare a lungo, anche se irraggiati con fluenze
superiori a quelle limite per le camere a fissione di corrente uso.
Nell’ottica di sviluppare quest’ultimo tipo di tecnologia strumentale, si è validata la simulazione Monte Carlo MCNPX per strumentazione SPND in monitoraggio di flussi neutronici veloci attraverso prove già svolte nel reattore veloce TAPIRO del Centro Ricerche ENEA Casaccia nell’ambito di progetti di ricerca riguardanti la fusione nucleare, identificando -così- uno strumento di calcolo che consenta di poter ottimizzare e ri-progettare al calcolatore tali rivelatori, migliorandone prestazioni, ottimizzandone caratteristiche e durata nel tempo.
Nuovi materiali sensibili per tale classe di strumenti sono stati analizzati, insieme con lo studio del burn-up a seguito d’irraggiamento e la verifica della loro risposta dinamica alle variazioni di flusso neutronico. Si è studiata una concettualizzazione di una sonda innovativa
basata su SPND che consenta, oltre che le convenzionali misure di flusso neutronico integrato in energia, anche una valutazione delle caratteristiche spettrali dei neutroni, combinando misure da diversi SPND e risolvendo matematicamente un problema di unfolding spettrale.
La disponibilità del reattore TAPIRO di ENEA Casaccia può consentire lo studio sperimentale delle principali caratteristiche di prestazione degli strumenti detti, permettendo di acquisire una preziosa esperienza sul campo. Nel prossimo futuro, un SPND prototipo potrà esser costruito e testato, verificando sperimentalmente l’effettiva possibilità tecnica per tale strumentazione di monitorare flussi neutronici veloci.
Il presente lavoro di tesi è il risultato di una collaborazione triennale con il Centro Ricerche ENEA Casaccia, nei laboratori UT-FISST/MEPING prima e FSN/FISS/CRGR poi, ed è stato inquadrato nei Piani Annuali di Ricerca 2013, 2014 e 2015 dell’Accordo di Programma Ministero dello Sviluppo Economico-ENEA.
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GANDOLFO, GIADA. "Progettazione, sviluppo e validazione di un dispositivo neutronico per la rivelazione in tempo reale di materiale nucleare." Doctoral thesis, 2019. http://hdl.handle.net/11573/1230575.
Full textAbstract:
Rispetto al periodo della Guerra Fredda, la sicurezza nucleare è oggi considerevolmente più complessa: la tensione per il confronto tra le superpotenze nucleari è stata infatti sostituita da preoccupazioni maggiori riguardo la proliferazione illecita di materiale o armi nucleari, unita alla minaccia del terrorismo che è diventata, in questi ultimi tempi, di particolare interesse a seguito dei terribili eventi a partire dal triste 11 Settembre 2001.
La rivelazione e caratterizzazione dei materiali nucleari costituisce un rilevante contributo che la scienza può fornire alla società. Si tratta in particolare di un contributo alla safety e security, alle salvaguardie nucleari, alla non proliferazione e alla rivelazione di traffico illecito di materiali nucleari e sorgenti radioattive. L’obiettivo che ci si è posti nella ricerca qui presentata è quello di progettare, mettere a punto e validare un dispositivo per la rivelazione in tempo reale di materiale nucleare. Le applicazioni del dispositivo qui presentato possono essere le più diverse, dall’analisi di valigie e pacchi sospetti in campo da parte di artificieri, al controllo bagagli da stiva in aeroporti o centri di trasporto nevralgici in genere, ai controlli doganali o di frontiera.
Tra le principali tecnologie coinvolte nella misura dei materiali nucleari che includono analisi distruttive (DA, Destructive Analysis) e analisi non distruttive (NDA, Non Destructive Analysis), la capacità di penetrazione dei neutroni nella materia e quindi la possibilità di indagare il campione sospetto in profondità rendono le tecniche neutroniche attive una scelta ottimale ai fini della ricerca. La tecnica su cui si basa il funzionamento del dispositivo presentato è in particolare la Differential Die-Away time Analysis (DDAA), una tecnica attiva di ispezione nucleare sviluppata originariamente per stabilire la presenza di materiale fissile nei fusti di rifiuti radioattivi. Tale tecnica è basata sulla differenza sostanziale tra i tempi di permanenza all’interno del sistema di neutroni veloci di interrogazione, prodotti da un generatore di neutroni, e i neutroni generati da fissione termica per interazione dei neutroni di interrogazione termalizzati e i nuclei di fissile eventualmente presenti. In particolare, il segnale proveniente dai neutroni pronti da fissione termica è registrato quando ormai i neutroni veloci di interrogazione sono in pratica scomparsi.
Prima della messa a punto del dispositivo è stata condotta un’analisi di fattibilità mediante simulazioni MCNPX. Gli elementi simulati di cui è costituito il dispositivo sono:
• un generatore compatto di neutroni basato sulla reazione di fusione d-t;
• dieci contatori proporzionali He-3 alloggiati in due blocchi di polietilene ad alta densità;
• una struttura moderante che circonda il campione in analisi realizzata in carta da fotocopie;
• un campione contenente circa 2g di U-235.
Per confrontare diverse configurazioni simulate è risultata necessaria la definizione di una Figura di Merito (FOM) mediante un criterio matematico basato sull’interpolazione ai minimi quadrati delle curve DDAA. Tale FOM è un parametro quantitativo che caratterizza la qualità della configurazione: maggiore è la FOM, più appropriata all’implementazione sperimentale della DDAA è la geometria analizzata. Dal calcolo della FOM per diverse configurazioni è emerso che le prestazioni ottimali si raggiungono nel caso in cui venga realizzata una geometria a cavità che massimizzi le interazioni dei neutroni, aumentando la popolazione termica e la probabilità di fissione termica sui nuclei di U-235.
È stato poi necessario procedere alla caratterizzazione sperimentale del generatore di neutroni e dei rivelatori a He-3. Il generatore di neutroni (MP320 Thermo Electron Corporation) è stato caratterizzato in due fasi: in una prima fase è stato utilizzato un Berthold LB6411, in una seconda fase un rivelatore al diamante.
È stato effettuato il confronto del flusso valutato a 50 cm dal target del generatore in diverse posizioni angolari tra i dati forniti dalla casa costruttrice, quelli ottenuti mediante simulazione MCNPX del generatore e quelli ottenuti per elaborazione dei dati sperimentali acquisiti con i due rivelatori.
Date le sue capacità spettrometriche, il rivelatore al diamante ha permesso inoltre di valutare l’energia dei neutroni emessi in corrispondenza delle diverse direzioni di emissione. I valori ottenuti sono risultati in accordo con i dati teorici.
La caratterizzazione dei 10 contatori proporzionali a He-3 ha permesso di valutare la tensione ottimale di funzionamento. Valutando i conteggi registrati in presenza di una sorgente di neutroni al variare della tensione è stata ricostruita la curva di conteggio. La tensione scelta all’interno del plateau della curva di conteggio conferisce stabilità al sistema di rivelazione rispetto alle possibili oscillazioni del valore stesso della tensione e corrisponde alla situazione in cui i conteggi registrati equivalgono all’area sottesa alla distribuzione differenziale delle altezze d’impulso caratteristica del rivelatore a He-3.
Il dispositivo messo a punto è stato infine testato in diverse campagne sperimentali che hanno mostrato come il dispositivo stesso sia in grado di rivelare 2g di U-235 indipendentemente dall’ambiente in cui opera. La rivelazione è avvenuta in circa 2 minuti con una resa del generatore dell’ordine di 10^7 n/s. Il dispositivo presenta dunque le potenzialità di una rivelazione real-time nel caso di resa massima del generatore (10^8 n/s).
Successive campagne sperimentali e simulazioni hanno messo in luce i limiti attuali del dispositivo e i possibili futuri campi di studio. In particolare si è evidenziata la necessità di studiare l’influenza dello stato fisico del campione e della matrice in cui è inglobato e di ottimizzare il dispositivo in termini di dimensioni della cavità di indagine e di riduzione delle minime quantità rivelabili.