A acurácia e precisão exigida nas novas técnicas radioterápicas é bastante elevada, como no caso da Radioterapia com Intensidade Modulada (IMRT). Desta forma, o tamanho dos dosímetros a serem utilizados nas medidas experimentais é um fator crítico. Além disso, a ausência de equilíbrio eletrônico lateral e a existência de intensos gradientes de dose no campo apresentam um desafio na determinação da dose administrada no tumor. Alguns dos dosímetro utilizados atualmente não apresentam resolução espacial ou sensibilidade condizentes com os requisitos das dosimetrias clínicas nessas técnicas radioterápicas. A dosimetria por Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), utilizando o aminoácido L-alanina como dosímetro, é um método amplamente aceito de dosimetria para medições de altas doses de radiação. O objetivo desta tese foi aprofundar o desenvolvimento da dosimetria por EPR, como um método competitivo para aplicações na radioterapia, que preencha os requisitos de precisão e acurácia e comparar medidas realizadas com os minidosímetros de L-alanina/ EPR com outras técnicas e algoritmos estudados. A nova metodologia dos minidosímetros com 95% L-alanina e 5% PoliVinil Álcool (PVA) de 1 mm de diâmetro e 3 mm de altura com massa 3,5 mg a 4,0 mg., foi utilizadas para medições de porcentagem de dose profunda (PDP) e perfis de campo de irradiação em objetos simuladores físicos (objetos simuladores não homogêneos) irradiados com a técnica da radioterapia. Os objetos simuladores não homogêneos foram construídos com materiais equivalentes que simulam o tecido mole, pulmão, osso e outras estruturas do corpo humano como o titânio, que é utilizado em próteses. Os objetos simuladores foram irradiados com fótons de energia máxima de 6 MeV do acelerador linear Siemens Primus com uma dose de 20 Gy aproximadamente. Os resultados obtidos experimentalmente com os minidosímetros de L-alanina foram comparados com outros procedimentos e técnicas já validadas como, por exemplo, o filme, o sistema de planejamento do tratamento (SPT) e a simulação Monte Carlo com o código PENELOPE-2008, que possibilitou a comparação de dados experimentais com dados obtidos pelo sistema de planejamento, e análise do comportamento das doses na interface de diversos materiais equivalentes a tecidos. As curvas de porcentagem de dose profunda (PDP) simuladas com o PENELOPE foram validadas pelas PDPs do setor de Radioterapia do HCFMRP-USP e utilizadas como padrão dosimétrico para nosso estudo. A menor diferença percentual entre a dose absorvida no caso simulado comparado ao experimental foi de 0,12%, e a maior de 7,2%. O material de maior absorção de dose foi o Titânio com um fator de atenuação de 40,43%. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que o sistema dosimétrico utilizando EPR com minidosímetros de 95% L-alanina e 5% PVA apresentam grande potencial na determinação de dose nas aplicações das novas técnicas de Radioterapia de pequenos campos. / The accuracy and precision required in new radiation techniques is quite high, as is the case of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT). Thus, the size of the dosimeters to be used in experimental measurements is critical. Moreover, the absence of lateral electronic equilibrium and the existence of intense dose gradients in the field present a challenge in determining the dose in the tumor. Some of the dosimeter used nowadays do not have spatial resolution or sensitivity consistent with the requirements of clinical dosimetry in these radiation techniques. The Electron Paramagnetic Resonance (EPR) dosimetry using the amino acid L-alanine as a dosimeter is a widely accepted method of dosimetric measurements of high-dose radiation. The goal of this thesis was to deepen the development of EPR dosimetry as a competitive method for applications in radiotherapy, fulfilling the requirements of precision and accuracy and compare measurements performed with L-alanine / EPR minidosimeters with other techniques and algorithms investigated. The new methodology of minidosimeters with 95% L-alanine and 5% polyvinyl alcohol (PVA), of 1 mm in diameter and 3 mm in height and with a mass 3.5 mg to 4.0 mg, was used for measurements of percentage depth dose (PDD) and field profiles in phantoms (inhomogeneous phantoms) irradiated with radiotherapy technique. The inhomogeneous phantoms were constructed with materials that simulate the soft tissue, lung, bone and other structures of the human body such as titanium, which is used in prostheses. The phantoms were irradiated with photons of 6 MeV maximum energy from a Siemens Primus linear accelerator with a dose of approximately 20 Gy. The results obtained experimentally with the L-alanine minidosimeters were compared with other procedures and techniques already validated such as, for example, film, treatment planning system (TPS) and Monte Carlo simulation with the code PENELOPE-2008, which allowed data comparison with the treatment planning system and an analysis of doses in the interface of different materials equivalent to the tissues. The curves of percentage depth dose (PDP) simulated with PENELOPE were validated with data from the Sector of Radiotherapy of HCFMRP-USP and were used as a dosimetric standard in this study. The lowest difference between simulated and experimental doses was 0.12% and the higher was 7.2%. The material with larger absorption was the Titanium with an attenuation factor of 40.43%. The present results demonstrate that the dosimetric system using EPR minidosimeters with 95% L-alanine and 5% PVA has a great potential in determining the dose from small fields new techniques in radiotherapy.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The great demand for techniques that can detect and determine the degree of susceptibility to corrosion motivated thedevelopment of a research project that resulted in the construction of a portable electrochemical cell that has been validated according to ASTM A262. The success of this technique for nondestructive evaluation has motivated the expansion of this technique to other materials and phenomena of precipitation. In this work it was evaluated the use of this EPR-DL portable cell used applied for assessing the susceptibility to corrosion in super duplex stainless steels UNSS32750 and UNSS32760.Those materials were heat treated at 475ÂC and 850ÂC at different time of creating different patterns precipitation of deleterious phases to be detected by the cell. The solutions used were: 2M H2SO4 +0.01 M KSCN +0.5 M NaCl (solution 1 ) and 2M H2SO4 +0.01 M KSCN +1.0 M NaCl (solution 2) and the speedsscanswerestudied: 1.67 mV / s , 3.0 mV / s and 6.0 mV / s. To prove the presence of deleterious phases precipitation and associate them with the electrochemical behavior presentedby the electrochemical cell, the sampleshad theirmicrostructuresanalyzedby optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive of X-ray spectroscopy (EDS). Also the consumption of ferrite magnetic phase was assessed with ferrite scope and performed Vickers hardness tests to analyze the increasing in hardness due to precipitation of deleterious phases. It was observed by OM, SEM / EDS, ferrite scope, EPR- DL and Vickers hardness, that as much longer the heat treatment the amount of deleterious phasesprecipitated was increased. The results demonstrated that the solution 2 was the most effective in detecting susceptibility to corrosion, being capable to detect the depletion of chromium even in conditions of low precipitation and obtaining greater values of Ir/Ia as the scanning speed was reduced to the same condition of heat treatment. All these analyzes has confirmed that the EPR- DL portable cell was able to detect the depletionof chromium caused by the presence of deleterious phases, and reflecting the degree of susceptibility to corrosion of SDSS which were studied / A grande demanda por tÃcnicas que consigam detectar e determinar o grau de susceptibilidade à corrosÃo motivou o desenvolvimento de um projeto que resultou na construÃÃo de uma cÃlula portÃtil para a determinaÃÃo do fenÃmeno da sensitizaÃÃo em aÃos inoxidÃveis austenÃticos, a qual foi validada seguindo a norma ASTM A262. O sucesso desta tÃcnica nÃo destrutiva em campo tem motivado a expansÃo dessa tÃcnica de anÃlise para outros materiais e fenÃmenos de precipitaÃÃo. O presente trabalho apresenta a avaliaÃÃo dessa cÃlula portÃtil utilizada em ensaios de EPRâDL para avaliaÃÃo de susceptibilidade a corrosÃo nos AISD UNS S32750 e UNS S32760. Estes materiais foram tratados termicamente a 475ÂC e a 850ÂCem diferentes tempos, criando diferentes padrÃes de precipitaÃÃes de fases deletÃrias para serem detectados pela cÃlula. As soluÃÃes utilizadas foram: 2M de H2SO4+0,01M de KSCN+0,5 M de NaCl (soluÃÃo 1) e 2M de H2SO4+0,01M de KSCN+1,0 M de NaCl (soluÃÃo2) e as velocidades de varreduras estudadas foram de 1,67mV/s, 3,0mV/s e 6,0mV/s. Para comprovar a presenÃa da precipitaÃÃo de fases deletÃrias e associÃ-las ao comportamento eletroquÃmico apresentado pela cÃlula, as amostras tiveram suas microestruturas analisadas por microscopia Ãtica (MO), microscopia eletrÃnica de varredura (MEV),e ensaios com energia dispersiva de raios-X (EDS).TambÃm foram avaliados o consumo da fase ferrita por analise magnÃtica com ferritoscÃpio e realizados ensaios de dureza Vickers para analisar o aumento da dureza devido a precipitaÃÃo das fases deletÃrias. Foi observado por MO, MEV/ EDS, ferritoscÃpio, EPR-DL e por dureza Vickers que quando maior o tempo de tratamento tÃrmico maior foi a quantidade de fases deletÃrias precipitadas. Quanto maior foi o nÃvel de precipitaÃÃo, maiores foram os valores de Ir/Ia e maiores valores de dureza foram obtidos. Os resultados mostraram que a soluÃÃo 2 foi a mais eficaz na detecÃÃo da susceptibilidade a corrosÃo, conseguindo detectar o empobrecimento de cromo mesmo em condiÃÃes de baixa precipitaÃÃo, e obtendo maior valores de Ir/Ia conforme a velocidade de varredura era diminuÃda para uma mesma condiÃÃo de tratamento. Todas essas anÃlises comprovaram que a cÃlula portÃtil de EPR- DL foi capaz de detectar o empobrecimento de cromo ocasionado pela presenÃa das fases deletÃrias, e refletindo o grau de susceptibilidade a corrosÃo dos AISD estudados.

O espodumênio (LiAl Si IND 2 O IND 6) de cor lilás, chamado kunzita, encontrado no Estado de Minas Gerais, foi investigado no presente trabalho. A análise de fluorescência de raios-X revelou, além das componentes básicas Si 0 IND 2, Al IND 2 O IND 3 e Li IND 2O, várias impurezas, sendo Mn e Fe as principais. Para comparação com o material natural, um policristal \"puro\" de -espodumênio foi produzido pela devitrificação de um vidro obtido da mistura de Si 0 IND 2, Al IND 2 0 IND 3 e Li IND 2 0. Esse método de devitrificação proporciona um processo importante e relativamente simples para produzir um policristal puro que pode ser usado na comparação do material natural. A curva de emissão termoluminescente (TL) da amostra recozida em 600°C por 1h apresentou picos em 145, 215, 350, 370 e 460°C, após uma irradiação com doses entre 10 e 5000Gy. A resposta TL desses picos, acima de 50Gy, é supralinear. A luz TL emitida por amostras naturais recozidas entre 500 e 900°C e, então, irradiadas, mostra que com o tratamento térmico em 900°C a sensibilidade TL aumenta por um fator de 3 comparado com o recozimento entre 500 e 800°C. Esses tratamentos térmicos afetam, também, a estrutura cristalina, mantendo a cristalinidade, mas produzindo um rearranjo nos planos de reflexão e no tamanho dos grãos. O espectro da luz TL da amostra natural apresenta uma banda em torno de 610nm, intensa e larga (-200nm) para todos os picos, embora uma banda muito fraca e larga seja, também, observada em torno de 480nm. Isto significa que, praticamente todos os elétrons que chegam na BC, após o aquecimento para a leitura TL, recombinam-se com um único centro, emitindo luz em torno de 610nm, sendo ele o centro de alumínio [Al O IND 4/h]. As medidas TL do policristal irradiado e não irradiado mostram que, exceto pelos picos TL em 350 e 370°C, todos os outros são devidos à defeitos intrínsecos. Esta conclusão é confirmada pelo espectro de emissão, o qual mostra na amostra artificial a mesma banda em 610nm. A luz UV induz diretamente a termoluminescência. Como a energia dos fótons é bem inferior à largura da banda proibida, a indução de TL foi interpretada como sendo devido à absorção de dois fótons. A resposta TL observada resultantes da irradiação UV de luz syncrotron ou com lâmpadas fluorescentes ou de Hg é diferente da produzida por irradiação gama e diferente entre elas próprias. Ainda não foi encontrada explicação para o fenômeno. No início da irradiação UV, para o pico de 460°C, predomina o acúmulo de transportadores de carga nas armadilhas. Com a longa exposição (>22h) há a diminuição desse pico, prevalecendo o processo de fototransferência acompanhado de fotoesvaziamento. A irradiação intensa cria vacâncias de oxigênio, que recebem em seguida, elétrons da ionização dando origem a centros F. O cristal torna-se predominantemente verde. As bandas de absorção óptica que surgem com irradiação e pertencem a esse centro F, 310, 360, 470 e 630nm, decaem entre 150 e 250°C. Esse comportamento é similar ao do pico TL em 220°C, indicando que esse centro TL está correlacionado ao centro F. Há forte evidência, como no quartzo contendo alumínio como impureza, que o íon de Al POT. 3+ tem a tendência de substituir o íon de Si POT 4+ no tetraedro Si O IND 4, dando origem ao centro [Al O IND 4] Este é neutralizado por um íon alcalino (Li POT. + ou Na POT. +). A irradiação remove M POT.+ e o radical resultante captura um buraco, dando origem ao centro de alumínio [Al O IND 4/h]. Foi aqui proposto, por isso, o seguinte mecanismo de emissão da luz TL em torno de 220°C: i) Durante a irradiação formam-se os centros F e os centros de alumínio. ii) Durante o aquecimento na região de 150°C a 220°C para a leitura TL, tem-se: a. Centro F ---- calor Vacância de O + 2e POT (ou E IND 1+ e POT. ). b. [Al 0 IND 4 /h]+ e POT - [Al O IND 4] POT - + hv IND. TL (pico de 220°C) Foi constatado que a banda de AO em 530nm cresce entre 200 e 300°C, decaindo além de 300°C, para tornar a kunzita incolor em torno de 400°C. Como o Mn POT .3+ é suposto ser o responsável pela cor lilás, ele dá origem à banda em 530nm. Por outro lado, o tratamento térmico isócrono mostra que os picos TL em 350°C e 370°C decaem entre 320 e 375°C, mostrando que há forte correlação entre a banda de absorção em 530nm e os picos TL em 350 e 370°C. Foi, então, proposto que o Mn POT. 4+, presente na amostra, se torna Mn POT. 3+ como aquecimento entre 200 e 300°C, capturando um elétron. Com o aumento da concentração de Mn POT 3+a cor lilás fica mais intensa. Acima de 300°C, tem-se a liberação de um elétron do Mn POT. 3+, que se torna novamente Mn POT 4+. O elétron assim liberado pode recombinar-se com o centro de alumínio e há emissão de luz TL. Comparando-se o comportamento térmico do pico TL em 460°C e um sinal em g= 1,997 pode-se afirmar que os dois centros têm uma relação íntima. Esse centro paramagnético tem semelhança ao centro E IND 1 \', porém, nenhuma indicação definitiva dessa identificação foi encontrada. / Natural spodumene, LiAlSi2O6, of lilac colour, called kunzite, from Minas Gerais State, Brazil, was investigated. An X-ray fluorescence analysis revealed several impurities, Mn and Fe being the principal ones, besides the matrix components SiO2, Al2O3 and Li2O. For comparison a pure policrystal of -spodumene was produced by devitrifying a glass obtained from Si02, Al2O3 and Li2O. The devitrification process has proved to be an important and relatively simple process to produce a \"pure\" polycrystal, which can be used for comparison with a natural sample. The TL glow curves of kunzite annealed at 600°C for 1h presented TL peaks at 145, 215, 350, 370 and 460°C, after gamma-irradiation with doses varying between 10 and 5000Gy. The TL response of these peaks, above 50 Gy, is supralinear. The TL light emitted by samples heated with treatments between 500 and 900°C and, then, irradiated showed that TL sensibility of kunzite is increased for 900°C by a factor of 3. Since X-ray diffraction of all heat treated samples shows changes in diffraction lines, keeping their crystallinity, such heat treatment seems to produce rearrangement of reflection planes, as well as, of grain sizes. The spectrum of TL emission consists of a very large band around 610nm and a very weak one around 480nm. This means that during heating from TL reading, most of the liberated electrons recombine with only one recombination center, with has been identified as the aluminum center, [AlO4/h]. The TL measurements of an irradiated and non-irradiated artificial polycrystal showed that except for the 350 and 370°C TL peaks, the others are due to intrinsic defects. This conclusion is confirmed by the TL emissions spectra, which shows in the artificial sample the same band at 610nm. The UV light from a fluorescence lamp or usual Hg lamp induce thermoluminescence after 3h or longer exposure. Since photon energy from such UV source is about half of spodumene band gap energy or of other silicate crystals, we assume that it is a two-photon absorption process. Under very long time exposure to UV light, the intensity of the TL peak at 460°C decreases, while high energy photons produce an increase in the intensity until it reaches saturation. It is quite possible that, while the irradiation time is less than ~20h the filling traps (relative to 460°C TL peak) predominante, but, as a large number of the traps are filled, phototranfer becomes effetive emptying these traps. Of course, bleaching process also contribute to decrease the 460°C TL peak. The thermoluminescence induced by Hg lamp UV light, as well as by synchrotron VUV light, differs from that induced by high energy photons, for instance X- or y-rays. So far, no explanation was found. A relatively heavy irradiation creates in the crystal oxygen vacancies, which become F-center after capturing electrons released by ionization. The kunzite then becomes green coloured. The optical absorption bands at 630, 470, 360 and 31 O nm belong to this F-center. All of them are annealed out in the 150 to 250°C temperature region. Since the TL peak at 220°C has similar thermal behaviour, this peak is correlated to the F-center. In silica and silicate crystals there is a tendency for substitution of Si4+ by AI3+. The charge neutrality is guaranteed by alkaline ions, in the case of kunzite by Na+ ions, usually present. Then, during irradiation one has: Lattice with O2- --irrad. Vacancy of O2- in the lattice Vac. O2- + 2e- F-center [AlO4 / M] --irrad. [ALO.]- + M+ [ALO4]- + h [AlO4]- /h] = aluminum center During the TL reading (heating): F-center --heat Vac.O + 2e- (or E1\' +e-) [AlO4 / h] + e- [ALO4]- + hv TL (220°C TL peak) The optical absorption band at 530nm is correlated with lilac colour of kunzite, therefore, it is related to Mn3+. Since heating from 200 to 300°C enhances the colour it was assumed that Mn4+ traps an electron becoming Mn3+. The lilac colour of kunzite fades beyond 300°C leaving the kunzite colourless around 400°C. On the other hand, TL peaks at 350 and 370°C decrease similarly between 300 and 400°C, therefore, it was concluded that these TL peaks are correlated with Mn3+ centers responsible for the 530nm OA band. A week EPR signal with g=1.997 was observed, which decays in a very similar way to 460°C TL peak. Hence we conclude that they are one and the same center. Its nature was not identified, although the experimental result show that it is E1 -like center.

Neste trabalho foi estudado a influência da água na estabilização da estrutura e conformação da mioglobina (Mb) e hemoglobina (Hb) através de mudanças no centro ativo (grupo heme), detectadas por Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE). Utilizou-se os derivados meta Mb e nitrosil-Mb de baleia, meta Mb eqüina, meta Hb humana e meta Hb bovina. Amostras com diferentes graus de hidratação (0 a 0,50g H2/g proteína) foram submetidas as medidas de RPE, a T= -160&#176C, acompanhando o sinal do íon ferro (III) nas metas Mb (e Hb) e do grupo NO na nitrosil-Mb. A fração populacional dos complexos formados foram obtidos a partir da integral dupla do espectro de RPE. Na desidratação da meta Mb 65% das moléculas perderam a água da sexta coordenação do ferro (III) dando origem a outros complexos. Um desses complexos foi o hemicromo H (bi-histidina) onde um átomo de nitrogênio da histidina distal E7 se coordena ao ferro, com a hélice E se movimentando em direção ao heme. Adicionalmente a formação do hemicromo observou-se uma diminuição de 40% de moléculas detectáveis por RPE, na desidratação, e sugeriu-se a formação de moléculas com ferro reduzido [Fe (II)] como explicação para essa redução. Foi observado também um alargamento da linha com g &#8776 6 para as amostras com graus de hidratação menores que 0,20g H2O/g Mb devido a desvios da simetria axial em torno do íon ferro (III). Esses desvios de simetria foi proposto originar-se de distorções conformacionais nas amostras com baixa hidratação. Em níveis de hidratação acima de 0,20g H2O/g Mb observou-se um aumento considerável de centros detectáveis por RPE com a recuperação de moléculas com a forma meta. Na meta Hb somente 5% das moléculas permaneceram com a água da sexta coordenação do ferro após a desidratação. As outras 95% das moléculas deram origem a dois tipos de hemicromos (55%) e moléculas de Fe2+ (40%). Foram formados o hemicromo H e principalmente o hemicromo P (o 5&#176 ligante do ferro deve ser o átomo de enxofre da cisteína da cadeia &#946 posição 93 (&#94693), vizinho da histidina proximal &#94692 que é deslocada, e o 6&#176 ligante é proposto ser o nitrogênio da histidina distal E7). Em um nível de hidratação em torno de 0,40g H2O/g Hb há um aumento considerável de moléculas que voltam a ter a água na 6&#176 coordenação do ferro com o concomitante decréscimo da quantidade de hemicromos e de moléculas com ferro (II). Na adição do gás NO nas amostras de meta Mb de baleia com diferentes graus de hidratação houve a formação significante do complexo Fe2+ - NO somente abaixo de 0,25g H2O/g Mb. Em valores superiores de hidratação (até 0,50g H2O/g Mb) as amostras tornaram-se praticamente diamagnética, após a adição do NO, com a formação do complexo Fe2+ - NO+. Os resultados foram interpretados supondo que o NO reage diretamente com íons Fe2+ disponíveis abaixo de 0,25g H2O/g Hb formando o complexo Fe2+ - NO paramagnético. Em hidratações superiores como praticamente não há mais íons Fe2+ disponíveis o NO reduz o Fe3+ parando no intermediário Fe2+ - NO+ - diamagnético. O espectro tripleto observado para o NO em baixa hidratação na Mb é associado a um complexo onde o ferro (II) está pentacoordenado. Isso indica que a histidina proximal F8 se afastou do heme tornando possível a entrada de um novo grupo em seu lugar / In this work the role of water was studied in the stabilization of structure and conformation of myoglobin (Mb) and hemoglobin ( Hb) by changes in the active center (heme group), detected by Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Whale met Mb and nitrosyl-Mb, equine met Mb, human and bovine met Hb were used. Samples with differents hydration degrees (0 to 0,50 g H2O/g protein) were measured by EPR, T= -160&#176C, analysing the iron (III) signal in the met Mb (and Hb) and NO signal in the nitrosyl-Mb. The populational fractions of complexes were obtained by double integration of EPR spectrum. In the dehydration of met Mb 65% of molecules lost the water molecule coordinated to the iron (II) giving origin to other complexes. One of these complexes was the hemichrome H (bishistidin) where the nitrogen atom of the E7 distal histidin binds to the iron (III). For this to occur the E helix must be close to the heme group. A percentual of 40% of the molecules were not detected by EPR in the dehydration and we suggest the reduction of iron (III) to iron (II) in these molecules. We also observed an increase of line width of g &#8764 6 signal in the samples with hydration degree below 0,20g H2O/g Mb, due to changes in the axial symmetry around at iron(III) ion. These symmetry changes were suggested to occur due to conformational distortions in the samples at low hydration. For hydrations levels above 0,20g H2O/g Mb a considerable increase was observed in the groups detectable EPR with recuperation of molecules in the met form. In met Hb only 5% of molecules remained with the water molecule coordinated to the iron after dehydration. The other 95% of molecules gave origin to two types of hemicromes (55%) and molecules with iron (II) (40%). The hemichromes observed were the bi-histidin and hemichrome P (the proximal histidin 92 was deslocated with the coordination of sulphur atom of cystein 93). For hydration levels around 0,40 g H2O/g Hb there is a considerable increase of molecules that return to met form. There is for the same hydration level a decrease of quantities of hemichromes and molecules with iron (II). In the NO gas addition to whale met Mb sample with differents hydration degrees we observed significant formation of Fe (II) - NO complex only below 0,25 g H2O/g Mb. For higher hydration levels (until 0,50 g H2O/g Mb) after the NO addition, the samples were pratically diamagnetic, with the formation of Fe (II) NO+ complex. The results were interpreted supposing that NO binds directly to Fe (II) ion that is present below 0,25 g H2O/g Hb with the formation of a paramagnetic complex Fe (II) - NO. For higher hydrations there is no iron (II) available and the NO reduces the iron (III) with the formation of intermediate diamagnetic complex Fe (II) NO+. The triplet spectrum displayed by NO at low hydration in Mb is associated with a complex where the iron (II) is pentacoordinated. This result indicates that F8 proximal histidin moves away from the heme group possibilitating the coordination of a new group in this place

Neste trabalho, analisamos a interação de pequenas moléculas, marcadores hidrofóbicos, com hemoglobina, em diferentes estados: monocristal, pó e solução aquosa. Os métodos de análise empregados, são baseados nas teorias de relaxação em líquidos e técnicas não lineares de ressonância ST-RPE (transferência de saturação), fornecendo informações sobre mudanças locais nas vizinhanças desses marcadores. Um dos marcadores hidrofóbicos, o TEMPO, mostrou uma anisotropia considerável nos espectros de RPE do monocristal de hemoglobina que está relacionado com o empacotamento molecular da proteína do cristal. A associação desses métodos de análise conduziu a importantes informações sobre mudanças na camada de hidratação em várias proteínas: hemoglobina, mioglobina e lisozima, monitoradas pelo marcador covalente derivado da maleimida, e induzidas pela temperatura, sob diferentes condições de hidratação. Desta forma o uso da espectroscopia de RPE especialmente com simulação espectral e DT-RPE mostro ser um método potente e ainda não explorado no estado de hidratação de proteínas / In this work, the interactions of small molecules, hydrophobic spin labels, with hemoglobin, under different states was analysed: single crystal, powder and aqueous solution. The methods of analysis employed, are based in relaxation theory in liquids and non-linear techniques, saturation transfer (ST-EPR), giving informations on the local changes in neighbourhood of the labels. One of the hydrophobic labels, TEMPO, showed a considerable anisotropy in the hemoglobin single crystal spectra, a result related to the molecular packing in the protein single crystal. The association of the techniques of analysis all together lead to important informations an temperature induced changes in the hydration layer in several proteins: hemoglobin, myoglobin, NEM*, a maleimide derivated, in different conditions of hydration. In this way the use of EPR spectroscopy and particularly with spectral simulations and ST-EPR, proved to be a powerful and not yet very much explored method to study the problem of protein hydration

Within the PhD. thesis the problems of H-transfer from selected types of phenols, aromatic secondary amines and compounds with acidic CH bond were investigated. This process was initiated by the action of redox agents, mostly PbO2, in nonpolar solvents. The abstraction of hydrogen atom results in the formation of radical intermediates, which were detected by EPR spectroscopy. Because in most cases, highly unstable radicals were produced, it was neccessary to apply the technique of indirect detection, so called spin trapping. This method enables to interpret the character of generated radicals on the basis of EPR parameters of radical adducts, which are formed by their reaction with suitably chosen compounds, spin traps, which are added to the reaction system. As spin traps, the aromatic nitrosocompounds were preferentially used. Due to the fact that EPR spectra of radical adducts were in most cases very complex, their interpretation was possible only using the computer simulation. Based on this approach, new information about the character of addition of phenoxyl tradicals to aromatic nitrosocompounds, stability of alkyl substituents in methyl substituted phenols and character of C-radicals, generated from substituted coumarines and beta-diketones, was obtained. Simultaneously, the small ability of nitrogen radicals, primary products of the splitting of NH bond, to enter the reaction with spin traps was proved by aromatic secondary amines.

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The South African government’s integrated resource plan for electricity IRP2010 states that the country plans to have an additional 9.6 GW of nuclear power on the national electricity grid by 2030. In support of this, the NRF-funded SARChI Research Chair in Nuclear Engineering within the School of Mechanical and Nuclear Engineering at the North-West University recently initiated research studies focused on Light Water Reactor (LWR) systems. These studies inter alia involve coupled neutronic and thermal hydraulic analyses of selected LWR systems. This study focuses on the steady state neutronic analysis of the European Pressurised Reactor (EPR) using Monte-Carlo N-Particle (MCNP5). The neutronic model will in due course be coupled to a thermal hydraulic model forming part of a broader study of the system. The Monte Carlo neutron transport code MCNP5 has been widely used since the 1950s for analysis of existing and future reactor systems due to its ability to simulate complex fuel assemblies without making any significant approximations. The primary aim of the study was to develop an input model for a representative fresh fuel assembly of the US EPR reactor core from which the fluxes and fission power of the reactor can be obtained. There after a 3D model of full EPR core developed by the school of mechanical and nuclear engineering based on findings of this work is also tested. The results are compared to those in the US EPR Final Safety Analysis Report. Agreement in major core operational parameters including the keff eigenvalue, axial and radial power profiles and control rod worth are evaluated, from which consistency of the model and results will be confirmed. Further convergence of the model within a reasonable time is assessed. / MSc (Engineering Sciences in Nuclear Engineering), North-West University, Potchefstroom Campus, 2014