Plane two-phase (liquid + gas) jets occur in plunging jet bubble columns, and have potential applications in the inertial confinement fusion systems. In this investigation, some basic hydrodynamic and stability characteristics of these jets are studied. An experimental test facility is used where plunging plane two-phase jets are generated using air and water. The jet inlet flow characteristics are systematically varied. The void fraction distribution in the jet is measured at several locations along the jet, using the Gamma-Ray densitometry technique. The jet thickness is also measured. The void distribution profiles are then used for the qualitative assessment of the internal flow and phase interaction phenomena in the jet. The limits of the stability of the jet are also experimentally specified. Theoretical modeling of the macroscopic flow phenomena is also addressed.

During routine measurements of body composition using a 153Gd based dual photon densitometer, it was observed that negative values were being obtained for the body fat fraction in some adults, in children and in small animals. In these three groups, there appears to be a body size dependent error whereby the measured fat fraction becomes increasingly negative as subject size becomes smaller. The fat fraction is derived from relating the measured mass attenuation coefficient of soft tissue to an internal calibration based on the use of water and lard as substitutes for muscle and fat. To investigate whether this procedure for instrument calibration is the cause of the fat fraction errors, soft tissue phantoms which contained known amounts of fat, water and protein were prepared. Over the range of fat fractions used, accurate results were obtained. By using prepared soft tissue and water phantoms it was established that the measured fat fraction incorrectly became progressively smaller as object thickness decreased and incorrectly increased with object thickness. However, accurate measurements were obtained if the equivalent tissue thickness is greater than 9 em and less tnan 16 em of water. Equally reproducible measurements are obtained at all thicknesses investigated. When dual photon measurements of body composition in 13 adolescent females were compared with measurements obtained from skinfold thicknesses or bioimpedance, there was good agreement between techniques but dual photon results demonstrated a broader range of variation with body size. Comparisons between dual photon absorptiometry derived body composition measurements of 52 male athletes with results obtained from under water weighing allowed for derivation of a simple correction factor for the accuracy errors due to body size. / Thesis / Master of Science (MSc)

No description available.

A Rubber Balloon Soil Densitometer is one of the essential apparatuses in Geotechnical Engineering to measure the in-place volume of compacted soil to calculate the soil density. In 2019, some renowned institutions and organizations, Vattenfall, Luleå University of Technology, Uppsala University, Lund University, and HydroResearch AB, were involved in a research project. As a part of that research project, a small earth-rockfill dam was built in Älvkarleby, Vattenfall. During the construction of the experimental dam, to test the sufficiency of the degree of compaction in the core layers, the Rubber Balloon Soil Densitometer of the German company called Headquarters of Magdeburger Prüfgerätebau GmbH, in short HMP, was used. However, it was suspected that some of the HMP densitometer test results showed measured volumes of the excavated holes lower than the expectation. Hence, it aroused the necessity to check the correctness of the balloon test apparatus and its test procedure. This thesis topic aims to fulfill that necessity. The objective of this research is to determine whether the volumetric measurements achieved by this apparatus are accurate. If the volumes measured by this apparatus are inaccurate, it is crucial to find the reasons behind the inaccuracy. It is also essential to determine the inaccuracy causes and pursue the solution to obtain precision in volumetric measurement. This thesis topic is vital for engineers and researchers of civil engineering and other departments because concluding the research would help collect better soil density data using an HMP Rubber Balloon Soil Densitometer and other similar densitometers. All the laboratory works of this thesis were conducted at the Soil Laboratory of Luleå University of Technology. At the beginning of the laboratory work, a pit was excavated in a compacted mixed fine-grained silty sand type of soil inside a bucket to conduct a densitometer test. The actual volume of this pit was determined using the water replacement method. The HMP densitometer measured a volume of this pit smaller than its actual volume. Then, the apparatus itself was tested to evaluate its function. It was found that the plexiglass cylinder has different inner circular cross-sectional areas at different heights, which do not match the inner circular cross-sectional area mentioned in the HMP sticker on the plexiglass. As time passes, slight deformation of a plexiglass cylinder is normal and can happen because of temperature, applied pressure, and repetitive usage. The precision in percentage from the actual volume of a pit indicates the stuck air between the pit surface and the rubber balloon during a densitometer test. For engineering purposes, a precision in percentage smaller than one percent can be considered reasonable. The results showed that the actual volume of a pit should be at least around one liter to achieve precision in percentage from the actual volume of the pit smaller than about one percent. Additionally, pits with larger actual volumes have smaller precision in percentages from the actual volumes of the pits. The imperfection of the plexiglass cylinder has a lesser influence on larger pits during a densitometer test. Compacted coarse-grained soil can absorb the stuck air during a densitometer test because of having a sufficient quantity of pores. However, compacted fine-grained soil is so airtight that the soil can not absorb the stuck air. Transparent bowls and non-transparent bowls and a bucket were considered artificial pits of different sizes and shapes in compacted fine-grained soil, and densitometer tests were conducted with them. The results showed that the extended Ucsan bowl had the appropriate shape and size among these artificial pits. Because the average percentage of stuck air inside it was the smallest. However, the topmost diameter of an artificial pit or a real pit should be the same as the inner diameter of the metal ring of the HMP apparatus. Putting two stripes of industrial cleaning cloth perpendicularly inside an artificial or a real pit during a densitometer test was considered a solution to the stuck air problem. After applying this solution for the densitometer tests with all the artificial pits, the results showed that a real pit's appropriate shape and size with this solution should be similar to the extended Ucsan bowl. This was proved at the end of the laboratory work when a pit was excavated through the metal ring of the apparatus in a compacted mixed fine-grained silty sand type of soil inside a bucket to conduct densitometer tests. This pit was given a shape and size similar to the extended Ucsan bowl during excavation. This time, two industrial cleaning cloth stripes were placed perpendicularly inside the pit before the tests. The results showed that almost all the stuck air could be dissipated during a densitometer test by placing two stripes of industrial cleaning cloth perpendicularly inside a pit with a shape and size similar to the Ucsan bowl. During laboratory work, the HMP apparatus continuously measured volumes smaller than the actual volumes in all the densitometer tests.

<p>Syfte </p><p>Detta examensarbete gjordes för att försöka underlätta och förbättra arbetet med gråbalansstyrning vid dagstidningstryck. Punkter som ingår:</p><p>- Hur väl går det att mäta med densitometer på gråbalansfälten, och vad kan påverka dess mätvärden? </p><p>- Går det att hitta några riktlinjer för hur mätvärden, som erhålls från densitometern, skall förhålla sig till varandra? </p><p>- Hur små kan gråbalansfälten vara och ändå vara tillförlitliga att arbeta med visuellt? </p><p>- Hur förhåller sig konventionellt raster till stokastiskt raster? </p><p>Resultat </p><p>Vad gäller val av gråbalanston kan rekommenderas att använda någon av de fyra mellantoner, som ingick i undersökningen. Den allra ljusaste tonen i testerna är väldigt svår att läsa av visuellt, och vid mätning med densitometer är den inte tillräckligt känslig för variationer i fulltonsdensiteterna och punktareorna.Den allra mörkaste tonen är den som är enklast att läsa av visuellt i små fält, men vid mätning ger den väldigt spridda och oregelbundna mätvärden. </p><p>Vid mätning med densitometer är konventionellt raster stabilare än stokastiskt raster. Stokastiskt raster ger lite högre mätvärden, än vad det konventionella rastret gör, då båda metoderna har samma rastertonvärden för de ingående tryckfärgerna. Vid visuell bedömning har rastermetoderna olika fördelar. För konventionellt raster är det lättare att identifiera små densitetsavvikelser, medan stokastiskt raster är lättare att avläsa på väldigt små fält, då avvikelsen på fulltonsdensiteten ligger på +/- 0,1 D. </p><p>Placeringen på sidan spelar en stor roll när det gäller mätning med densitometer. Det allra viktigaste är att inte placera gråbalkarna så att de trycks bakom varandra på varsin sida av pappret. Detta påverkar mätningsresultatet relativt mycket. Även val av placering i tryckriktningen påverkar mätningar. Det gick att se klara tendenser på förändring i punktarean, genom att den ökade längs tryckriktningen. Denna förändring i punktarean påverkade mätvärdet. </p><p>Vid mätning med densitometer på ett CMY-fält, tryckt med konventionellt raster, ska C och M ge samma värde, medan Y skall ligga ungefär 0,01 mätenhet högre. För att K-fältet ska vara så likt CMY-fältet som möjligt, bör dess K-värde ligga 0,02 mätenheter över värdet för C i CMY-fältet. Det inbördes förhållandet mellan C-, M- och Y-värdena i CMY-fälten är vid stokastiskt raster svårare att bestämma. De ligger dock nära varandra i de flesta toner. Som referensmätvärde för C kan sägas att det bör ligga något under tonvärdet för cyan, vid konventionellt raster. När stokastiskt raster används bör detta värde ligga något över tonvärdet för cyan.</p>

Syfte Detta examensarbete gjordes för att försöka underlätta och förbättra arbetet med gråbalansstyrning vid dagstidningstryck. Punkter som ingår: - Hur väl går det att mäta med densitometer på gråbalansfälten, och vad kan påverka dess mätvärden? - Går det att hitta några riktlinjer för hur mätvärden, som erhålls från densitometern, skall förhålla sig till varandra? - Hur små kan gråbalansfälten vara och ändå vara tillförlitliga att arbeta med visuellt? - Hur förhåller sig konventionellt raster till stokastiskt raster? Resultat Vad gäller val av gråbalanston kan rekommenderas att använda någon av de fyra mellantoner, som ingick i undersökningen. Den allra ljusaste tonen i testerna är väldigt svår att läsa av visuellt, och vid mätning med densitometer är den inte tillräckligt känslig för variationer i fulltonsdensiteterna och punktareorna.Den allra mörkaste tonen är den som är enklast att läsa av visuellt i små fält, men vid mätning ger den väldigt spridda och oregelbundna mätvärden. Vid mätning med densitometer är konventionellt raster stabilare än stokastiskt raster. Stokastiskt raster ger lite högre mätvärden, än vad det konventionella rastret gör, då båda metoderna har samma rastertonvärden för de ingående tryckfärgerna. Vid visuell bedömning har rastermetoderna olika fördelar. För konventionellt raster är det lättare att identifiera små densitetsavvikelser, medan stokastiskt raster är lättare att avläsa på väldigt små fält, då avvikelsen på fulltonsdensiteten ligger på +/- 0,1 D. Placeringen på sidan spelar en stor roll när det gäller mätning med densitometer. Det allra viktigaste är att inte placera gråbalkarna så att de trycks bakom varandra på varsin sida av pappret. Detta påverkar mätningsresultatet relativt mycket. Även val av placering i tryckriktningen påverkar mätningar. Det gick att se klara tendenser på förändring i punktarean, genom att den ökade längs tryckriktningen. Denna förändring i punktarean påverkade mätvärdet. Vid mätning med densitometer på ett CMY-fält, tryckt med konventionellt raster, ska C och M ge samma värde, medan Y skall ligga ungefär 0,01 mätenhet högre. För att K-fältet ska vara så likt CMY-fältet som möjligt, bör dess K-värde ligga 0,02 mätenheter över värdet för C i CMY-fältet. Det inbördes förhållandet mellan C-, M- och Y-värdena i CMY-fälten är vid stokastiskt raster svårare att bestämma. De ligger dock nära varandra i de flesta toner. Som referensmätvärde för C kan sägas att det bör ligga något under tonvärdet för cyan, vid konventionellt raster. När stokastiskt raster används bör detta värde ligga något över tonvärdet för cyan.

Pyroprocessing is an electrochemical method for recovering actinides from used nuclear fuel and recycling them into fresh nuclear fuel. It is posited herein that proposed safeguards approaches on pyroprocessing for nuclear material control and accountability face several challenges due to the unproven plutonium-curium inseparability argument and the limitations of neutron counters. Thus, the Hybrid K-Edge Densitometer is currently being investigated as an assay tool for the measurement of pyroprocessing materials in order to perform effective safeguards. This work details the development of a computational model created using the Monte Carlo N-Particle code to reproduce HKED assay of samples expected from the pyroprocesses. The model incorporates detailed geometrical dimensions of the Oak Ridge National Laboratory HKED system, realistic detector pulse height spectral responses, optimum computational efficiency, and optimization capabilities. The model has been validated on experimental data representative of samples from traditional reprocessing solutions and then extended to the sample matrices and actinide concentrations of pyroprocessing. Data analysis algorithms were created in order to account for unsimulated spectral characteristics and correct inaccuracies in the simulated results. The realistic assay results obtained with the model have provided insight into the extension of the HKED technique to pyroprocessing safeguards and reduced the calibration and validation efforts in support of that design study. Application of the model has allowed for a detailed determination of the volume of the sample being actively irradiated as well as provided a basis for determining the matrix effects from the pyroprocessing salts on the HKED assay spectra.