A membrana amniótica (MA) é considerada um biomaterial com propriedades biológicas benéficas ao processo de reparação tecidual, servindo ao tratamento de feridas e queimaduras. Recentemente, tem sido usada como substrato para a construção de substitutos cutâneos, possibilitando o cultivo de queratinócitos humanos. Contudo, por se tratar de um material biológico, com risco de transmissão de doenças infectocontagiosas, necessita ser conservado e esterilizado antes de seu uso clínico. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da radiação ionizante sobre membranas amnióticas gliceroladas, com ênfase em sua compatibilidade ao cultivo de queratinócitos humanos. Quatro MA foram conservadas em altas concentrações de glicerol (>85%), sendo metade delas enviadas para radioesterilização a 25 kGy. Constituíram-se dois grupos de estudo: MA não irradiadas (MA-ni) e MA irradiadas (MA-i). Ambos os grupos foram submetidos a protocolo padronizado de desepitelização e avaliados por microscopia óptica (Hematoxilina-eosina e Picrossirius), imunofluorescência para colágeno IV e laminina e microscopia eletrônica. Posteriormente, foram cultivados queratinócitos humanos sobre as superfícies desepitelizadas das bases de MA-ni e MA-i em situação imersa e em interface ar-líquido. Foram comparados os resultados nos instantes 14 e 21 dias de cultivo, por microscopia óptica e eletrônica. As análises microscópicas, após a denudação epitelial, demonstraram que no grupo não irradiado a continuidade da membrana basal encontrava-se preservada, enquanto no grupo irradiado não existia nenhum indício de resquício da presença da membrana basal na superfície do material. O resultado das culturas de queratinócitos mostrou que no grupo não irradiado houve crescimento de um epitélio multiestratificado e diferenciado, inclusive com a formação de estrato córneo na situação de interface ar-líquido. No grupo irradiado, o epitélio formado era composto por duas a três camadas de estratificação e discreta diferenciação celular, com semelhanças entre o cultivo imerso ou em exposição ao ar. A MA glicerolada foi compatível ao crescimento de epitélios cultivados, demonstrando potencial ao uso como um possível substituto dermoepidérmico. A irradiação a 25 kGy provocou danos estruturais às MA, levando a alterações na membrana basal e facilitando a sua perda quando exposta ao protocolo de desepitelização. Esta perda pode explicar a diferença nos resultados do cultivo de queratinócitos em MA-i em relação ao MA-ni / The amniotic membrane (AM) is a biomaterial with biological properties that are beneficial to tissue repair. It has been used as a temporary coverage to threat burns and chronic wounds. Recently, it has been served as a substrate for keratinocytes culture to construct a living skin equivalent. However, MA is a biological material, and its transplantation could cause infectious disease for receptors. So, it must be preserved and sterilized before clinical use. The aim of this study was to evaluate the radiation effects on glycerol-preserved MA, considering its compatibility to support human keratinocytes culture. Four MA were stored in high concentrations of glycerol (> 85%) and half of them were radio sterilized with a dose of 25 kGy. Then, we established two groups: non-irradiated MA (MA-ni) and irradiated MA (MA-i). Both groups was de-epithelialized by a standardized protocol and was investigated morphologically, immunohistochemical and ultraestructural. Subsequently human keratinocytes were cultivated immersed and in air-liquid interface on denuded surface of MA-i and MA-ni. The results were compared at 14 and 21 days of culture by light and electron microscopy. After epithelial denudation, analyses demonstrated the continuity of the basement membrane in MA-ni group, whereas in the irradiated group, there was no indication of the basement membranes presence on the surface of MA. The cell cultures showed that in the non-irradiated group, there was growth of a multi-layered and differentiated epithelium, with a stratum corneums formation in air-liquid interface. In the irradiated group, the epithelium had only two or three layer, little cell differentiation, with the same results immersed or air-liquid interface system. Glycerol-preserved MA was biocompatible with the growth of a cultivated epithelium, showing its potential as a skin substitute. Irradiation at 25 kGy cause structural damage to the tissue, making changes in basement membrane, that facilitates its loss when exposed to the de-epithelialized protocol. The basement membranes loss may explain the difference between the keratinocytes cultivation on MA-I and MA-ni

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor de corrente transiente destinado a detectar a ocorrência de um evento transiente causado pela incidência de radiação ionizante em um circuito integrado. Iniciando com uma descrição dos efeitos da radiação sobre os circuitos integrados e dos tipos de radiação de interesse, os fundamentos da técnica Bulk- BICS são apresentados e as propostas existentes na literatura são expostas e avaliadas, com ênfase no sensor que utiliza a célula de memória dinâmica DynBICS, resultado de um trabalho prévio e do qual se dispõe de amostras fabricadas. Sobre essas amostras são efetuados testes elétricos, um ensaio de dose total irradiada TID e um ensaio de estimulação laser, cujos resultados são apresentados e confirmam a funcionalidade da topologia da célula de memória dinâmica aplicada a circuitos Bulk-BICS. Em seguida, é apresentada a topologia da célula de memória integrativa como uma evolução da célula de memória dinâmica e propõe-se o circuito de um novo sensor Bulk-BICS baseado na nova célula. O funcionamento elétrico do circuito desse novo sensor TRIBICS é avaliado através de simulação de circuitos determinando-se a sensibilidade e o tempo de resposta do sensor utilizando-se pulsos de corrente em dupla exponencial. É feita uma análise do funcionamento da célula de memória estática e, através de uma comparação de desempenho entre as células de memória estáticas utilizadas em três circuitos propostos e a célula de memória integrativa, utilizando um modelo simplificado, mostra-se que a célula de memória integrativa é mais rápida e sensível do que as contrapartes estáticas O sensor TRIBICS é então simulado em conexão com um modelo de dispositivo, sendo antes apresentados os modelos TCAD do inversor utilizado como alvo da incidência da radiação nas simulações. São apresentados resultados obtidos individualmente para o transistor NMOS e para o transistor PMOS, nos quais se mostra a formação de um canal condutivo entre dreno e fonte durante o SET. Mostra-se, também, que os resultados obtidos com a simulação de dispositivos não concorda com aqueles proporcionados pela simulação de circuitos no tocante à divisão das correntes transitórias entre dreno, fonte e substrato. O resultado das simulações de dispositivo efetuadas com os modelos TCAD em modo misto com o circuito TRIBICS descrito em SPICE mostram a relação entre a transferência de energia da irradiação LET e a efetiva deteção do SET provocado, em função da distância entre os contatos de bulk ou substrato, permitindo determinar a máxima distância entre contatos para 100% de certeza na deteção do SET. Com isso, obtém-se uma estimativa do número de transistores que pode ser monitorado pelos Bulk-BICS. É proposta a estratégia de implementação dos Bulk-BICS na forma de uma standard cell a ser posicionada entre os grupos de transistores sob monitoração, e uma estimativa da relação entre as áreas dos transistores monitorados e do Bulk-BICS é apresentada. Por fim, é estudada a questão da fabricação dos Bulk-BICS no mesmo substrato dos transistores monitorados e uma maneira de fazê-la é proposta. Os resultados encontrados permitem definir a viabilidade e a eficácia da técnica Bulk-BICS como forma de deteção de eventos transientes em sistemas digitais. / A current sensor to detect the occurrence of a single-event transient that is caused by the incidence of ionizing radiation in an integrated circuit is presented. Radiation of interest and their effects on the integrated circuits are discussed. Fundamentals of the Bulk-BICS technique and the circuits proposed in the literature to implement this technique are discussed and evaluated, with emphasis on the dynamic memory cell-based circuit DynBICS, which was developed as a previous work and with fabricated samples available. Experimental results obtained from a series of electrical tests, a TID test, and a laser-stimulated test that were conducted on a number of fabricated and packaged samples are presented. The results confirm that the dynamic memory cell is suitable and robust enough to be used in Bulk-BICS circuits. Next, evolution of the dynamic memory cell into an integrative memory cell is discussed and the circuit of a Bulk-BICS using this new memory cell topology is presented. The electrical operation of this new sensor TRIBICS is evaluated using circuit simulations. By using double-exponential current pulses, both the sensitivity and the response time are determined. The static memory cell operation is analyzed and a comparison of performance between static and integrative cells is performed using a simplified model. The results show that the integrative memory cell is faster and more sensitive than the static cells used in three state-ofthe- art sensors published in literature Then the TRIBICS sensor is simulated connected to a TCAD-modeled device, comprising an inverter, which is used as a target for radiation impact. TCAD models are previously presented and the results obtained when the PMOS and NMOS transistors are separately excited by radiation show the formation of a conductive link between drain and source regions during the occurrence of SET. The simulations also show that the results obtained by using TCAD simulations do not agree with the ones obtained by using circuit simulation regarding the current share among drain, source and bulk during the SET. Mixed-mode simulations using the TCAD models in conjunction of TRIBICS circuits described in SPICE show the relationship between LET and the effective SET-detection with the inter-tap distance as a parameter, and allows to determine the inter-tap distance for 100% of SET detection efficiency. Based on these results, an estimate of how many transistors can be monitored by the Bulk-BICS is obtained. It is proposed to implement the Bulk-BICS as a standard cell, to be positioned in between the standard cell that compose a digital circuit and the area overhead necessary to implant the sensors in a real circuit is estimated. The problem on how to manufacture the Bulk-BICS circuit in the same substrate of the monitored transistors is studied and a solution is proposed. The results show the viability and effectiveness of the Bulk-BICS technique, as a means to detect single-event transients in digital systems.

Este trabalho aborda um sistema de aquisição de dados (SAD) analógico-digital, baseado em um esquema redundante com diversidade de projeto, que é testado em dois ambientes diferentes de radiação. O primeiro experimento considera um teste de dose total ionizante (Total Ioninzig Dose - TID) sob irradiação gama, e o segundo experimento considera os efeitos de eventos singulares (Single Event Effects - SEE) sob irradiação por íons pesados. O SAD é composto, principalmente, por três conversores analógicos-digitais (ADCs) e dois votadores. A técnica usada é a Redundância Modular Tripla (Triple Modular Redundancy - TMR), com implementação em diferentes níveis de diversidade (temporal e arquitetural). O sistema é construído em um System-on-Chip programável (PSoC 5LP) da Cypress Semiconductor, fabricado em tecnologia CMOS de 130nm. Para a irradiação com TID, se utiliza o PSoC de part number CY8CKIT-050 sob uma fonte de radiação gama de 60Co (cobalto-60), com uma taxa de dose efetiva de 1 krad(Si)/h por 10 dias, atingindo uma dose total de 242 krad(Si) Para SEE se utiliza o protótipo PSoC de part number CY8CKIT-059 (sem encapsulamento) em um acelerador de partículas 8UD Pelletron usando 16O (oxigeno-16) ao vácuo, com energia de 36 MeV em um LET aproximado de 5.5 MeV/mg/cm2 e uma penetração no silício de 25 mm, resultando em um fluxo de 354 p/cm2.s, e uma fluência de 5077915 p/cm2 depois de 14755 segundos (4h 09min). Observou-se com o resultado do primeiro estudo que um (1) dos módulos do sistema apresentou uma degradação significativa na sua linearidade durante a irradiação, enquanto os outros tiveram uma degradação menos grave, mantendo assim a funcionalidade e confiabilidade do sistema. Durante o tempo de irradiação do segundo estudo, foram observadas 139 falhas: 53 SEFIs (Single Events Funtional Interrupt), 29 falhas críticas e 57 falhas SDC (Silent Data Corruption), atingindo as diferentes copias do sistema e um dos votadores do mesmo, mas sempre mantendo a saída esperada. Nos dois experimentos se evidencia a vantagem de usar a diversidade de projeto, além do TMR, para melhorar a resiliência e confiabilidade em sistemas críticos redundantes que trabalham com sinais mistos. / This work presents an analog-to-digital data acquisition system (DAS) based on a redundant scheme with design diversity, being tested in two different radiation environments. The first experiment is a Total Ionizing Dose (TID) essay and the second one considers Single Event Effects (SEE) under heavy ion irradiation. The DAS is mainly composed of three analog-todigital converters (ADCs) and two voters. The used technique was the Triple Modular Redundancy (TMR) implementing different levels of diversity (temporal and architectural). The circuit was built in a programmable System-on-Chip (PSoC 5LP) from Cypress Semiconductor, fabricated in a 130nm CMOS technology process. For the irradiation with TID the part number CY8CKIT-050 PSoC was used under a 60Co (cobalt-60) gamma radiation source, with an effective dose rate of 1 krad(Si)/h during 10 days, reaching a total dose of 242 krad(Si). For SEE experiments the part number CY8CKIT-059 (without encapsulation) PSoC prototype under a 8UD Pelletron particle accelerator using 16O (oxigen-16) under vacuum, with an energy of 36 MeV, resulting in a flux of 354p/cm2.s and a fluence of 5077915p/cm2 after 14755 seconds (4h 09min). As result of the first study it was observed that one of the system’s modules presented a significant degradation in its linearity during the irradiation, while degradations in the other modules were not as deep, maintaining the system’s functionality and reliability. During the period of the radiation of the second study, 139 faults were observed, 82 of them were critical and 57 were SDC (Silent Data Corruption), reaching the different system copies and one of the voters, while always maintaining the correct output. The advantage of using diversity, besides TMR, to improve resilience and reliability in redundant systems working with mixed signals was demonstrated in both experiments.

L’objectif de cette thèse est de contribuer à l’estimation des risques radio-induits aux faibles débits de dose. Ce travail s’appuie sur la cohorte des travailleurs du nucléaire CEA-AREVA NC après prolongation du suivi jusqu’en 2004. Une revue études épidémiologiques chez les travailleurs du nucléaire a été réalisée durant la première année de thèse. Une quantification de la relation dose réponse a été effectuée pour le risque de pathologies cancéreuses et non cancéreuses par différentes méthodes statistiques. Les facteurs modifiants la relation dose-réponse pour le risque de leucémie associé à la dose ont été étudiés. Combinée à d’autres cohortes de travailleurs du nucléaire, cette étude permettra de quantifier plus précisément les risques associés à de faibles doses chroniques, afin de valider les hypothèses actuelles du système de radioprotection. / The aim of this thesis is to contribute to a better understanding of the health effects of chronic extern allow doses of ionizing radiation. This work is based on the French cohort of CEA-AREVA NC nuclear workers. A review of epidemiological studies on nuclear workers was conducted during the first yearof the PhD thesis. The quantification of the dose-response relationship has been carried out by different statistical methods. Modifying factors of the leukaemia dose-response relationship were studied. A combined analysis including the present cohort together with other nuclear cohorts could quantify more precisely the risks associated to low doses at low dose rates, in order to validate current underlying hypotheses of the radiation protection system

O objetivo deste trabalho foi propor, caracterizar e avaliar, por meio de simulações computacionais, um sistema de detecção de um tomógrafo PET (Positron Emission Tomography) dedicado para pequenas regiões. Os principais fatores considerados para a modelagem do sistema foram: resolução energética, resolução espacial, sensibilidade de detecção e custo do sistema. O pacote GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission), baseado no código de transporte de radiação Geant4, foi escolhido para as simulações. Como forma de acompanhar os avanços da tecnologia PET, o tomógrafo Q-PEM/DoPET, da Universidade de Pisa - Itália, foi simulado e um modelo óptico analítico foi proposto para comparação entre os resultados simulados e experimentais. Assim, a utilidade do modelo óptico foi demonstrada, pois o mesmo evita o tempo de computação excessivamente longo de uma simulação com os processos ópticos do GATE ativados. Foi feita a caracterização de um bloco detector que consiste de um cristal cintilador monolítico acoplado a uma matriz de fotodetectores, baseados na tecnologia das fotomultiplicadoras de silício. A posição da interação do fóton gama dentro do cristal foi determinada usando um método baseado na estimativa de parâmetros de um modelo que descreve a distribuição da intensidade dos sinais dos fótons ópticos coletados pela matriz de fotodetectores, de acordo com o local da interação. O método possui a capacidade de determinação da profundidade da interação dentro do cristal, o que diminui consideravelmente os erros de paralaxe. O bloco detector proposto também pode ter aplicação em outras áreas da física e afins que fazem uso da instrumentação nuclear e que necessitam de detectores sensíveis à posição. Foi proposto um sistema de detecção para um tomógrafo PET com aplicação na Mamografia por Emissão de Pósitrons - PEM (Positron Emission Mammography). O conceito proposto tem o potencial para aperfeiçoar a capacidade da tecnologia PET de visualizar, quantificar e caracterizar tumores de mama. O tomógrafo foi avaliado, onde os parâmetros de desempenho para uma fonte pontual de 22Na no centro do campo de visão e distância entre planos detectores de 10 cm foram: resolução energética em 511 keV de 12,1(3)%, resolução espacial 3D de 1;34(1) x 1;26(1) x 2;04(2)mm3 e sensibilidade de detecção de 8(1)%. Os resultados mostram que o conceito proposto possui desempenho compatível aos tomógrafos já existentes, além de ter um custo menor, por ser baseado em cristais cintiladores monolíticos. / The aim of this work was to propose, to characterize and to evaluate, by means of computational simulations, a detection system of a dedicated PET (Positron Emission Tomography) tomograph. The main factors considered for the system modeling were: energetic resolution, spatial resolution, detection sensitivity and system cost. The package GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission), based on Geant4 radiation transport code, was chosen for the simulations. To follow the advances on PET technology, the Q-PEM/DoPET tomograph, from University of Pisa - Italy, was simulated and an analytical optical model was proposed for comparison between simulated and experimental results. Thus, the usefulness of the optical model was demonstrated, since it avoids the excessively long computation time when activating the optical processes in GATE. A block detector made of a monolithic scintillator crystal coupled to a photodetector array based on silicon photomultiplier technology was characterized. The interaction position of gamma radiation inside the crystal was determined using a method based on estimating parameters of a model which describes the signal distribution of the optical photons collected by the photodectetor array. The method has the ability of determining the depth of interaction inside the crystal, which decreases considerably parallax errors. The proposed block detector also can be used in other applications of nuclear instrumentation that require sensitive position detectors. A detection system of a PET tomograph was proposed to be applied in Positron Emission Mammography - PEM. The proposed design has the potential to improve the PET ability to visualize, quantify and characterize breast tumors. The tomograph performance was evaluated and the following parameters were obtained from an acquisition of a 22Na point source in the center of the field view and for a distance of 10 cm between the detector planes: energy resolution at 511 keV of 12,1(3)%, 3D spatial resolution of 1;34(1) x 1;26(1) x 2;04(2)mm3 and detection sensitivity of 8(1)%. The results show that the performance of the proposed design is similar to existing tomographs, in addition to have a lower cost due to the employment of monolithic crystals.

A membrana amniótica (MA) é considerada um biomaterial com propriedades biológicas benéficas ao processo de reparação tecidual, servindo ao tratamento de feridas e queimaduras. Recentemente, tem sido usada como substrato para a construção de substitutos cutâneos, possibilitando o cultivo de queratinócitos humanos. Contudo, por se tratar de um material biológico, com risco de transmissão de doenças infectocontagiosas, necessita ser conservado e esterilizado antes de seu uso clínico. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da radiação ionizante sobre membranas amnióticas gliceroladas, com ênfase em sua compatibilidade ao cultivo de queratinócitos humanos. Quatro MA foram conservadas em altas concentrações de glicerol (>85%), sendo metade delas enviadas para radioesterilização a 25 kGy. Constituíram-se dois grupos de estudo: MA não irradiadas (MA-ni) e MA irradiadas (MA-i). Ambos os grupos foram submetidos a protocolo padronizado de desepitelização e avaliados por microscopia óptica (Hematoxilina-eosina e Picrossirius), imunofluorescência para colágeno IV e laminina e microscopia eletrônica. Posteriormente, foram cultivados queratinócitos humanos sobre as superfícies desepitelizadas das bases de MA-ni e MA-i em situação imersa e em interface ar-líquido. Foram comparados os resultados nos instantes 14 e 21 dias de cultivo, por microscopia óptica e eletrônica. As análises microscópicas, após a denudação epitelial, demonstraram que no grupo não irradiado a continuidade da membrana basal encontrava-se preservada, enquanto no grupo irradiado não existia nenhum indício de resquício da presença da membrana basal na superfície do material. O resultado das culturas de queratinócitos mostrou que no grupo não irradiado houve crescimento de um epitélio multiestratificado e diferenciado, inclusive com a formação de estrato córneo na situação de interface ar-líquido. No grupo irradiado, o epitélio formado era composto por duas a três camadas de estratificação e discreta diferenciação celular, com semelhanças entre o cultivo imerso ou em exposição ao ar. A MA glicerolada foi compatível ao crescimento de epitélios cultivados, demonstrando potencial ao uso como um possível substituto dermoepidérmico. A irradiação a 25 kGy provocou danos estruturais às MA, levando a alterações na membrana basal e facilitando a sua perda quando exposta ao protocolo de desepitelização. Esta perda pode explicar a diferença nos resultados do cultivo de queratinócitos em MA-i em relação ao MA-ni / The amniotic membrane (AM) is a biomaterial with biological properties that are beneficial to tissue repair. It has been used as a temporary coverage to threat burns and chronic wounds. Recently, it has been served as a substrate for keratinocytes culture to construct a living skin equivalent. However, MA is a biological material, and its transplantation could cause infectious disease for receptors. So, it must be preserved and sterilized before clinical use. The aim of this study was to evaluate the radiation effects on glycerol-preserved MA, considering its compatibility to support human keratinocytes culture. Four MA were stored in high concentrations of glycerol (> 85%) and half of them were radio sterilized with a dose of 25 kGy. Then, we established two groups: non-irradiated MA (MA-ni) and irradiated MA (MA-i). Both groups was de-epithelialized by a standardized protocol and was investigated morphologically, immunohistochemical and ultraestructural. Subsequently human keratinocytes were cultivated immersed and in air-liquid interface on denuded surface of MA-i and MA-ni. The results were compared at 14 and 21 days of culture by light and electron microscopy. After epithelial denudation, analyses demonstrated the continuity of the basement membrane in MA-ni group, whereas in the irradiated group, there was no indication of the basement membranes presence on the surface of MA. The cell cultures showed that in the non-irradiated group, there was growth of a multi-layered and differentiated epithelium, with a stratum corneums formation in air-liquid interface. In the irradiated group, the epithelium had only two or three layer, little cell differentiation, with the same results immersed or air-liquid interface system. Glycerol-preserved MA was biocompatible with the growth of a cultivated epithelium, showing its potential as a skin substitute. Irradiation at 25 kGy cause structural damage to the tissue, making changes in basement membrane, that facilitates its loss when exposed to the de-epithelialized protocol. The basement membranes loss may explain the difference between the keratinocytes cultivation on MA-I and MA-ni

A produção brasileira de etanol na safra 2018/19 foi de aproximadamente 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol, realiza-se a extração do caldo de cana-de-açúcar, do qual se prepara o mosto que não é esterilizado. Os contaminantes presentes afetam negativamente a eficiência e produtividade, por isso, ao utilizar o mosto esterilizado é possível diminuir perdas do processo. Dentre os vários métodos que podem ser utilizados para a esterilização do mosto, destaca-se o feixe elétrons, porque permite tratar grande volume de mosto em pouco tempo, por esses motivos, os objetivos do trabalho foram: a) verificar os efeitos do tratamento com feixe de elétrons sobre mosto derivado da cana-de-açúcar; b) avaliar o potencial de esterilização e os efeitos físico-químico sobre açucares; c) avaliar o rendimento e a produtividade da fermentação alcoólica. Na primeira etapa do experimento, o mostro foi contaminado (107 UFC.mL-1), posteriormente foi submetido à diferentes tratamentos radioativos de 0, 10, 20, 40 e 80 kGy (respectivamente T0, T1, T2, T3 e T4). Após os tratamentos foram feitas as análises por contagem total de microrganismo e bactérias totais e caracterizado pelos teores de carboidratos, glicerol, 5-HMF, furfural, fenólicos totais e flavonoides totais. Na segunda etapa foram utilizados os mostos sujeitos aos seguintes tratamentos da primeira etapa T0, T1, T2 e T3. A fermentação alcoólica utilizou a levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, que foi monitorada através da análise do desprendimento de CO2. Também foram avaliados teores de carboidratos, glicerol, alcoólico, rendimento, produção, viabilidade celular e contaminação bacteriana e total. Após a primeira etapa foram observadores que os tratamentos apresentaram um redução das atividades dos microrganismos. Na análise de fenólicos totais houve um aumento, provavelmente pela degradação dos fenólicos complexos em mais simples, e, para as demais análises todos os tratamentos demonstraram resultados semelhantes entre si. Na etapa da fermentação, os resultados das análises demonstraram que ART foram consumidos 99,5%. O teor de manitol apresentou um aumento, justificado por ser um indicador de contaminação. O rendimento mostrou aumento de até 5% em relação T0 e T3 ou T4 e 4% entre T0 e T1. As análises de teor glicerol, e viabilidade celular não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos. Conclui-se que, é possível utilizar a aplicação dos feixes de elétrons para esterilizar o mosto, visando a produção de etanol, na dose de 80 kGy, ocorreu a esterilização do mosto e não há necessidade de se utilizar agentes antimicrobianos para o controle de contaminantes na fermentação alcoólica. O tratamento do mosto com feixe de elétrons não promoveu a inversão de açúcar. Foi observado um aumento do rendimento fermentativo para os mostos tratados com feixe de elétrons. / Brazilian ethanol production in the 2018/19 harvest was approximately 30.4 billion liters. In the production of ethanol, the sugarcane juice is extracted from which the must is prepared which is not sterilized. Contaminants present negatively affect efficiency and productivity, so using sterile mash can reduce process losses. Among the various methods that can be used for the sterilization of the wort, the electron beam stands out, because it allows to treat large volume of wort in a short time, for these reasons, the objectives of the work were: a) to verify the effects of electron beam treatment on sugar cane must; b) to evaluate sterilization potential and physicochemical effects on sugars; c) evaluate the yield and productivity of alcoholic fermentation. In the first stage of the experiment, the specimen was contaminated (107 CFU.mL-1), subsequently submitted to different radioactive treatments of 0, 10, 20, 40 and 80 kGy (respectively T0, T1, T2, T3 and T4). After the treatments, total microorganism and total bacteria counts were analyzed and characterized by carbohydrate, glycerol, 5-HMF, furfural, total phenolics and total flavonoids. In the second stage were used musts subject to the following treatments of the first stage T0, T1, T2 and T3. The alcoholic fermentation used the yeast of Saccharomyces cerevisiae species, which was monitored by detachment analysis of CO2. Carbohydrate, glycerol, alcoholic content, yield, production, cell viability and bacterial and total contamination were also evaluated. After the first stage, it was observed that the treatments presented a reduction of the microorganisms activities. In the analysis of total phenolics there was an increase, probably due to the degradation of complex phenolics into simpler ones, and for the other analyzes all treatments showed similar results. In the fermentation stage, the results of the analyzes showed that ART was consumed 99.5%. The mannitol content showed an increase, justified by being an indicator of contamination. The yield showed an increase of up to 5% in relation to T0 and T3 or T4 and 4% between T0 and T1. Analysis of glycerol content and cell viability showed no significant difference between treatments. It can be concluded that it is possible to use the electron beams application to sterilize the must, aiming at the 80 kGy ethanol production, the sterilization of the must occurred and there is no need to use antimicrobial agents to control contaminants. in alcoholic fermentation. The treatment of wort with electron beam did not promote sugar inversion. An increase in fermentative yield was observed for electron beam treated musts.

Thesis (Ph. D.)--University of Texas Health Science Center at Houston, School of Public Health, 2006. / Includes bibliographical references (leaves 100-107).

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία μελετάται το πρόβλημα των θωρακίσεων ακτινοπροστασίας σε τρεις χαρακτηριστικούς χώρους ενός εργαστηρίου Πυρηνικής Ιατρικής, σύμφωνα με τους Κανονισμούς Ακτινοπροστασίας. Οι υπολογισμοί έγιναν με την εφαρμογή λογιστικών φύλλων Microsoft Excel. Ο σκοπός των κάθε είδους θωρακίσεων ιοντιζουσών ακτινοβολιών είναι η μείωση της δόσης της ακτινοβολίας στην οποία εκτίθενται και απορροφούν οι εργαζόμενοι, οι ασθενείς/εξεταζόμενοι αλλά και οι απλοί επισκέπτες σε χώρους ακτινοβόλησης ή γειτονικών, μέσα στα επιτρεπτά όρια. Στην μελέτη αυτή υπολογίζεται το πάχος θωράκισης που χρειάζεται να τοποθετηθεί σε έναν χώρο έτσι ώστε να μην γίνεται υπέρβαση των Περιοριστικών Επιπέδων Δόσεων (Π.Ε.Δ.). Τα πιο κοινά υλικά θωράκισης είναι ο μόλυβδος, το μπετό/σκυρόδεμα και ο σίδηρος. Ο πρώτος χώρος περιέχει ένα ραδιοϊσότοπο, μέσα σε κρύπτη, ενώ υπολογίζεται και ο ρυθμός δόσης σε ένα άτομο, το οποίο μπορεί να βρίσκεται είτε μέσα στον ίδιο χώρο είτε σε παρακείμενο. Ο δεύτερος χώρος περιέχει δύο ραδιοϊσότοπα, και υπολογίζεται η συνολική θωράκιση που απαιτείται. Ο τρίτος χώρος είναι ο χώρος αναμονής ενός πραγματικού εργαστηρίου Πυρηνικής Ιατρικής, μέσα στον οποίο μπορούν να υπάρχουν ταυτόχρονα μέχρι επτά ασθενείς, σε κάθε έναν από τους οποίους έχει χορηγηθεί το απαραίτητο ραδιοφάρμακο για την δική του εξέταση. Επιπλέον, λαμβάνεται υπ’ όψιν η ενδοαπορρόφηση σε κάθε ασθενή, θεωρώντας ότι αποτελείται από έναν κύλινδρο (το σώμα) και μια σφαίρα (το κεφάλι). Ο χώρος αναμονής περιβάλλεται από τον διάδρομο, την αίθουσα αιμοληψιών, το θερμό εργαστήριο, το δωμάτιο εφαρμογής και ο χώρος της γ-κάμερας. Η εφαρμογή λογιστικών φύλλων Microsoft Excel επελέγη για την υλοποίηση των υπολογισμών, ούτως ώστε οι εξισώσεις και οι υπολογισμοί να είναι ανοικτοί και εύκολα επαληθεύσιμοι από τον χρήστη. Επιπλέον, το πακέτο Microsoft Excel καθώς και η λειτουργία του είναι ευρέως διαδεδομένα. Ο χρήστης έχει πλήρη έλεγχο σε κάθε παράμετρο του κάθε χώρου, όπως π.χ. διαστάσεις του χώρου, ραδιοϊσότοπο και ενεργότητα, εξέταση, μέγεθος ασθενούς, κατηγορία παρακείμενων χώρων, υλικό θωράκισης κτλ. Η εφαρμογή διαβάζει αυτόματα ό,τι πληροφορίες απαιτούνται (π.χ. Περιοριστικά Επίπεδα Δόσης, Half-Value Layer κτλ.) από τον πίνακα δεδομένων, ο οποίος και αυτός μπορεί να ενημερωθεί ή εμπλουτιστεί από τον χρήστη, και υπολογίζει τις ζητούμενες θωρακίσεις. Τέλος, η εφαρμογή έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να είναι ευέλικτη και να μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί για άλλους χώρους και εργαστήρια, είτε ως έχει είτε με μικρές τροποποιήσεις. / This Master Thesis studies the problem of radiation protection shielding in three typical areas of a Nuclear Medicine Laboratory, in accordance with Radiation Protection Regulations. The actual calculations are performed using the spreadsheet software package Microsoft Excel. The purpose of any type of ionizing radiation shielding is to reduce to within the allowable limits the dose of radiation that workers, patients and ordinary visitors are exposed to and absorb either in radiation areas or in adjacent ones. In this study the thickness of shielding which needs to be placed in an area so as not to exceed the Dose Constraints is calculated. The most common shielding materials are lead, concrete and iron. The first area contains a radioisotope within a crypt, and the dose rate is calculated to an individual, who may be located either within the same room or in an adjacent one. The second area contains two radioisotopes, and the required total shielding is calculated. The third area is the waiting room of an actual Nuclear Medicine laboratory, in which up to seven patients, each of whom has been administered the necessary radiopharmaceutical for his examination, can exist simultaneously. The internal absorption of each patient is taken into account, modeling the patient as consisting of a cylinder (the body) and a sphere (the head). The waiting room is surrounded by a corridor, the blood sampling room, the hot lab, the radionuclide administration area, and the gamma camera area. The spreadsheet application Microsoft Excel was chosen for the implementation of the calculations, so that the equations and calculations be open and easily verifiable by the user. In addition, Microsoft Excel and its use are widespread. The user has full control over every aspect of each area, e.g. dimensions of space, radioisotope and activity, examination, patient size, category of adjacent area, shielding material etc. The application automatically reads the required information (e.g. Dose Constraints, Half-Value Layer etc.) from the data table, which may also be updated and enriched by the user, and calculates the required shielding. Finally, the application is designed to be flexible and can easily be used for other areas and laboratories, either as it is or with minor modifications.

In this thesis the verification of a neural network’s proficiency at labeling ionizing radiation particles from the unsorted output of a timepix3 camera is attempted. Focus is put on labeling single particles in separate data sequences with slightly preprocessed input data. Preprocessing of input data is done to simplify the patterns that should be recognized. Two major choices were available for this project, Elman-network and Jordan-network. A more complicated type was not an option because of the longer time needed to implement them. The network type chosen was Elman because of freedom in context size. The neural network is created and trained with the TensorFlow API in python with labeled data that was not created by hand. The network recognized the length difference between gamma particles and alpha particles. Beta particles were not considered by the network. It is concluded that the Elman-style network is not proficient in labeling the sequences, which were considered short enough and to have simple enough input data. A more modern network type is therefore likely required to solve this problem.