Approved for public release; distribution is unlimited / This thesis describes the procedure used for the automatic measurement of particles from hologram taken in the combustion chamber of a rocket motor while firing. It describes the investigation done on two averaging techniques used to reduce speckle noise, capturing the image focused on a spinning mylar disk and software averaging of several image frames. The spinning disk technique proved superior for this application. The Kolmogorov-Smirnov two-sample test is applied to different particle samples in order to find an estimate of the number of particles required to obtain a stable distribution function. The number of particles is calculated and given. The last part of this study shows real particle distributions in the form of frequency histograms. / http://archive.org/details/automaticmeasure00carr / Major, Canadian Armed Forces

Shock tubes have been used extensively to study shock wave structures and high speed flow features. The purpose of constructing this open end shock tube was to have the ability to produce shock waves in a laboratory setting but also understand the exit flow coming out which can be applied to future studies that are beyond the scope of this work. This undertaking would require that an open end shock tube be built and instrumented with PCB Integrated Circuit Piezoelectric (ICP) Pressure Sensor Model 113B24 that would then be connected to a PCB Model 482C05 Signal Conditioner with the purpose of measuring the the pressure jumps as well as the speed of the shock wave. The data was acquired using National Instruments NI PXIe-1071 chassis with a PXI 1088 Embedded Controller as well as three PXI 5114 digitizer cards with the Virtual Instrument coded using LabView. The data was written to a text file that was then transferred to MATLAB for post processing using a Savitzy-Golay filter to clean up the signal noise. The shock tube was driven using compressed air and a diaphragm burst was achieved through spontaneous rupture of a 0.003" Mylar diaphragm. The open shock tube built for this undertaking fits in a lab space and successfully produces a shock wave that propagates down the tube that exits at the open end to reproduce a blast wave. Additionally the available pressure sensors and DAQ were integrated into the shock tube to measure the different predicted shock structures in each run. The experimental runs at the exit of the shock tube demonstrate the expected exit flow features, but a flow visualization is necessary to get a better understanding of the exit flow

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Cette thèse vise à étudier les nanoparticules d'or (NPOs) comme radio sensibilisateur et nano catalyseur afin d'améliorer la production d'espèces réactives de l'oxygène (EROS) et à fournir un aperçu de l'effet protecteur potentiel des acides aminés de base contre les effets des rayonnements ionisants afin d'étudier le mécanisme de dommages de l'ADN. En outre, il vise à améliorer notre connaissance des effets directs et indirects sur l'ADN plasmatique qui est une cible importante et sensible lors de l'étude des effets des rayonnements ionisants. Cette étude nécessite à la fois Ia bonne distribution et le contrôle de l'ADN déposé sur graphite HOPG. Nous avons procédé à la préparation de films (couches nanométriques à l’échelle) faite d'un complexe d'ADN avec des amines, ainsi que les acides aminés basiques. Nous avons caractérisé le déposé sec par microscopie a force atomique et par XPS. Nous avons montré que les couches contenant des acides aminés basiques sont très denses et que la protection contre les dommages de l'ADN après re-dissolution dans l'eau est très efficace. Ensuite, nous avons déposé l'ADN plasmatique à sec soul sur des feuilles minces de mylar et d'exposé ces films à un faisceau de protons à différentes énergies, Nous avons montré que, dans le value de pic de Bragg d'énergie a protons énergies inferieure a 500 keV il y a un rendement Cleve de protons a endommagé l'ADN. L'effet indirect a donc été étudié en exposant l'ADN plasmatique en solution aqueuse par rayons X ultra-mous. Nous avons procédé a de telles expériences en utilisant 100 lit de solution d'ADN plasmatique avec et sans différentes concentrations de 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol, (Tris) et l'arginine (Arg) à température ambiante et sous agitation. Une très bonne procédure expérimentale. Nous avons montré que les rendements pour les pauses ADN simples brins ont permis au ratio indirect des effets directs à déterminer à 96% en bon accord avec la valeur de 97% découlant d’une étude basée sur l’irradiation aux rayons gamma de solutions congelées de l’ADN plasmatique. Nous analysons nos résultats et nous suggérons que les produits secondaires de Arginine réagissent avec les radicaux OH pour produire des effets secondaires; notamment en raison du fait que, contrairement au Tris, Arg est capable de liaison à l'ADN à l'extérieur et également à l'intérieur de la double hélice. Nous avons exposé également l'ADN de plasmide en solution aqueuse et complexe aux deux autres acides aminés basiques (lysine et histidine) par rayons X ultra-mous. Nous avons constaté que la présence de ces acides aminés augmente également la détérioration de l'ADN et suggère que les acides aminés sont donc également susceptibles de produire des effets secondaires. Enfin, nous avons étudié Ie rôle de nanoparticules d'or (NPO) dans le renforcement de la sensibilisation de la radio de l'ADN. En utilisant de nouveaux protocoles expérimentaux, nous avons fini à interpréter l'interaction du (NPOs) avec ionisation rayonnement dans des solutions aqueuses oxygénées. Pour obtenir une meilleure compréhension des mécanismes de sensibilisation de radio par NPOs, nous avons utilisé une variété de espèces détritivores, spécifiques et réactives d'oxygène et l'ADN plasmatique comme sonde afin de favoriser les voies donnees et de determiner laquelle d'entre elles est la plus efficace dans l'ADN dommageable. Cette étude a démontré pour la première fois que les NPOs contribuent en permanence à l'amélioration de la production de OH en utilisant un stock potentiel maintenu sous la forme d'HO2 • / 02 • - et H202 produits de radiolyse de l'eau primaire. Nous avons montre en effet que H202 peut réagir avec NPOs pour produire • OH radicaux. / This thesis aims at studying the gold nanoparticles (GNPs) as radiosensitizer and nanocatalyst in order to enhance the generation of reactive oxygen species (ROSs) and at providing insight into the potential protective effect of basic amino acids against ionizing radiation effects in order to study the mechanism of DNA damage. Also, it aims at improving our knowledge of direct and indirect effect on plasmid DNA which is an important and sensible target when studying ionizing radiation effects. This study required both the good distribution and control of the DNA deposited on HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite). We carried out the preparation of films (nanometer scaled layers) made of complex of DNA with diamines as wel as basic amino acids. We have characterized dry deposited by AFM (Atomic Force Microscopy) and by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy). We have shown that the layers containing basic amino acids are very dense and that the protection against DNA damage after re-dissolution in water is very effective. Then, we have deposited dry plasmid DNA alone on thin mylar foils and exposed those films to a proton beam at various energies. We have shown that in the Bragg-peak energy range i.e. at proton energies lower than 500 keV there is a high efficiency of protons to damage DNA. The indirec effect was thus studied by exposing plasmid DNA in aqueous solution by (USX). We carried out such experiments by using 100 pit of plasmid DNA solution with and without different concentrations of 2-Amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol (Tris) and arginine (Arg) at ambient temperature and under stirring. A very good agreement was found with the rare data dealing with DNA plasmid exposed to Al Ka photons at low temperature (T < 277 K), which therefore validated the experimental procedure. We showed that the yields for DNA single strand breaks determined enabled the ratio of indirect to direct effects to be determined at 96.2%; in good agreement with the value of 97.7% stemming from a study based on y-ray irradiation of frozen solutions of plasmid DNA. We analyze our results and suggest that secondary products of Arginine react with OH radicals to produce side effects; notably due to the fact that contrary to Tris, Arg is capable of binding DNA outside but also inside the double-helix. We exposed also the plasmid DNA in aqueous solution and complexed to the two other basic amino acids (histidine and lysine) by USX. We found that the presence of tilos amino acids also increases DNA damage and suggest that those amino acids are therefore also prone to produce side effects. Lastly, we studied the role of Gold Nano Particles (GNPs) in enhancing DNA radio sensitization. By using new experimental protocols, we achieved to interpret the interaction of GNPs with ionization radiation in oxygenated aqueous solutions. To get better insight into the mechanisms of radiosensitization by GNPs, we used a variety of specific reactive oxygen species scavengers and plasmid DNA as a probe in order to favor given pathways and to determine which of them is the most effective in damaging DNA. This study has demonstrated for the first time that the GNPs contribute permanently to the enhancement of ■OH production by using a potential stock kept under the form of 1102•/02•- and H202 primary water radiolysis products. We showed indeed that H202 ca react with GNPs to produce •0H radicals.

Parallel-plate avalanche counters, PPACs, are commonly used to detect fission fragments. The PPAC detects them and mark (very accurately) the time of detection. Such measurements can be used to measure the neutron energy (via time-of-flight) to study neutron-induced fission.This project report provides a method that, together with the discussed improvements, allows the fabrication of good quality PPAC detectors. Several PPACs are manufactured and the electrodes are built from 0.9 µm thick mylar foils which are evaporated with a 40-80 nm thin layer of aluminum.The developed PPACs are characterized with well known radioactive Cf and Am sources (the source characterization also found in this report), and compared against each other. Additionally, the PPAC signal amplitude spectrum are found to follow theoretical expectations with regards to angular dependence, gas pressure and an applied electrode voltage.At a specific applied electrode voltage and range of gas pressures (3-9 mbar), the measured time resolutions are 2.24-1.38 ns. A trend is observed for finer time resolutions at higher gas pressures. / Parallel-plate avalanche counters, PPACs, används ofta för att detektera fissionsfragment. PPAC:en detekterar fragmenten med väldigt god tidsupplösning och således kan PPAC detektorer användas till att mäta neutron energier (mha. flygtidsmetoden), vilka uppmätts för att studera neutroninducerad fission.Det här projektet och den här rapporten beskriver en metod, med föreslagna förbättringar, som möjliggör tillverkning av PPAC detektorer av bra kvalitet. Under projektet har flera PPACs byggts med elektroder gjorda av 0.9 µm tunn mylar förångade med 40-80 nm aluminium. De tillverkade PPAC detektorerna är karaktäriserade med väl kända radioaktiva Cf- och Am-källor (dessa karaktäriseras även i den här rapporten). Detektorerna är sedan jämförda mot varandra och är funna att följa teoretiska förväntningar med avseende på vinkel-, gastryck- och pålagd elektrodspänningsberoende.Resultaten av projektet, som besvarar flera tidigare frågeställningar och bekräftar vissa antaganden, flyttar utsikten och förståelsen framåt för hur PPACs fungerar och vad forskarna kan uppnå med dem.

Diplomová práce se zabývá možnosti kalibrace experimentálního testovacího zařízení. Zejména se věnuje návrhu termálního matematického modelu popisujícího tepelné procesy uvnitř zařízení v průběhu měření tepelné vodivosti vzorku. První část práce je věnována seznámení se s testovacím zařízením, jeho limity a principem měření. Popisuje řešení třetí verze testovací komory, společně s nezbytnými úpravami, provedenými za účelem zajištění předepsaných simulačních podmínek. Zmiňuje také potřebu a důvody kalibrace. Druhá část je především zaměřená na návrh kalibračních vzorků a termálního modelu. Uvádí definované požadavky a konečné vlastnosti vyrobených vzorků. Matematický model prezentuje postup výpočtu zjištěných tepelných ztrát a poukazuje na možnosti jejich zpřesnění. Testování kalibračních vzorků bylo provedeno na nově zprovozněné třetí verzi testovací komory. Naměřené výsledky poslouží k ladění termálního modelu, nezbytného k dokončení kalibračního procesu, který umožní přikročení k další fázi testování v experimentální komoře.