Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:38:16Z : No. of bitstreams: 1 krauser_mo_me_araiq.pdf: 1145204 bytes, checksum: 683766857936c0e93d62901593ab5343 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho avaliou-se o efeito da microestrutura na cintilação de nanopartículas de Y2O3:Eu3+. Neste contexto utilizam-se dois métodos de síntese, o método Pechini, que apresenta matéria orgânica remanescente de síntese, assim como, aglomerados micrométricos constituídos de partículas nanométricas com variação da forma e tamanho. Utilizando o método de precipitação homogênea modificado, estudou-se a influência de partículas com estreita distribuição de tamanho e morfologia esférica. A estrutura apresenta simetria cubica (grupo espacial Ia3) e com os estudos espectroscópicos caracterizou-se a presença de pelo menos dois sítios de simetria sendo eles C2 e S6. Avaliou-se o efeito da temperatura de tratamento térmico de 700 a 1100 ºC na cristalinidade do material através de difratometria de raios x do pó. Por meio da espectroscopia de luminescência com excitação de raios X, avaliou-se o efeito da microestrutura do material na cintilação. Por meio da área integrada da transição 5D0→7F2 observou-se a relação da intensidade de emissão com as temperaturas de tratamento térmico e com o tamanho de cristalito, calculados pela equação de Scherrer. Observou-se o efeito de defeitos na cintilação das partículas, pois, em menores temperaturas de tratamento térmico e/ou menores tamanhos de cristalitos os defeitos presentes no material se apresentam em maiores proporções, deste modo proporcionando mecanismos não radiativos de recombinação. Utilizando as curvas de danos de radiação pode-se caracterizar algumas etapas envolvidas na cintilação, como a criação de defeitos, que apresentaram dependência com o tamanho de cristalito obtido para o método Pechini. Após longos períodos sob radiação X os materiais apresentam intensidade de emissão inalterada ou até mesmo um aumento significativo, comportamento que depende dos mecanismos de... / In this work one consider the effects of microstructure in the scintillations properties of Y2O3:Eu3+. Two preparation methods were used; the Pechini method, which exhibits remaining organic matter derived from the synthesis, and tends to form agglomerates of nanoparticles with variable shape and size. By using a modified method of homogeneous precipitation one studied the effects of spherical particles with narrow distribution of particle size in its scintillation properties. The Y2O3 presents cubic symmetry (Ia3 space group) and with spectroscopy results at least two Y3+ symmetry sites were identified, a C2 and a S6 site. The firing temperature of the samples (700- 1100oC) was correlated with its crystallinity by X-ray diffractometry data. The relation between the integrated emission intensity of 5D0 ® 7F2 transition and the firing temperature or the Scherrer crystallite size were analyzed, and from these results were observed the influence of defects in the scintillation of particles, since in lower firing temperatures and/or lower crystallite sizes defects are presented in higher concentrations, leading to non-radiactive paths of pairs recombination. By using radiation damage measurements it was possible to identify the steps involved in the scintillation process, as the creation of defects, which presents a direct relation with the particles characteristics. After a long exposition time to the incoming ionizing radiation, the materials present constant scintillation intensity or a linear growth by means of recovery processes. Samples prepared by the homogeneous precipitation presented higher scintillation intensity and a higher recovery ability when fired at high temperatures. A comparison between the two methods in relation to crystallinity (firing temperature of 1100oC) revels similar results, however spherical particles presented higher scintillation intensity and... (Complete abstract click eletronic access below)

Submitted by Bruno César Vani (brunovani22@gmail.com) on 2018-04-24T14:58:48Z No. of bitstreams: 1 tese-vani-final.pdf: 20308847 bytes, checksum: 6ca432e31093b56b561a864e475e55a1 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2018-04-24T18:26:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vani_bc_dr_prud.pdf: 20308847 bytes, checksum: 6ca432e31093b56b561a864e475e55a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T18:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vani_bc_dr_prud.pdf: 20308847 bytes, checksum: 6ca432e31093b56b561a864e475e55a1 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cintilações Ionosféricas são rápidas variações na amplitude e/ou fase de um sinal de rádio ao se propagar por irregularidades na densidade de elétrons na ionosfera. Este fenômeno degrada a performance do posicionamento pelo GNSS, uma vez que pode acarretar, dentre outros aspectos, a degradação na acurácia de observáveis e em perdas de sincronismo no receptor. No Brasil, verifica-se a maior suscetibilidade de ocorrência de cintilação algumas horas após o pôr-do-sol, nas épocas do ano compreendidas entre os equinócios de primavera e outono nos anos de alta atividade solar. Redes GNSS de monitoramento de cintilações estão implantadas no território brasileiro, incluindo a rede CIGALA/CALIBRA – a qual é mantida pela FCT/UNESP com o apoio de parceiros nos últimos sete anos. Os dados de monitoramento permitem a realização de diversas pesquisas sobre características e efeitos da cintilação, incluindo as investigações conduzidas neste projeto. Foram investigados aspectos sobre a modelagem da cintilação ionosférica no Brasil, com ênfase na mitigação dos seus efeitos no PPP e na predição de ocorrência de cintilação. No contexto da mitigação, abordagens existentes foram avaliadas e uma nova proposta foi desenvolvida. A abordagem proposta para mitigação consiste em um novo modelo funcional, novo modelo estocástico e uma estratégia para minimizar os efeitos de perdas de sincronismo. A abordagem proposta foi testada com o suporte do software científico RT-PPP e os resultados obtidos foram promissores, incluindo casos de recuperação da acurácia esperada do PPP, mesmo sob influência de cintilação forte. No contexto da predição, uma integração de bases de dados de monitoramento oriundos de três redes (CIGALA/CALIBRA, ICEA e LISN) permitiu o desenvolvimento de um modelo preditivo (guiado por dados) baseado em redes neurais artificiais. A rede neural é treinada para obter uma estimativa das localidades e horários onde a cintilação é esperada em uma determinada noite, com base em dados de monitoramento obtidos em noites anteriores. Dados de monitoramento de diferentes regiões coletados no começo da mesma noite (logo após o pôr-do-sol) também são utilizados com o objetivo de inferir padrões acerca do surgimento das irregularidades que causam as cintilações e sua relação com o nível de cintilação observado no restante da noite. O modelo permite obter mapas de cintilação preditos com antecedência de uma a quatro horas, os quais são acompanhados de estimativas de qualidade das predições. Em resumo, este projeto apresenta contribuições com potencial para trazer benefícios ao cenário científico-tecnológico nacional. Além disso, os dados de monitoramento da base de dados integrada foram disponibilizados pela internet à comunidade através do software científico ISMR Query Tool, proporcionando suporte à realização de pesquisas adicionais em diversas instituições do Brasil e do mundo. / Ionospheric scintillations are rapid variation in amplitude and/or phase of a radio signal as it propagates through irregularities on electron density in the ionosphere. Such phenomenon degrades the performance of GNSS positioning, because it may cause accuracy degradation on observables and losses of lock, among other aspects. In Brazil, there is more susceptibility to occurrence of scintillations after sunset time between the spring and autumn equinoxes of years with high solar activity. Monitoring networks based on GNSS receivers are deployed over the Brazilian territory such as the CIGALA/CALIBRA network, managed by FCT/UNESP (with support from partners) in the last seven years. Monitoring data allows to develop several research regarding the scintillation effects, as in this thesis. Aspects regarding the modeling of ionospheric scintillation effects in Brazil were investigated, with emphasis on the mitigation of these effects on PPP and predictions of scintillation occurence. In the field of mitigation, existing approaches were investigated and a new one was proposed. The new approach for mitigation relies in both new functional and stochastic models for PPP, as well as a strategy to model effects of losses of lock. The proposed approach was tested with the scientific software RT-PPP and the achieved results were promising, including cases in which the expected accuracy for the PPP was recovered. In the field of the predictions, a database integration was conducted with data from three different networks (CIGALA/CALIBRA, ICEA e LISN). The integration allowed the development of a data-driven predictive model based on artificial neural network. The neural network is trained with data from previous nights. Data from the same night (around the sunset time) is also used to detect patterns regarding the emerging of the irregularities driving scintillation occurrence on the whole night. The model allows to generate maps of predicted scintillation with antecedence from one to four hours. In summary, this thesis shows contributions with potential to create benefits on the scientific and technological scenarios in Brazil. Furthermore, monitoring data from the integrated database was made available to the scientific community via the software ISMR Query Tool, providing support to conduct new research in different institutions from Brazil and the world. / CAPES: 88881.134266/2016-01

A dosimetria na radioterapia é realizada periodicamente como parte do controle de qualidade tanto dos equipamentos como dos tratamentos dos pacientes. O dosímetro convencional utilizado para essa finalidade é a câmara de ionização, no entanto, ela pode apresentar limitações quando se necessita de um dosímetro que possua resoluções espacial e temporal altas. Este trabalho tem como objetivo a caracterização do dosímetro de antraceno para radiação de fótons radioterápicos. O antraceno é um cristal orgânico cintilador com vantagens de ser praticamente equivalente à água e tecido mole em feixes radioterápicos e com possibilidade de possuir volume de detecção e tamanho pequenos, para utilizar em radiocirurgia e dosimetria in vivo. Neste trabalho, a caracterização do dosímetro de antraceno foi realizada obtendo-se o sinal de cintilação em função da sua granulosidade média, diâmetro da sua cápsula interna, dose absorvida, taxa de dose absorvida, energia do feixe de radiação e sua resolução espacial, sendo essa última realizada por três métodos diferentes relacionados e equivalentes: (função de espalhamento de borda (FEB), função de espalhamento linear (FEL) e função de transferência de modulação (MTF)). Os feixes de fótons utilizados para as irradiações do cintilador foram os de 60 Co (1,25 MeV), 137 Cs (0,661 MeV) e raios X (energias efetivas de 28,4; 46,5; 48,5; 94,0 e 106,0 keV). A instrumentação utilizada para a detecção do sinal do cintilador foi composta por uma fibra óptica, fotomultiplicadora, fonte de alta tensão, eletrômetro e multímetro. Dos dados obtidos, a contribuição da radiação Cerenkov, produzida na fibra óptica, foi subtraída, e as seguintes características dos sinais resultantes puderam ser inferidas: quanto maior a granulosidade maior o sinal de cintilação detectado; a dependência do sinal com o diâmetro interno da sua cápsula aumenta proporcionalmente com o cubo do diâmetro; dependência linear do sinal com a dose absorvida; independência com a taxa de dose absorvida; dependência linear para baixas energias e independência para altas energia do feixe. Além disso, das resoluções espaciais encontradas pelos três métodos diferentes, aquela calculada pelo método MTF é a que mais se aproximou das dimensões do detector (1,6 mm), tendo sido obtido um valor igual a 1,43+/-0,07 mm. Dos resultados foi possível caracterizar o dosímetro de antraceno de modo que sua utilização em trabalhos futuros seja mais adequada. / New radiotherapy techniques such as intensity-modulated radiation therapy and stereotactic radiosurgery have increased the need for dosimeters that can provide measurements in real time with high spatial resolution. Organic scintillation dosimeters are able to measure with accuracy small radiation fields and fields with high gradients, besides having advantages such as water and soft tissue equivalence and the possibility to be used in vivo. Anthracene is an organic scintillator crystal with the highest known scintillation efficiency among organic scintillation materials. The objective of this work is to characterize the antracene as a dosimeter under radiotherapic photons energies, analysing its signal against average granulosity, intern capsule diameter, absorbed dose, absorbed dose rate, photon energy and its spatial resolution; with the last one analysed under three methods (edge spread function, line spread function and modulation transfer function). The photons energies used were 1.25 MeV ( 60 Co), 0.661 MeV ( 137 Cs) and X-rays (effective energies of 28.4; 46.5; 48.5; 94.0 e 106.0 keV). The scintillation detection system consisted of an optical fiber with one end attached to the anthracene capsule and the other to a photomultiplier tube mantained by power supply followed by an electrometer. Once Cerenkov radiation occurs in the optical fiber, it was removed from the total scintillation signal trough the subtraction of the signal, taken irradiating the optical fiber without the anthracene attached to one of its extremity. From results obtained, one can infer that the dosimeter signal increases proportionally with average granulosity and intern capsule diameter. The signal is linearly dependent of absorbed dose, linearly dependent of low photons energies and independent for high photons energies, as well as independent of the absorbed dose rate. From the spatial resolution values obtained it was possible to infer that the one obtained through modulation transfer function, 1.43+/-0.07 mm, was the one that approximated the most to the actual dosimeter physical size (1.6 mm). From the characteristics obtained with this work, we think that future projects involving the anthracene will be carried out more properly.

A utilização de detectores de radiação é de imensa importância na área de dosimetria, pois permite a quantificação da dose absorvida no meio. Uma técnica interessante para esta finalidade é o uso de detectores por cintilação. Estudos recentes com cintiladores plásticos e líquidos demonstraram a viabilidade do uso de detecção de cintilação por uma câmera digital com sensor CCD ou CMOS. Desse modo, este trabalho tem como objetivo desenvolver um dosímetro cintilador de baixo custo para viabilidade de seu uso e, de um sistema de detecção de cintilação através de uma câmera digital, para que assim pudesse ser realizada sua caracterização dosimétrica. O sistema dosimétrico foi construído a partir de um cintilador líquido a base de antraceno. Dosimetricamente verificou-se uma linearidade de resposta para a dose de 0,1 a 25,53 Gy, para a taxa de dose de 6,66 Gy/min e uma pequena diminuição da sensibilidade do dosímetro quando aumentada a taxa de dose de irradiação. Com relação à dependência energética, foi verificado um aumento na sensibilidade do dosímetro de 10,8% ao se variar a energia de 100 a 160 kVp. Quando comparado a um cintilador comercial, apresentou uma intensidade de sinal reduzida e, em uma análise de reprodutibilidade, obteve-se uma variação máxima de 2% em relação a repetição de uma mesma medida. O cintilador líquido apresentou baixa estabilidade pré e pós-irradiação, com uma variação de cor e redução do sinal ao decorrer dos dias. Para medidas bidimensionais o sistema montado mostrou-se promissor, uma vez que em medidas de deposição de dose com a profundidade para várias energias de feixes, verificou-se o aumento da penetração da radiação com o aumento da energia do feixe e as medidas de penumbra de um feixe parcialmente blindado com 2 mmPb apresentaram um valor de 1,79 cm, considerando o tipo de tubo gerador e blindagem utilizada. Por toda a caracterização realizada o sistema dosimétrico mostrou-se aplicável para dosimetria, desde que operado considerando as características apresentadas. / The utilization of radiation detector is important in the dosimetric area, because it allow the quantification of absortion dose in the medium. An interesting tehnique for this finalitypurpose is the use of scintillation detector. Recent studies with plastic scintillators and liquid scintillators have demonstrated the feasibility of using scintillation detection by a digital camera with CCD or CMOS sensors. Thus, this study is the intent to develop a low-cost scintillation dosimeter for the feasibility of its use and detection scintillation system through by a digital camera, with the finality of dosimetric characterization. The dosimetric system was constructed from using liquid scintilator based anthracene. A linearity dose response between 0.1 to 25.53 Gy was found for the dose rate of 6.66 Gy/min and the dosimeter sensibility was decreased when the dose rate increased. When varied the energy from 100 to 160 kVp, was verified an increased of 10.8% in the dosimeter sensibility, due the energy dependence. When compared to a commercial dosimeter, it shows signal intensity decreased and, the study of reproducibility, a maximum variation of 2% was obtained in relation to the repetition of the same measure. The liquid scintillator presented low stability before and after irradiation, with a color variation and signal reduction over the days. For two-dimensional measurements the assembled system proved to be promising, since in dose deposition measurements with the depth for several beam energies, the penetration of the radiation was increased with the increase of the beam energy and the penumbra measurements of a narrow beam with 2mmPb presented a value of 1.79 cm, considering the type of generator tube and narrow used. Throughout the characterization carried out the dosimetric system proved to be applicable for dosimetry, if operated considering the characteristics presented.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Fisica, Universidade de Sao Paulo - IF/USP

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Please read the abstract on page i of this thesis / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2009. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

Radio Occultation (RO) is a remote sensing technique which uses Global Navigation Satellite System (GNSS) signals tracked by a Low-Earth Orbit (LEO) satellite to sound the earth's atmosphere both in low (troposphere, stratosphere) and high (ionosphere) altitudes. GNSS-RO provides global coverage and SI traceable measurements of atmospheric data with high-vertical resolution. Refractivity, dry temperature, pressure and water vapour profiles retrieved from RO measurements have a relevant contribution in Numerical Weather Prediction (NWP) systems and in climate-monitoring. Due to the partial propagation through the ionosphere, a systematic bias is added to the lower atmospheric data product. Most of this contribution is removed by a linear combination of data for two frequencies. In climatology studies, one can apply a second-order correction - so called κ-correction - which relies on a priori information on the conditions in the ionosphere. However, both approaches do not remove high-order terms in the error due to horizontal gradient and earth's geomagnetic fields. The remaining residual ionospheric error (RIE) and its systematic bias in RO atmospheric data is a well-known issue and its mitigation is an open research topic. In this licentiate dissertation, the residual ionospheric error after the standard correction is evaluated with computational simulations using a wave optics propagator (WOP). Multiple Phase Screen (MPS) method is used to simulate occultation events in different ionospheric scenarios, e.g. quiet and disturbed conditions. Electron density profiles (EDP) assumed in simulations are either defined by analytical equations or measurements. The disturbed cases are modelled as small-scale irregularities within F-region in two different ways: as sinusoidal fluctuations; and by using a more complex approach, where the irregularities follow a single-slope power-law that yields moderate to strong scintillation in the signal amplitude. Possible errors in MPS simulations assuming long segment of orbit and ionosphere are also evaluated. The results obtained with the sinusoidal disturbances show minor influence in the RIE after the standard correction, with the major part of the error due to the F-region peak. The implementation of the single-slope power-law is validated and the fluctuations obtained in simulation show good agreement to the ones observed in RO measurements. Finally, an alternative to overcome limitations in MPS simulations considering occultations with long segment of orbit and ionosphere is introduced and validated. The small-scale irregularities modelled in F-region with the power-law can be added in simulations of a large dataset subjected to κ-correction, in order to evaluate the RIE bending angle and the consequences in atmospheric parameters, e.g. temperature. / NRPF-3, Rymdstyrelsen, 241/15

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