Bariloche Atomic Centre
Repositorio Institucional del Centro Atomico Bariloche y el Instituto BalseiroNot a member yet
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Como proteger la población y el planeta de las Radiaciones Electromagnéticas
No full text1. Introducción a los aspectos físicos de los CEM y su interacción con la materia
2. Efectos biológicos a nivel molecular, celular y sistémico.
3. Experiencias in vitro, sobre animales y Epidemiológía,
4. ¿Como protegernos?. Las Normas de Radioproteccion
5. Efectos sobre el medio ambiente y el cambio climátic
Gravedad análoga en medios ópticos de Plebanski-Tamm
Full text linkEste trabajo se enfoca en el estudio de un modelo de analogía óptico-gravitatoria para un espacio-tiempo que presenta una singularidad de curvatura fuerte. Para ello, utilizando el formalismo de Plebanski-Tamm, se obtuvieron las relaciones constitutivas para el medio óptico análogo y se resolvieron en forma exacta las ecuaciones para el campo electromagnético en dicho medio, en distintos casos de interés. Se obtuvieron soluciones en las que el campo electromagnético está perfectamente definido en todo el espacio, incluso en la singularidad, donde el espacio-tiempo presenta invariantes de curvatura divergentes
Simulación numérica de la respuesta mecánica de tejidos biológicos
Full text linkEn el ´ambito de la medicina moderna, los simuladores cl´ınicos son herramientas
fundamentales que proporcionan un entrenamiento seguro, controlado y repetible. Estos
simuladores mejoran significativamente las habilidades y t´ecnicas cl´ınicas de los
estudiantes y profesionales de la salud, permiti´endoles adquirir competencias necesarias
antes de enfrentarse a pacientes reales. Es por esto que existe un inter´es constante
en mejorar continuamente los simuladores, con el objetivo de lograr una experiencia
m´as cercana a la realidad. El avance de las tecnolog´ıas como la realidad virtual, realidad
aumentada y el uso de GPUs ha permitido desarrollar elementos que brindan una
inmersi´on completa al usuario. Esto incluye gr´aficos de alta calidad, sonido envolvente,
retroalimentaci´on h´aptica y modelos f´ısicos que simulan de manera realista el comportamiento
de los tejidos org´anicos. Estos modelos f´ısicos permiten simular propiedades
mec´anicas, deformaciones, interacciones y caracter´ısticas espec´ıficas de los materiales
simulados, como rigidez, densidad, fragilidad, entre otras. En este contexto, este trabajo
se enfoca en investigar m´etodos de simulaci´on que permitan obtener respuestas en
tiempo real y simular el comportamiento de materiales de tejidos org´anicos. Se aborda
el estudio y aplicaci´on de un m´etodo de simulaci´on indirecto basado en la posici´on de
los objetos, que resuelve modelos f´ısicos en entornos virtuales en tiempo real. Espec´ıficamente,
se examina la aplicaci´on de este enfoque indirecto para evaluar la interacci´on
del usuario con modelos de comportamiento mec´anico hiperel´astico que simulan tejidos
org´anicos, utilizando diferentes modelos matem´aticos como Saint-Venant-Kirchhoff,
Neo-Hookean y Mooney-Rivlin, aplicados a mallas no estructuradas con discretizaci´on
de elementos tetra´edricos. El rendimiento obtenido por este m´etodo depende de las
iteraciones y restricciones simuladas. Se lograron respuestas con una frecuencia de 300
Hz utilizando 3,000 elementos tetra´edricos. Se realizaron comparaciones de tiempos de
respuesta y precisi´on num´erica con simulaciones utilizando el m´etodo de los elementos
finitos. Finalmente, se implement´o una aplicaci´on que permite interactuar en tiempo
real con tejidos deformables, como el h´ıgado, la ves´ıcula biliar o una geometr´ıa c´ubica,
utilizando diferentes modelos de deformaci´on (Saint-Venant-Kirchhoff, Neo-Hookean,
Mooney-Rivlin)
Análisis probabilístico de seguridad en instalaciones médicas.
No full textEn este trabajo se plantean las necesidades e importancia de efectuar un análisis probabilístico de seguridad para diferentes prácticas utilizando radiaciones en el ámbito médico y se brinda una herramienta para su realización - Asimismo se destacan las ventajas de su aplicación y su revisión
Análisis de anulación de lanzas de detectores in-core durante las operaciones de recambio de elementos combustibles
Full text linkAtucha II es una central nuclear con un reactor de 745 MWe que utiliza agua pesada para refrigeración y moderación. El núcleo del reactor tiene forma cilíndrica y consta de 451 elementos combustibles de uranio natural dispuestos en un numero equivalente de canales refrigerantes. El diseño termohidráulico divide el núcleo en zonas hidráulicas para garantizar una transferencia de calor eficiente. La recarga de combustible se realiza durante la operación, siguiendo una estrategia para mantener una distribución de potencia plana. La instrumentación nuclear usa Detectores de Neutrones Auto-Alimentados (SPND) para medir la densidad de potencia local, distribuidos radialmente en el núcleo en zonas de vigilancia.
Este trabajo de tesis se enfoca en analizar el impacto del recambio de elementos combustibles en la densidad de potencia del núcleo del reactor de Atucha II. Durante estas operaciones, las variaciones temporales en la densidad de potencia pueden generar señales poco representativas en los detectores in-core, afectando la precisión de las mediciones. La anulación de lanzas durante el recambio plantea áreas de mejora para la obtención de información interna del núcleo.
Como fundamentos para el análisis, se tiene en cuenta el diseño termohidráulico del núcleo del reactor, que establece las pautas para los sistemas de control, limitación y protección del reactor. Su finalidad es asegurar una operación segura de la planta dentro de los límites aceptables. Además, se toma como base el Principio de Defensa en Profundidad, uno de los principios básicos de la seguridad nuclear, cuyo objetivo es preservar funciones fundamentales de seguridad como el control de reactividad, la refrigeración y la contención de material radiactivo mediante múltiples barreras y niveles de protección.
El objetivo principal de este trabajo es demostrar la viabilidad de mantener activas las lanzas durante el recambio, con el fin de optimizar la obtención de mediciones y reducir la intervención manual del operador durante estas operaciones. El análisis se basa en datos históricos de la planta, examinando tendencias y comparándolas con los límites operacionales. La metodología para el análisis implica el seguimiento de los recambios de combustibles de canales cercanos a las lanzas durante un periodo entre 2016 y 2018 con la estrategia de recambio de combustible vigente para esos años. Se recopilaron datos de mediciones de detectores para evaluar el comportamiento de estas señales durante la operación y se realizaron cálculos para la obtención de los márgenes a las limitaciones.
La conclusión final tiene como objetivo proporcionar mayor información sobre el comportamiento de la distribución de potencia dentro del núcleo del reactor durante las operaciones de recambio y establecer posibles oportunidades futuras para optimizar la toma de decisiones durante el recambio de elementos combustibles, manteniendo operaciones seguras y optimizando la disponibilidad de la planta
Desarrollo de un código de centro de giro para estudio de transporte en reactores de fusión nuclear
Full text linkLos códigos de partículas utilizados en el área de física de plasmas simulan el movimiento que realiza una partícula cargada en un campo electromagnético determinado. Se dividen en dos grandes categorías, los códigos de ´orbita completa (OC) y los de centro de giro (CG). Los primeros resuelven la trayectoria real que describe una partícula mientras que los segundos calculan exclusivamente el movimiento de su centro de giro. Más allá de la pérdida de precisión con relación a la posición de la partícula, la ventaja de los códigos CG se establece en el hecho de que son menos demandantes computacionalmente.
En este trabajo se desarrolló un código CG con un operador de colisiones elásticas que tiene la capacidad de ser ejecutado en procesadores gráficos. Con este objetivo, se utilizó una versión sin colisiones previamente elaborada por Aguirre [8] sobre la cual se¿ implementó un operador de colisiones elásticas de acuerdo al cálculo teórico de Chen [9], posibilitando las colisiones entre las partículas simuladas y un plasma de fondo compuesto por distintas especies.
El código CG fue sometido a distintas etapas de validación, en las cuales se recurrió a un código OC realizado por Clauser y denominado FOCUS [6] a modo de comparación. Todos los resultados obtenidos verificaron el correcto funcionamiento del código CG y su operador de colisiones elásticas. Por lo tanto, el mismo se empleó para estudiar la variación en el tiempo de la energía y el pitch de un conjunto de partículas determinado con condiciones iniciales arbitrarias. Además, se aseguró la compatibilidad entre ambos códigos, en vista de poder combinarlos en una versión CG-OC en el futuro.
Finalmente, se analizó la distribución de frenamiento de una población de partículas α nacidas de fusión en un plasma con los parámetros de ITER [10]. La evolución temporal observada coincidió con los resultados de FOCUS y se demostró la ventaja del código CG con respecto a los tiempos de cómputo
Los logos del Instituto Balseiro
Full text linkEl logo del Instituto Balseiro cumple 30 años. Lo celebramos contando la historia de los varios logos que hemos tenido, reconstruida a partir de recuerdos de los protagonista
Reminiscencias - Un repaso de mi trabajo en el área de la termodinámica
No full textEl autor presenta una sucinta descripción histórica, personal, cronológica, de su actividad en el área de la termodinámica fenomenológica, comenzando desde su ingreso en 1958 al entonces Instituto de Física de Bariloche (ahora Instituto Balseiro) y hasta la fecha. Los temas mencionados se refieren por un lado a la ciencia de los materiales, en especial materiales metálicos y sus aleaciones, hidruros y óxidos, y por otro, a sistemas de generación masiva de energía eléctrica, en particular, reactores nucleares. También menciona su interés en la aplicación de la termodinámica a sistemas vivientes. Por último, el autor señala su vocación y dedicación al importante tema de la enseñanza y aprendizaje de la termodinámica fenomenológica como parte fundamental de la física, incluyendo su visión actual sobre dicho tema
Efecto de repulsión interatómica en modos cero de Majorana en un sistema de punto cuántico acoplado a un nanocable superconductor
Full text linkEn el contexto de una configuración en la que un punto cuántico es usado como una sonda local para estudiar la calidad de modos de Majorana en un nanocable superconductor, investigamos el efecto que tienen sobre estos la introducción de un término de repulsión colombiana entre el punto y el cable cuántico.
En modelos previos, el sistema es descrito por hamiltonianos efectivos a bajas energías que, en su mayoría, no toman en cuenta un posible efecto de la repulsión colombiana. Sin embargo, en el estudio realizado por Ricco et alía, los autores usan un modelo que incluye dicha repulsión y afirman que la presencia de este término arruina la protección topológica que poseen los modos cero de Majorana (MZMs).
En este trabajo de maestría, sostenemos la tesis de que estudiar el sistema a través de un hamiltoniano efectivo a bajas energías no captura el verdadero efecto de un término de repulsión colombiana en los MZMs. En lugar de un hamiltoniano efectivo, consideramos términos de más altas energías y modelamos la repulsión como un término de interacción entre el punto y el sitio as cercano a este en el nanocable. Seguidamente, obtenemos numéricamente valores de expectación y el perfil de espectro de energías donde notamos que la única situación donde los MZMs pierden su protección topológica es cuando tratamos con un nanocable corto y el espectro de energías presenta un patrón de diamante.
La presente tesis consta de cuatro capítulos. En el capítulo 1, daremos una breve introducción a los modos de Majorana, cadena de Kitaev y el modelo propuesto por Ricco et alia. Luego, en el capítulo 2, introducimos un método analítico que nos permite conocer la forma matricial de los hamiltonianos que estudiamos y analizamos la cadena de Kitaev aislada. Seguidamente, en el capítulo 3, presentamos los resultados del modelo incluyendo el punto cuántico y el hopping y la interacción con el primer sitio de la cadena que sostienen la tesis descrita arriba. Finalmente, en el capítulo 4, mencionamos las conclusiones del presente trabajo de investigación.
Esta maestría está basada en el trabajo científico:
[1] R. Kenyi Takagui-Perez, A. Aligia. Effect of interatomic repulsion on majorana zero modes in a coupled quantum-dot-superconducting-nanowire hybrid system, arXiv:2309.10888 [cond-mat.mes-hall], enviado a Physical Review B
Mitigación de interferencia wifi en radar meteorológico a partir de su efecto sobre la velocidad Doppler
Full text linkEn esta tesis se presenta una técnica innovadora para detectar de manera automática la interferencia originada por sistemas inalámbricos WLAN/RLAN, basados en el estándar IEEE 802.11, que afecta a los radares meteorológicos, a partir de su efecto sobre el observable velocidad Doppler media. El trabajo se circunscribe al modo de operación denominado de intervalo de repetición de pulsos (PRI) uniforme, que es uno de los más ampliamente utilizados por estos radares.
En primer lugar, se comienza con un análisis teórico, para lo cual se definen modelos de señal simplificados para el fenómeno meteorológico y la interferencia, y se considera el estimador de velocidad por procesamiento de pares de pulsos (PPP). El desarrollo analítico muestra que el efecto de la interferencia sobre la velocidad se manifiesta como un salto respecto de su valor igual en módulo a la velocidad máxima no ambigua. Por lo tanto, el siguiente paso del estudio analítico es el calculo de probabilidad de que se produzca un salto de velocidad. Utilizando un modelo de señal más realista para el objetivo meteorológico, se llevan a cabo simulaciones numéricas con el fin de evaluar la probabilidad de ocurrencia de estos saltos de velocidad. Esto lleva a la necesidad de
definir umbrales para determinar si el salto ocurre o no, para lo cual se analizan dos métodos diferentes: uno basado en una prueba que se basa en evaluar el comportamiento gaussiano de los estimados de velocidad, y otro que consiste en simplemente tomar
valores fijos para los umbrales. Los resultados demuestran que la probabilidad de salto presenta un comportamiento similar para ambos modelos de señal.
A continuación, se desarrolla un detector de interferencia que se basa en el efecto de salto de velocidad observado. Se describe el algoritmo propuesto y se analiza su comportamiento para un caso de prueba. Para relevar el desempeñó del detector, se realizan una serie de simulaciones numéricas considerando variaciones estadísticas del fenómeno meteorológico, intensidad de señal interferente y de ruido. Como métricas de desempeño se consideran la probabilidad de falsa alarma y la probabilidad de detección.
Por ultimo, se procesan mediciones reales de radar meteorológico provenientes de radares de la red Sistema Nacional de Radares Meteorológicos (SINARAME). Se evalúa el desempeño del detector de forma cuantitativa y cualitativa. Se propone una técnica
simple de mitigación de la interferencia mediante el reemplazo del valor afectado por una aproximación a lo que sería el estimado para el caso sin interferencia. Se conclunye que el detector propuesto es efectivo en diferentes situaciones de ancho espectral, aunque requiere una relativa alta intensidad de interferencia para operar