Bariloche Atomic Centre
Repositorio Institucional del Centro Atomico Bariloche y el Instituto BalseiroNot a member yet
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Dose painting en planificación de RT en pacientes con cáncer de cuello uterino a través de imágenes PET/MR.
Get PDFLas imágenes PET/MR con FDG utilizadas actualmente para diagnóstico de cáncer de cuello uterino en el servicio de Medicina Nuclear de la Fundación Escuela de Medicina Nuclear (FUESMEN) son útiles para la confirmación de la enfermedad y su completa estadificación. Además de que brindan información relevante para la planificación de tratamiento de radioterapia (RT) al permitir diferenciar tejidos blandos en pelvis así como también la anatomía y metabolismo ganglionar.
El presente trabajo se centró en la utilización de un protocolo de adquisición de imágenes multiparamétricas PET/MR para la panificación de tratamientos en cáncer de cuello uterino, a partir del comportamiento metabólico tumoral y su correlación con imágenes anatómicas y funcionales lo que permitió definir un nuevo volumen blanco en la planificación del tratamiento de RT, denominado BTV (Biological Target Volume).
Con la definición de este nuevo volumen se realizó una planificación basada en dose painting aplicando un refuerzo de dosis integrado simultáneo (SIB: Simultaneous Integrated Boost). Para esta planificación se utilizaron las imágenes PET/MR fusionadas con la tomografía computarizada (CT) de planificación para una mejor caracterización de la lesión tumoral permitiendo alcanzar un escalamiento de dosis utilizando las técnicas de IMRT
Diseño y construcción de un motor eléctrico de imanes permanentes sin escobillas por medio de técnicas de prototipado rápido.
Get PDFEn el presente trabajo se diseñaron y fabricaron tres prototipos de motor sincrónico de imanes permanentes (PMSM) y se caracterizaron dos de ellos. Las piezas principales de dichos modelos fueron fabricadas en ácido poliláctico (PLA) por medio de la técnica de fabricación por filamento fundido.
El primer prototipo no resultó funcional debido a desalineaciones provenientes del eje que poseía, por lo que se fabricó uno nuevo y se alteraron las dimensiones de las piezas principales obteniendo el segundo prototipo. El estator del prototipo fue impreso en PLA con limaduras de hierro, del proveedor Proto-pasta, bajo la hipótesis de que su permeabilidad magnética es significativamente mayor a la del aire. Una serie de ensayos realizados sobre el material demostraron lo contrario. Se realizaron ensayos con la máquina funcionando como generador en vacío, cortocircuito y con cargas resistivas variables en un rango de operación de 300rpm a 2000rpm aproximadamente, con el fin de encontrar los parámetros del circuito equivalente, modelo con el cual se representa el funcionamiento de esta máquina. Los resultados de dichos ensayos mostraron una alta reluctancia del sistema por lo que se analizó la factibilidad de reducción de esta magnitud por medio del aumento en la permeabilidad magnética efectiva del prototipo. En base a esta conclusión, se fabricó un tercer prototipo con elementos adicionales de acero en el estator y en el rotor y se repitieron los ensayos de caracterización realizando una comparación entre prototipos. La eficiencia medida del motor con su electrónica de control no supera el 25%. Por otra parte, la potencia mecánica máxima alcanzada fue de ( 5 ± 1)W .
Finalmente, en lo que respecta a costos, es posible lograr un prototipo con una inversión aproximada de 800/W, mientras que el valor de uno comercial es 1.4$/W aproximadamente. En un trabajo futuro se revisará dicho dispositivo para encontrar el mínimo costo por unidad de potencia de este tipo de tecnología. Por otra parte, un PMSM fabricado en PLA resulta académicamente muy interesante, ya que es posible alterar varias características, como el esquema de bobinado o las piezas, con gran versatilidad y sin costo adicional significativo, permitiendo observar cómo afecta cada cambio el comportamiento del motor
Preparación, estudio y optimización de amiduros de litio y magnesio para almacenamiento de hidrógeno
Get PDFEl desarrollo de esta Tesis de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería se
centró en el estudio de materiales compuestos para almacenamiento de hidrógeno
basado en amiduros, tanto de litio como de magnesio, con propiedades optimizadas
para su empleo eficiente en aplicaciones móviles.
En una primera parte, se estudió el sistema Li-N-H y se introdujeron mejoras
en el proceso de síntesis del material LiNH_2-LiH. Se analizó sistemáticamente el
efecto del agregado de diferentes hidruros (MgH_2, CaH_2 y TiH_2) sobre la cinética y la
estabilidad luego de numerosos ciclos de absorción/desorción de hidrógeno. Para
cada sistema, se presentó una propuesta de camino de reacción y pudo afirmarse
que la deshidrogenación del material LiNH_2-1,6LiH, con y sin aditivos, presenta un
control difusivo. Si bien se demostró la potencialidad del sistema Li-N-H como
almacenador de hidrógeno, se concluyó que la principal limitación es su alta
temperatura de operación. La demostración de la modificación favorable de la
termodinámica del sistema Li-N-H con la incorporación de Mg, sugirió la importancia
del análisis de sistemas pseudo-cuaternarios, conteniendo Li y Mg.
En una segunda parte, en la exploración del sistema Li-Mg-N-H, se estudió el
material compuesto Mg(NH_2)_2-2LiH y se investigó el efecto de la presencia de un
conductor iónico rápido de litio (Li_4(NH_2)_3BH_4) en su deshidrogenación. El rol catalítico
de esta fase permitió justificar las grandes mejoras observadas en las velocidades de
deshidrogenación y rehidrogenación del material. Si bien no fue posible garantizar la
desestabilización termodinámica por la dificultad en alcanzar condiciones de medición
en el equilibrio, el estudio de sucesivas isotermas de presión–composición junto con
la caracterización estructural de los materiales en diferentes etapas del proceso de
deshidrogenación, permitió la reconstrucción de las vías de reacción, demostrando la
participación activa de la fase Li_4(NH_2)_3BH_4 en diferentes reacciones. Sobre las
mediciones de deshidrogenación de este material compuesto, se analizaron los
procesos limitantes de la velocidad de reacción. A partir de la combinación de dos
modelos cinéticos, un mecanismo de nucleación y crecimiento que ajusta los valores
experimentales a bajas conversiones y un modelo difusivo tridimensional, a altas, se
presentaron las ecuaciones que describen la velocidad de desorción del sistema en
función del grado de avance de la reacción y de la presión. Adicionalmente, se
mostraron estudios relacionados con la desestabilización de la fase Li_4(NH_2)_3BH_4
mediante el dopaje con LiH y el uso de catalizadores a base de Co y Ni.
Finalmente, se analizaron las perspectivas económicas relacionadas con la
factibilidad del empleo del hidrógeno como vector energético en una aplicación móvil,
considerando el costo del hidrógeno, el del tanque almacenador y el de la matriz
sólida optimizada estudiada en el Capítulo 4 de esta Tesis. Además se realizó una
comparación con las tecnologías que utilizan hidrógeno almacenado a alta presión.
En síntesis, la presente Tesis proporciona estudios sobre matrices sólidas
almacenadoras de hidrógeno de los sistemas Li-N-H y Li-Mg-N-H, aportando
conocimiento no solo acerca de sus características microestructurales y estructurales,
sino también del entendimiento de su termodinámica y cinética de la interacción con
hidrógeno. Al tratarse de sistemas que pueden almacenar una cantidad suficiente de
hidrógeno con propiedades termodinámicas y cinéticas prometedoras respecto a las
otras clases de materiales complejos, resultan muy atractivos para ser utilizados en
aplicaciones a bordo en vehículos con celdas de combustible.
La necesidad global de diversificar la matriz energética le confiere al H_2 un rol
fundamental como vector energético capaz de crear una economía alternativa a la
actual basada en combustibles fósiles
Vitrificación de una corriente de residuos radioactivos resultantes de la producción de 99"Mo en la CNEA .
Get PDFPor solicitud del PNGRR se realizo el estudio de la vitrificación de una corriente
lìquida de residuos provenientes de la producción de Mo-99 con uranio de alto enriquecimiento
(HEU, 90,0% U-235) en el reactor RA-3, entre los años 1985 y 2002, analizando
cuatro matrices vítreas. Los vidrios fueron: SG7 (aluminoborosilicato), VG-98/12 (borosilicato),
YAS (aluminosilicato de itrio) y SiO_2 poroso, de los cuales los primeros
dos fueron estudiados en el Departamento Materiales Nucleares con anterioridad para
la vitrificación de residuos de alto nivel de actividad proveniente de combustibles
gastados, mediante el proceso de sinterización. El vidrio YAS tiene amplia aplicación
en procedimientos médicos y debido a sus buenas propiedades de resistencia química
y mecánica se lo considera para la inmovilización de residuos, y el SiO_2 poroso es un
vidrio que permite la adsorción de los iones desde la solución residuo y luego del sellado
de sus poros por sinterizado constituye una matriz vítrea de SiO_2 que también exhibe
gran resistencia a la corrosión.
El residuo líquido, que consta de 36 l, es rico en Na y Al y contiene ademas casi 30
elementos químicos diferentes y fue simulado utilizando nitratos metálicos y óxidos de
los elementos detectados en el análisis químico realizado por el generador del residuo
en el CAE y complementados para algunos elementos faltantes mediante un modelo
de irradiación de los blancos de molibdeno con uranio de alto enriquecimiento (HEU
90,0% U-235 en el reactor RA-3 con nucleo HEU (90,0% U-235) o LEU (19,7% U-235),
realizado con el conjunto de programas SCALE 6.2.3.
El residuo simulado fue secado y con distintos tratamientos de desnitrificación fue
mezclado con los vidrios SG7, VG-98/12 y YAS para obtener cargas de 5, 10 y 20%
en peso de residuos para la inmovilización mediante sinterización. La inmovilización en
SiO_2 poroso se estudio a partir de la adsorción de la solución del residuo simulado en
este vidrio.
Se realizo un estudio teórico y experimental del proceso de sinterizado de los cuatro
vidrios para evaluar la influencia del agregado del residuo simulado en las cinéticas
de sinterizado y en las propiedades de los compuestos obtenidos. El estudio teórico se
baso en el modelo para partículas de vidrio polidispersas, el cual considera para la etapa
inicial de la sinterización el modelo de Frenkel y el modelo de Mackenzie-Shuttleworth
para las etapas intermedia y final. Utilizando este modelo pudimos predecir el rango
de temperaturas de sinterizado para cada vidrio y velocidad.
El análisis experimental del sinterizado se llevo a cabo en un microscopio de calentamiento,
con 6 velocidades de calentamiento: 0,1; 1; 3; 5; 10 y 20 K/min. En el vidrio
VG-98/12 luego de la sinterización se observo un aumento de volumen o hinchazón.
Las muestras se caracterizaron mediante microscopía óptica, difracción de rayos X,
microscopio electrónico de barrido (SEM) y espectroscopía de dispersión de energía de
rayos X (EDS). La incorporación del residuo en el vidrio SG7 provoco el hinchamiento
de este vidrio. Para los 3 casos de sinterización con residuos se observo una mayor
porosidad con el aumento de la carga en porcentaje en peso de residuos, estos vidrios
con 20% de carga de residuos no tienen un comportamiento de sinterización completo.
Los ensayos de lixiviación resultaron en que la perdida de masa para las muestras
de YAS con residuos era prácticamente nula desde 1 a 4 semanas de ensayo. Los vidrios
SG7 y VG-98/12 con residuos coloraban el agua luego de lixiviación ya desde la primera
semana y la perdida de masa era considerable. El análisis por ICP identicó que los
vidrios SG7 y SiO_2 lixiviaron U en el orden de 1 ppm, mientras que VG-98/12 y YAS
no registraron presencia de U en el lixiviante.
El vidrio YAS demostró las mejores propiedades para la vitrificación del residuo
estudiado. Mostró una mayor contracción en el proceso de sinterizado y mayor resistencia
a la lixiviación frente a los otros vidrios con residuos. Aunque este vidrio con
residuos cristaliza con todas las cargas en peso de residuos, esto no afecto su resistencia
a la corrosión por cortos tiempos. Sin embargo, se debe considerar que el vidrio YAS
exhibió alta porosidad para los 10 y 20% de carga de residuos
Modelando el efecto de las interacciones dipolares en cadenas de nanopartículas para hipertermia magnética.
Get PDFLa hipertermia magnética, que está siendo estudiada como un tratamiento para el
cáncer, consiste en la incorporación de nanopartículas magnéticas en un tumor y su
subsecuente calentamiento mediante un campo magnético alterno. El aumento de temperatura
de la zona tumoral por encima de los 42 C puede causar la muerte de las
células cancerégenas. El punto clave del tratamiento es la capacidad de las nanopartículas
de absorber energía del campo magnético y de posteriormente convertirlo en calor,
lo que depende de características morfológicas, magnéticas y reológicas.
Este trabajo tiene como objetivo estudiar el efecto de las interacciones dipolares entre
nanopartículas sobre el área de los ciclos de histéresis de la magnetización cuando éstas
se ordenan en un arreglo de cadenas con anisotropía uniaxial. Un aumento en el área
de los ciclos significa una mayor capacidad de absorber potencia del campo alterno
por unidad de masa de las partículas. Para abordar este estudio, se tomó un modelo
de relajación magnética no lineal y se lo modicó con el fin de agregar interacciones
dipolares. Mediante su implementación, se estudiaron cadenas de diferente longitud,
orientadas en diferentes direcciones respecto al campo externo y con partículas con
diferentes anisotropías, además de analizar el efecto de la frecuencia dentro en la región
de interés experimental (100-1000 kHz).
Se distinguieron 4 regiones de interés, definidas por la relación del campo coercitivo
efectivo y la amplitud del campo externo. Estas regiones fueron caracterizadas exhaustivamente.
Se tomaron en cuenta las componentes del campo dipolar paralela y
perpendicular al campo magnético externo en el análisis. Los estudios mostraron que
en las regiones de menor anisotropía, las interacciones en cadenas ayudan a aumentar
el área del ciclo de histéresis y en el caso de alta anisotropía, perjudican. Se pudo
estudiar el caso de cadenas orientadas en diferentes direcciones respecto al campo así
como el de cadenas distribuidas al azar. Se observó que las componentes del campo
dipolar también presentan histéresis y que los cambios en sus ciclos tienen efectos que
se reflejan en el ciclo de la magnetización
Simulación directa de turbulencia para forzado asimétrico.
Get PDFEste trabajo estudia las características de flujos turbulentos cuando son forzados asimétricamente. Este tipo de fenomenología es de gran relevancia en problemas de ingeniería, sobre todo cuando existen efectos de estratificación.
Los flujos estratificados son aquellos en los que la densidad varía en la dirección vertical. Se pueden identificar dos efectos producidos por la estratificación sobre flujos turbulentos. Uno de ellos es el efecto de estratificación microscópico asociado al mezclado turbulento, mientras que el otro es el efecto de estratificación macroscópico, asociado a la modificación de la fuerza impulsora del flujo.
En este trabajo se analiza aisladamente el efecto de estratificación macroscópica, inhibiendo por completo el efecto de estratificación microscópica. Para ello se reemplaza la fuerza impulsora producida por el perfil de densidades por una fuerza volumétrica externa no uniforme. La solución de los problemas de interés se lleva a cabo mediante simulaciones DNS, que resuelven
explícitamente la ecuación de Navier-Stokes abarcando todas las escalas del flujo significativas.
Como casos de estudio se utilizaron cuatro forzados lineales y seis forzados exponenciales. Se analizaron las velocidades medias, los esfuerzos de corte, las intensidades turbulentas, el balance de energía cinética turbulenta y los eventos turbulentos. Final- mente, se compararon los resultados obtenidos en el presente trabajo con un trabajo previo que estudia de forma aislada los efectos de estratificación microscópicos y con otro que estudia la combinación de los efectos de estratificación microscópicos y macroscópicos
Fenomenología de bosones pseudo Nambu-Goldstone a la escala del TeV.
Get PDFEn este trabajo de tesis se exploran distintos modelos en los cuales el bosón de Higgs es una partícula compuesta, un bosón pseudo Nambu-Goldstone proveniente de una ruptura espontánea de simetría en un nuevo sector de física fuertemente interactuante. Se comienza por realizar una introducción a los elementos necesarios para la construcción de este tipo de teorías. Luego, se procede a la construcción de un primer modelo basado en el patrón de ruptura de simetría SO(5)/SO(4), que permite resolver las discrepancias entre teoría y experimentos en las mediciones de la asimetría delante-atrás del quark bottom. En el mismo se introducen compañeros compuestos para el quark bottom utilizando las representaciones 4 y 16 de SO(5). Se obtienen expresiones analíticas que permiten entender las correcciones generadas para los acoplamientos Zbb y se realizan cálculos numéricos que verifican la precisión de estas expresiones y muestran la existencia de regiones
en el espacio de parámetros del modelo donde el mismo da una resolución realista al problema planteado. En el segundo modelo a considerar se introduce una ruptura espontánea de simetría SU(6)xSO(5)/SU(3)_LxSU(3)_RxSO(4) en el nuevo sector de la teoría. Esto produce la aparición de nuevos bosones de Nambu-Goldstone, además del Higgs, uno de los cuales adquiere de forma dinámica un valor de expectación en el vacío. Esto permite dar masa a los quarks y relajar las cotas para la escala de las resonancias compuestas de la teoría impuestas por la física de sabor, provenientes del parámetro є"K y los momentos dipolares del neutrón. Por último, se construye un modelo compuesto basado en el patrón de ruptura de simetría SO(6)/SO(4)xSO(2). El mismo posee dos dobletes complejos de Higgs. El modelo se construye de forma tal que se obtiene una ruptura controlada de la simetría custodial. Se derivan aproximaciones analíticas para las masas de los bosones de Higgs del modelo, así como para las mezclas entre ellos y sus acoplamientos. Todos los modelos estudiados presentan una rica fenomenología que resulta relevante para las búsquedas experimentales en aceleradores actuales y futuros.
"Anécdotas sobre Jorge Sabato" (Part.1). Ciclo de conferencias históricas organizadas por el Laboratorio de Conservación Preventiva y Restauración de Documentación de CNEA, 29 de agosto de 2018 en SEDE.
No full textA través de las anécdotas intentaré reflejar la personalidad de quien conocí en 1951 como alumno de 3er. año en las Escuelas Raggio donde él era profesor de Física, decía Prof. Ing. Hey, quién también hizo mención a la película "Punto y Coma" la cual se proyecto el día de su charla.
Película "Punto y Coma" de 1967, una reliquia, cierre del 3er curso panamericano, escenas graciosas y picarescas del trascurso del día.
Por último podrán disfrutar de la presentación de la audiencia entre los que se encuentran el nieto y bisnietos del Prof. Jorge Sabato
Comisionamiento y control de calidad de 3 sistemas de IGRT. EPID, kV-CBCT y rayos X estereoscópicos.
Get PDFLa Radioterapia es la practica medica empleada en el tratamiento de lesiones cancerígenas. Esto se debe a que los efectos que produce la radiación sobre las células, pueden ser aprovechados para destruir los tejidos tumorales. Un correcto posicionamiento del paciente en la mesa de tratamiento, constituye un eslabón fundamental para lograr una administración de la dosis de radiación correctamente ajustada a
la distribución planificada. Modalidades de tratamiento desarrolladas en los últimos tiempos tienen la capacidad de impartir altos valores de dosis, estrechamente ajustadas a los volúmenes blanco, pero tornan imprescindible que la dosis se entregue de la misma forma en que fue planificada. En esto juega un papel fundamental la radioterapia guiada por imágenes, la cual se ha convertido en un pilar fundamental en los tratamientos modernos en la mayoría de los centros de todo el mundo.
La radioterapia guiada por imágenes tiene el potencial de aumentar la precisión y la exactitud en la entrega de la radiación, lo que lleva a mejorar el control tumoral y disminuir las reacciones adversas. Existen varios sistemas disponibles en el mercado que se pueden usar con este propósito. Entre los sistemas de imágenes mas utilizados se encuentran: sistemas portales de megavoltaje, sistemas estereoscopios
de rayos X y sistemas de tomografía de haz cónico. Cada uno de estos posee características especiales de funcionamiento, puesta en marcha y control de calidad; que son discutidas a lo largo de este trabajo.
El presente trabajo se propuso realizar una descripción de las pruebas que forman parte del programa de garantía de calidad diseñado para el sistema de imagen portal (EPID); el sistema de imagen de haz cónico (kV-CBCT) y el sistema de imagen estereoscopio de rayos X (ExacTrac); disponibles en el acelerador lineal TrueBeam Novalis STx (Varian-BrainLAB) instalado en el Instituto Zunino - Fundacion Marie Curie. Cada una de las pruebas efectuadas arrojo resultados satisfactorios, que se encuentran dentro de las tolerancias establecidas por los fabricantes y reportadas en protocolos internacionales. A partir de los resultados obtenidos, se logro verificar el estado de referencia contra el cual se verifican los controles de calidad sistemáticos.
Ademas, se muestra un cuadro resumen el cual contiene las pruebas, frecuencias y tolerancias propuestas en cada caso. Este puede orientar a los usuarios a la hora de realizar sus controles de calidad, en particular si cuentan con sistemas de imágenes recientemente instalados y poseen poca experiencia en las tareas para el control de calidad de estos equipos.
Por ultimo, fue realizado un estudio para evaluar el impacto de los errores en el posicionamiento final del paciente para dos tratamientos hipofraccionados de próstata, con el objetivo de constatar los beneficios que introduce el uso de sistemas para la radioterapia guiada por imágenes. Este estudio revelo como el error que se comete en la entrega de la dosis, si no se hubiera corregido la posición del paciente durante cada fracción del tratamiento, utilizando los sistemas de imágenes disponibles, es de casi 50% para uno de los pacientes y de un 20% para el otro paciente. Este resultado evidencia la necesidad de utilizar sistemas de imágenes para efectuar el posicionamiento
del paciente, especialmente si se trata de tratamientos hipofraccionados
Desarrollo de una herramienta para la validación de algoritmos de análisis cuantitativo en estudios de perfusión en RMN (DCE-MRI).
Get PDFLa cuantificación de parámetros asociados a la perfusión sanguínea a través de imágenes dinámicas de resonancia magnética con contraste (DCE-MRI) es un proceso indirecto que involucra numerosas variables. Inconsistencias debidas a la inhomogeneidad del campo, movimientos del paciente, as como errores introducidos por la resolución temporal y espacial, la no localidad de la función arterial de
entrada, ruido, entre varios otros, llevan a una estimación de parámetros con una incertidumbre asociada importante. Desarrollar una herramienta que permita validar algoritmos de cuantificación y estudiar sus grados de incertidumbre asociados es el propósito de esta tesis.
En este trabajo se desarrollo un programa que permite controlar a voluntad diferentes parámetros de adquisición y, a partir de mapas paramétricos conocidos, simular adquisiciones DCE-MRI para ser procesadas por diferentes algoritmos de cuantificación. De esta manera, permite comparar el desempeño y sensibilidad de dichas herramientas. Finalmente, haciendo uso de un algoritmo de cuantificación, se
expone el potencial del software al realizar un breve estudio de incertidumbres y sensibilidad, culminando con un estudio sobre la optimización de los tiempos de adquisición y niveles de ruido en la clínica