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Rilassometria 1H-NMR per la caratterizzazione di legni integri e degradati
No full textLa caratterizzazione del legno riveste un particolare ruolo negli studi volti alla conservazione di manufatti lignei di interesse storico-artistico-archeologico. Le proprietà meccaniche del legno dipendono dalla specie, dal contenuto d’acqua, dalla direzione delle fibre, dalla porosità, dalla distribuzione dei pori e, in generale, da un insieme di condizioni che non sempre sono facilmente misurabili e controllabili. Di particolare interesse sono i metodi di indagine non invasivi e non distruttivi; tra questi si sta affermando la Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) [1,2].
In questo lavoro metodi di Rilassometria 1H-NMR, messi a punto per il tessuto osseo [3], sono stati applicati allo studio di diverse tipologie lignee. I FID (Free Induction Decay) ottenuti sono la somma di due componenti: una componente approssimativamente gaussiana o “di tipo solido”, ascrivibile alle macromolecole, e una componente esponenziale o “di tipo liquido”, ascrivibile all’acqua.
Le curve di distribuzione dei tempi di rilassamento della componente longitudinale della magnetizzazione nucleare dei nuclei 1H, ottenute separatamente per le due componenti in campioni di legno stagionato, mostrano inattese regolarità, che da un lato permettono di classificare i campioni in funzione della specie e dall’altro suggeriscono fenomeni di accoppiamento e/o di scambio tra i nuclei di idrogeno dell’acqua e quelli macromolecolari. Le variazioni dei tempi di rilassamento osservate in campioni degradati possono essere rilevanti nell’ottica della determinazione di parametri atti alla valutazione dello stato conservativo di macromolecole biologiche.
Conifera, Latifoglia, Tempi di rilassamento, Macromolecole biologiche
[1] A. Maccotta. P. Fantazzini, C. Garavaglia, I. Donato, P. Perzia, M. Brai, F. Morreale, Preliminary 1H NMR study on archaeological waterlogged wood, ANNALI DI CHIMICA 95: 117-124 (2005).
[2] A. Maccotta, M. Brai, P. Fantazzini, G. Veronesi, Classificabilità di essenze lignee mediante rilassometria e imaging NMR, XCI Congresso Nazionale SIF, Catania, 26 Sett. – 1 Ott. 2005, p.192.
[3] P. Fantazzini, V. Bortolotti, R.J.S. Brown, M. Camaiti, C. Garavaglia, R. Viola, G. Giavaresi, Two 1H-NMR Methods to Measure Internal Porosity of Bone Trabeculae: by Solid-Liquid Signal Separation and by Longitudinal Relaxation, J. Appl. Phys., 95: 339-343 (2004)
Radiation quality discrimination by continuous and pulse ESR techniques
No full textThe biological damages produced by ionizing radiations in tissues and cells depend on the radiation quality, besides on the dose. The discrimination of the radiation quality, which is related to the linear energy transfer (LET), interests various fields such as radiobiology, astronautic space research, radiotherapy research and accidental dosimetry.
In this work we have applied continuous wave ESR (cw-ESR) and pulse ESR techniques to ammonium tartrate samples with the aim of developing procedures able to discriminate radiation quality whose knowledge is fundamental for rabiobiological considerations. We have chosen the ammonium tartrate because it is a promising compound for the measurement of the absorbed ionizing radiation dose [1, 2, 3]. The compound is particularly competitive to standard alanine in the detection of ionizing radiation other than high energy gamma photons, such as low energy X photons, electrons, protons, thermal neutrons.
At the same time cw-ESR and the Electron Spin Echo (ESE) decay techniques and Double Electron-Electron Resonance (DEER) can be used to obtain from average to local distributions of spins. CW-ESR is particular suited for the determination of total spin (macroscopic) concentration, whereas ESE is suited for the determination of local concentration. A new insight into the knowledge of the complex distribution of free radicals inside the dosimeters can be obtained by DEER. This technique is very useful for our purpose because it is able to measure distance between radicals in solids in the range of approximately 1.5-8 nm by analyzing the dipolar coupling between two electron spins.
In this work we analyze the spatial distributions of the free radicals produced after exposure of ammonium tartrate dosimeters to various radiation beams (21 MeV protons, 60Co γ-photons, thermal neutrons).
By measuring the differences between the local radical concentrations and the macroscopic one, and the distributions of radical-radical distances obtained with DEER, this study has given details on the differences between the distributions of radicals created by the radiation-matter energy transfer for the different ionizing radiations.
Differences and analogies are discussed in terms of differences and analogies in the LET and type of particles involved.
References
[1] S. K. Olsson, S. Bagherian, E. Lund, G. A. Carlsson, A. Lund, Appl. Radiat. Isot. 1999, 50, 95565.
[2] M. Brustolon, A. Zoleo and A. Lund, J. Magn. Reson., 1999, 137, 389-396.
[3] A. Bartolotta, M. C. D'Oca, M. Brai, V. Caputo, V. De Caro, L. I. Giannola, Phys. Med. Biol., 2001, 46, 461-471
Rilassometria NMR applicata allo studio della statua lignea di San Nicola di Mira (XVI secolo) al museo Diocesano di Palermo
No full textIn un recente studio condotto mediante Rilassometria NMR del nucleo 1H su legni moderni stagionati è stato mostrato che è possibile separare la curva di rilassamento della componente longitudinale della magnetizzazione nucleare dei nuclei 1H meno mobili (componente “solida”), attribuibili alle macromolecole, da quella dei nuclei a maggior mobilità (componente “liquida”), attribuibili all’acqua. Oltre a permettere di verificare la proporzionalità diretta tra ampiezza della componente liquida del segnale e massa d’acqua, l’analisi delle curve di rilassamento mediante distribuzioni quasi-continue del tempo di rilassamento longitudinale T1 permette di classificare le essenze lignee esaminate, mettendo in evidenza variazioni regolari di tale tempo nel passare da latifoglie a conifere. Alcune regolarità osservate possono essere giustificate assumendo un modello di scambio a due siti, con un tempo di scambio solido-liquido di qualche decina di ms. La stessa analisi, condotta su campioni di legno della statua di San Nicola di Mira (XVI secolo) recentemente restaurata e collocata presso il Museo Diocesano di Palermo, mostra che anche per il legno antico, sebbene fortemente degradato, valgono le stesse regolarità, ma con valori per i tempi di rilassamento e per il tempo di scambio solido-liquido che sono circa la metà di quelli osservati per il legno moderno. Si avanza l’ipotesi che questa accelerazione nei processi di rilassamento e di scambio sia associabile all’aumento del contributo paramagnetico, legato alla presenza di radicali liberi nel legno degradato, messo in evidenza in uno studio parallelo mediante EPR. Per il legno antico trattato non valgono le regolarità osservate per il legno non trattato, sia esso moderno od antico. Le regolarità riscontrate suggeriscono che la Rilassometria NMR possa essere utilizzata in futuro per analisi non distruttive volte alla classificazione delle essenze ed alla diagnosi del degrado di legni di interesse storico-artistico-archeologico
Studio della cinetica di assorbimento di fluidi in mezzi porosi tramite Imaging a Risonanza Magnetica Nucleare
No full textIn questo lavoro, la tecnica di Imaging a Risonanza magnetica Nucleare (MRI) è stata impiegata per studiare in modo quantitativo, non invasivo, non distruttivo, la cinetica di assorbimento capillare di acqua in campioni di Pietra di Lecce, una biocalcarenite omogenea nella quale il fronte di bagnamento avanza pressoché piatto. MRI permette di misurare in funzione del tempo l’altezza raggiunta dal fronte in qualunque sezione interna del campione. Al fine di studiare l’anisotropia del fenomeno dovuta ad eventuali strati sedimentari, alcuni esperimenti sono stati effettuati variando l’asse principale di assorbimento (ortogonale al piano dove avviene l’assorbimento) attraverso la semplice rotazione del campione cubico. Le differenze osservate nella cinetica di assorbimento a seguito di trattamenti con prodotti idrorepellenti permettono di studiare l’efficacia dei trattamenti stessi. Le misure sono state ripetute dopo il trattamento con una resina acrilica (Paraloid B72) comunemente usata per tali trattamenti. I dati ottenuti sono stati interpretati mediante il modello di Washburn per la risalita capillare. Nell’intervallo di tempo esaminato è stata osservata la prevista dipendenza lineare dell’altezza di risalita dalla radice quadrata del tempo, sia per assorbimento dalla faccia trattata, sia per assorbimento da quella non trattata. I valori del coefficiente angolare (sorptivity, S) ottenuti nelle diverse condizioni permettono di trarre conclusioni circa l’efficacia del trattamento. Quando il litotipo è molto eterogeneo, come nel caso di una biocalcarenite proveniente da una cava nei pressi dell’area archeologica di Agrigento, MRI evidenzia un avanzamento stocastico del fluido, come confermato da immagini ottenute mediante tomografia computerizzata
An EPR method for discriminating radiation beams in ammonium tartrate and tooth enamel
No full textThe radiation linear energy transfer (LET), which is the energy released by ionizing radiation per path unit, arouses great scientific interest because the biological damage produced by ionizing radiation in tissues is strictly related to LET. Radiation beams with different LETs will cause different spatial energy distribution and therefore different effects inside matter.
In the last twenty years the EPR spectroscopy has become a valuable dosimetric tool. This technique allows absorbed dose measurements through the detection of free radicals produced by ionizing radiation in organic and/or inorganic compounds.
In this work we have analyzed the possibility of using the acquisition of two components (first harmonic in-phase, FH-0, and second harmonic out-of-phase, SH-90, components with respect to the modulation field) of EPR signal to discriminate the radiation quality. Studies have shown that the second harmonic absorption signal detection out-of-phase of the tooth samples could be promising for the enhancement of the tooth EPR signal [1]. In fact, the tooth EPR signal due to irradiation has large relaxation times and the SH-90 detection is very sensitive to this kind of signals. In particular, in this work we have performed a study of the dependence of the two components of the EPR signal on microwave power in order to achieve information on quality beam and on the effective radiation LET. Actually, for different LET beams the different spatial distributions of the free radicals brings about differences in the relaxation times T1 and T2 (longitudinal and transversal, respectively). These differences involve differences in the relative intensities of the two components analyzed. The analyses were carried out on samples of ammonium tartrate which is a promising compound for the measurement of the absorbed ionizing radiation dose, as it shows suitable features, such as high efficiency of radiation-matter energy transfer, and a linear relation between radiation dose [2, 3] and on tooth samples. In particular, ammonium tartrate samples were exposed to 21 MeV protons, 60Co γ-photons and thermal neutrons as radiation beams with different LET. On the other hand, the tooth samples were irradiated to UV and gamma radiation.
References
[1] V. E. Galtsev, E.V. Galtseva,Ya. S. Lebedev 1996 47, 1311-1315
[2] S. K. Olsson, S. Bagherian, E. Lund, G. A. Carlsson, A. Lund, Appl. Radiat. Isot. 1999, 50, 95565.
[3] M. Marrale, M. Brai, A. Triolo, A. Bartolotta, M. C. DOca, 2006. Radiat. Res. 166, 802809
In-soil radon anomalies as precursors of earthquakes: A case study in the SE slope of Mt. Etna in a period of quite stable weather conditions
No full textIn-soil radon concentrations as well as climatic parameters (temperature, atmospheric pressure and relative humidity) were collected in St. Venerina (Eastern Sicily - Italy) from March 19th to May 22nd 2009, close to an active fault system called Timpe Fault System (TFS), which is strictly linked to the geodynamics of Mt. Etna. During the monitoring period no drastic climatic variations were observed and, on the other hand, important seismic events were recorded close to the monitoring site. A seismic swarm composed of 5 earthquakes was observed in the Milo area on March 25th (M-max = 2.7) at just 5.1 km from the site, and on May 13th an earthquake of 3.6 magnitude was recorded in the territory of St. Venerina, at just 3.2 km from the site: the earthquake was felt by the population and reported by all local and regional media. The in-soil radon concentrations have shown anomalous increases possibly linked to the earthquakes recorded, but certainly not attributable to local meteorology. To verify this assumption the average radon concentration and the standard deviation (sigma) have been calculated and the regions of +/- 1.5 sigma and +/- 2 sigma deviation from the average concentration have been investigated. Moreover, to further minimise the contribution of the meteorological parameters on the in-soil radon fluctuations, a multiple regressions method has been used. To distinguish those earthquakes which could generate in-soil radon anomalies as precursors, the Dobrovolsky radius has been applied. The results obtained suggests that a clear correlation between earthquakes and in-soil radon increases exist, and that the detection of the in-soil radon anomalies becomes surely simpler in particular favourable conditions: weather stability, earthquakes within the Dobrovolsky radius and close to the monitoring area. Moreover, the absence of large variations of the climatic parameters, which could generate incoherent noise components to the radon signal, has made the radon fluctuations more evident and so more legibl
SENI BRAI NURUL IMAN DESA BAYALANGU KIDUL, CIREBON, TAHUN 2000-2008 M
No full textDari awal munculnya Kesenian Brai Nurul Iman di padukuhan Bayalangu
(sekarang Desa Bayalangu Kidul) sampai sekarang tetap terjaga. Seiring dengan
perkembangan zaman, sejak tahun 2000-2008 kesenian ini mengalami
perkembangan. Hal itu terlihat dari awal mulanya kesenian Brai Nurul Iman atas
dasar kelompok kecil yakni Sayyid Abdillah dan saudara-saudaranya beserta para
pengikutnya yang berasal dari Baghdad. Hingga pada akhirnya terciptalah grup
Kesenian Brai Nurul Iman Desa Bayalangu Kidul. Dengan adanya grup Kesenian
Brai Nurul Iman di Desa Bayalangu Kidul ini dimanfaatkan oleh masyarakat
sebagai wadah pemersatu antar golongan dan sebagai media berdakwah.
Tujuan dari penelitian ini untuk mendeskripsikan sejarah berdirinya
kesenian Brai Nurul Iman. Sekaligus menjelaskan bagaimana perkembangan
kesenian Brai Nurul Iman tahun 2000-2008 M. Sedangkan untuk manfaat
Penelitian ini diharapakan mampu memberikan kontribusi dalam khazanah
keilmuan tentang kesenian Islam. Mampu memberikan pengetahuan dan
penjelasan pada masyarakat luas khususnya masyarakat Cirebon tentang kesenian
Brai Nurul Iman. Sekaligus penelitian ini dapat menjadikan masukan bagi
generasi selanjutnya untuk menjaga kesenian tradisional yang ada di Cirebon.
Dalam penelitian ini, peneliti menggunakan pendekatan Antropologi
adalah suatu pendekatan yang menitikberatkan pada seluruh cara hidup manusia
yang mengungkapkan nilai-nilai yang mendasari perilaku budayanya, seperti
sosial masyarakat, kesenian, sistem kepercayaan, serta seluruh unsur-unsur
kebudayaan secara universal. Adapun teori yang digunakan yaitu teori
fungsionalisme struktural yang dipelopori Radcliffe-Brown, dalam teori ini
dijelaskan bahwa suatu sistem sosial didasarkan pada suatu keberagaman para
aktor individu yang berinteraksi satu sama lain didalam satu situasi yang
setidaknya mempunyai aspek fisik atau lingkungan. Radcliffe-Brown juga
menolak adanya istilah fungsi yang tidak dikaitkan dengan struktur sosial.
Analisis Fungsionalisme struktural budaya adalah adanya asumsi dasar bahwa
budaya bukan pemuas kebutuhan individu, melainkan kebutuhan sosial kelompok.
Sumber data primer dalam penelitin ini diambil dari hasil wawancara dengan
masyarakat yang masih melestarikan kesenian ini. Sedangkan sumber data
sekunder diambil dari buku-buku maupun literatur yang berakaitan dengan objek
kajian.
Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa fungsi kesenian Brai
Nurul Iman ini dapat dibagi diantaranya; fungsi agama, fungsi budaya, fungsi
ekonomi, dan fungsi sosial
Applicazione di trasformate wavelet per la riduzione del rumore nelle immagini NMR di rocce sedimentarie
No full textIl sempre crescente interesse verso i Beni Culturali suscita molteplici problematiche inerenti la salvaguardia e la diagnosi del loro stato di conservazione. In questo ambito, lo studio delle caratteristiche, quali ad esempio le proprietà capillari delle rocce sedimentarie, ricopre un’importanza cruciale non solo per studiare lo stato di conservazione ma anche per fornire utili indicazioni sulle possibili tecniche e sui materiali da utilizzare negli eventuali trattamenti di protezione e restauro.
Al fine di ottenere approfondite informazioni sulle proprietà capillari, il presente lavoro propone un metodo matematico utile nello studio della cinetica di assorbimento capillare. Lo studio è stato condotto su una roccia sedimentaria particolarmente omogenea, la Pietra di Lecce, analizzando le immagini del campione, acquisite mediante la tecnica di imaging NMR (Nuclear Magnetic Resonance, MRI). Il rumore presente nelle immagini è stato ridotto grazie all’utilizzo delle trasformate wavelet. Le immagini elaborate e ricostruite tramite un algoritmo che implementa la trasformata DWT (Discrete Wavelet Transform) – epsilon-decimata, forniscono utili informazioni per la caratterizzazione della cinetica di assorbimento dell’acqua
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