Nucleus

Radiography imaging of cultural heritage obtained with a midified portable x-ray fluorescence system

RESUMEN Se evalúa la suficiencia de la calidad de las imágenes radiográficas obtenidas con un espectrómetro portátil de Fluorescencia de rayos X modificado para este propósito, en el estudio de bienes culturales. El instrumento propuesto utiliza un tubo de rayos X con ánodo de Pd (2 mm) que alcanza un voltaje y corriente máximos de 50 kV y 1 mA respectivamente y un sistema de colimación que permite irradiar una región de forma cuadrada en el objeto analizado a través de la proyección de un haz de luz con igual forma sobre su superficie. La resolución espacial de las imágenes radiográficas obtenidas permitieron: localizar y defnir bien figuras subyacentes en pinturas, identificar materiales de relleno en una pintura en proceso de restauración, la radiogrametría de huesos arqueológicos y la identificación de una esfera petrificada proveniente de un hallazgo arqueológico. Se propone el análisis radiográfico para estudios cubanos de antropología física.

ABSTRACT The imaging quality of radiographies obtained with a modifi ed portable X-ray fluorescence spectrometer was evaluated for the study of cultural heritage. The proposed instrument uses an X-ray tube with (2 mm) Pd anode allowing a 50 kV maximum voltage and 1 mA current. The instrument also equipped with a collimation system, allows to irradiate a square-shaped region in the analyzed object by projecting asquare light beam on its surface. The spatial resolution of the obtained radiographic image makes possible to locate and define perfectly well underlying paintings(pentimenti), to identify filling materials in a painting undergoing a restoration process, as well as radiogrametry of archaeological bone and the identification of a petrified sphere from an archaeological discovery. The radiographic analysis is proposed for the study of physical anthropology in Cuba

Evaluation of the hurricanes Gustav and Ike impact on healing mud from San Diego river using nuclear and geochemical techniques

ABSTRACT Effects induced by hurricanes Gustav and Ike on the characteristics of the San Diego River mud have been studied. X-ray fluorescence analysis, gamma spectrometry and the measurement of some physical andchemical characteristics in mud samples, collected before and after the hurricanes, show that the hurricanes induced changes not only in mud major composition but also in some other mud characteristics. The average sedimentation rate determined by gamma spectrometry in San Diego River outlet allowed to estimate that the original mud characteristics will be recovered no sooner // earlier than after 5-7 years. Further studies on the influence of changes in mud characteristics and in its therapeutic properties as a result of the impact of hurricanes are recommended as well.

RESUMEN Se estudian los efectos inducidos por los huracanes Gustav e Ike en las características principales de los lodos del río San Diego. La fluorescencia de rayos X, la espectrometría gamma y la medición de varios parámetros físico-químicos de lodos, colectados antes y después del paso de los huracanes en septiembre del 2008 mostraron que los huracanes provocaron cambios en la composición mayoritaria y en otras características de los lodos. La tasa de sedimentación promedio determinada por espectrometría gamma en la desembocadura del río San Diego permitió estimar que las características originales de los lodos medicinales no se recobrarán hasta dentro de 5-7 años. Se recomienda estudiar cómo influyen en las propiedades terapéuticas de los lodos, los cambios ocurridos en sus características producto del impacto de los huracanes.

High pT and jets predictions with PYTHIA and HERWIG in p-p collisions at √S = 14 TeV at LHC

ABSTRACT High momentum direct photons and hadrons are produced at the LHC and the ALICE experiment measures and identifies them with the help of its calorimeters and tracking system. This studydeals with the production of such particles in p-p collisions at √S = 14 TeVby using two Monte Carlo generators (PYTHIA and HERWIG) and Next to Leading Order (NLO) predictions. The results show a good agreement among them. Special attention was given to the production of direct prompt photons and the use of isolation cutsfortheir identification.

RESUMEN Fotones directos y hadrones de alto momento se producen en el LHG y se detectan con el sistema de trazas y calorímetros del experimento ALICE. Se presenta el estudio de la producción de dichas partículas en colisiones de dos protones a √S = 14 TeV, con dos generadores de Monte Carlo (PYTHIA y HERWIG) y con predicciones Next to Leading Order. Los resultados obtenidos por estos cálculos son consistentes. Se prestó especial atención en la producción de fotones directos del sistema y el uso de cortes por aislamiento para su identificación.

Biomonitoring of the atmospheric pollution in Havana during 2004-2005 survey

RESUMEN Para evaluar la calidad del aire en La Habana se utilizó como bioindicador una especie de liquen epífi to (physcia alba sp.) que crece sobre Palma real (Roystonea regia). Se colectó un total de 225 muestras de líquenes en 181 sitios seleccionados de acuerdo con las condiciones de contaminación por tráfi co y actividades industriales. Se determinaron las concentraciones de 15 elementos (Na, Mg, Al, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Cd and Pb), empleando espectrofotometría de absorción atómica, fluorescencia de rayos X por refl exión total y voltametría de redisolución anódica. Se aplicaron métodos estadísticos (componentes principales) a los resultados analíticos y se obtuvieron y seleccionaron varios factores. Por último se presentan mapas con los perfiles de distribución elementales y de factores y su posible correlación con distintas fuentes de contaminación.

ABSTRACT An epiphytic lichen (physcia alba sp.) grown over Royal Palm (Roystonea regia) tree was used as bioindicator of air quality in Havana City. A total of 225 lichen samples were collected in 181 selected sites according to traffic and industrial conditions. The concentrations of 15 elements (Na, Mg, Al, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Cd and Pb) were determined by Atomic Absorption Spectrophotometry, Total Reflection X-Ray Fluorescence and Anodic Stripping Voltammetry. Principal Component Analysis was applied to analytical results and some factors were obtained. Finally, maps with lichen elemental contents and factors’ patterns are presented. Several possible pollution sources were identified.

Simulation and evaluation of the absorption edge subtraction technique in energy-resolved X-ray radiography applied to the cultural heritage studies

ABSTRACT In this work the mathematical simulation of photon transport in the matter was used to evaluate the potentials of a new energy-resolved X-ray radiography system. The system is intended for investigations of cultural heritage object, mainly painting. The radiographic system uses polychromatic radiation from an X-ray tube and measures the spectrum transmitted through the object with an energy-dispersive X-ray detector on a pixel-by-pixel basis. Manipulation of the data-set obtained allows constructing images with enhanced contrast for certain elements. Here the use of the absorption edge subtraction technique was emphasized. The simulated results were in good agreement with the experimental data.

RESUMEN En este trabajo se utilizó la simulación matemática del transporte de los fotones en la materia para evaluar las potencialidades de un nuevo sistema radiográfico destinado al estudio de obras del patrimonio cultural. Este sistema emplea una fuente de rayos X no monocromática y mide a nivel de píxel el espectro transmitido a través del objeto en estudio con un detector espectrométrico. El procesamiento del conjunto de datos obtenidos permite la construcción de imágenes con contraste realzado para ciertos elementos. En el presente trabajo se enfatizó en el uso de la técnica de sustracción del borde de absorción para el procesamiento de las imágenes. Los resultados de las simulaciones resultaron consistentes con las mediciones experimentales.

Soil erosion studies in protected areas of Cienfuegos, using cesium 137 as radiotracer

RESUMEN Las explosiones nucleares de gran potencia a cielo abierto, debido a las pruebas de armas nucleares o como consecuencia de accidentes que han tenido lugar, son las principales causas de que gran número de radionúclidos se haya dispersado en todo el globo terráqueo. Entre estos se encuentra el cesio-137, que al llegar al suelo se adhiere fuertemente a sus partículas más finas. Ello, junto a su período de semidesintegración de 30 años y su fácil detección por gamma espectrometría hacen que se use como radiotrazador de los movimientos del suelo. Esta técnica, ampliamente usada y validada en diferentes entornos en todo el mundo, también fue previamente validada y se demostró su eficacia en la provincia de Cienfuegos. El objetivo de esta investigación fue estudiar mediante el uso del cesio 137, la redistribución del suelo y cuantificar la erosión en áreas protegidas de la provincia, donde las pérdidas de suelo y el arrastre de sedimentos son las principales causas del deterioro de estos ecosistemas con las consiguientes pérdidas económicas y ambientales. Los resultados obtenidos se interpolaron, empleando el método kriging mediante el software gvSIG, obteniendo un mapa de la distribución del suelo en las parcelas estudiadas, y garantizando una mejor visibilidad al respecto. El método se puede aplicar en otros lugares donde sea necesario conocer la magnitud de los problemas de erosión y la redistribución del suelo en el paisaje, lo cual puede ser muy útil para trazar los planes de reordenamiento de los usos del suelo.

ABSTRACT The large-scale nuclear explosions as a result of nuclear weapons tests or nuclear accidents are the main causes of/for the great dispersion of artificial radionuclides all over the world. One of these radionuclides is cesium-137, which is strongly fixed to the fine soils particles. This fact, together with its half-life of 30 years and its easy detection by gamma spectrometry have turned cesium 137, in a good radiotracer of soil movement. This technique has been widely used and validated in different landscapes throughout the world. Its effectiveness was also previously validated and proved in Cienfuegos province as well. This research was aimed at using the cesium-137 technique to study soil redistribution and quantify erosion in the so called Protected Areas in Cienfuegos province, where soil loss and sediment transport are the main causes of deterioration of these ecosystems with the consequent economic and / or environmental losses. The results were represented in a map using the gvSIG software by kriging, thus achieving greater visibility of the soil redistribution in the studied plot. The methodology used in this study could be used in other places wherever the magnitude of erosion problemsas well as knowing the soil redistribution plot pattern in the landscape are necessary and very useful to elaborate plans for rearrangement in land use management.

Decommissioning of the self-contained irradiator Gammacell 500

RESUMEN El Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria empleó un irradiador Gammacell 500 con 12 fuentes selladas de 60Co para la esterilización y descontaminación de dispositivos médicos, productos farmacéuticos y diversas materias primas. Debido a los 25 años de explotación de la instalación se decide desmantelar el equipo y clausurar la instalación. Para la clausura se tomó como base las regulaciones nacionales vigentes, las recomendaciones del Organismo Internacional de la Energía Atómica, la consulta al Manual de operación y mantenimiento del equipo y la historia operacional. En el trabajo se describe el diseño e implementación del procedimiento para el desmantelamiento del irradiador. El Centro Nacional de Seguridad Nuclear fue la institución encargada de realizar la evaluación de la documentación y emitió la Licencia Institucional de Cierre Definitivo de la instalación. Las operaciones de desmantelamiento consistieron en la separación y extracción del contenedor con las fuentes radiactivas y la conformación del bulto para el transporte. Todas las operaciones de desmantelamiento, así como del transporte del bulto se realizaron en condiciones radiológicas adecuadas, controlándose la tasa de dosis y contaminación superficial durante el proceso. Al finalizar todos los trabajos se recibió la autorización para la liberación de la instalación del control regulador.

ABSTRACT The National Center for Animal and Plant Health used a Gammacell 500 irradiator, with twelve cobalt 60 sealed sources, for sterilization and decontamination of medical devices, pharmaceuticals and several raw materials. As the equipmenty had been in operation for 25 years, the decision was taken to dismantle the equipment and decommission the facility. For dismantling the equipment, a methodology was developed taking into account the current national regulations in force, the recommendations of the Atomic International Energy Agency, the instructions manual and equipment maintenance as well as its operational history. The design and implementation of the procedure for dismantling the irradiator are described. The Institutional Irradiator Decommissioning License was obtained, awarded by the National Center for Nuclear Safety. The dismantling operations involved the extraction and separation of radioactive sources in the container and packaging to be transported. All dismantling as well as transport operations were performed under radiological security conditions, keeping control of the dose and superfi cial contamination rate during the whole process. After completing the works, permission for the no-longer inclusion of the facility in the nuclear safety control programme was granted by the national regulatory body.