V. Palmieri - The classical superconductivity

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When hearing about persistent currents recirculating for several year in a superconducting loop without any appreciable decay, we realize that we are dealing with a phenomenon wich in nature is the closest we know to the perpetual motion. The zero resistivity and the perfect diamagnetism in Mercury at 4.2 K, the discovery of superconducting materials, finally the revolution of the "liquid Nitrogen superconductivity": Nature discloses drop by drop its intimate secrets. Nobody can exclude that the final surpreise must still come.

V. Palmieri - The classical superconductivity

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In questi ultimi anni i problemi energetici e ambientali hanno favorito lo sviluppo di un nuovo settore della ricerca riguardo la produzione di energia pulita sfruttando fenomeni naturali. L'attenzione dei ricercatori è stata catturata dalla possibilità di convertire l'energia solare luminosa in energia elettrica. Questo processo di conversione, nato nella prima metà del XX secolo, permette di produrre correnti elettriche anche in piccola scala, senza la realizzazione di imponenti impianti industriali e soprattutto senza la produzione si scorie inquinanti. Sono nate così le prime celle solari a effetto fotovoltaico. Gli sviluppi hanno portato a diversi risultati e al giorno d'oggi l'energia fotovoltaica ha ormai fatto il suo ingresso nella vita quotidiana. Sia i favori delle industrie, sia l'interesse dei privati cittadini, contribuiscono a espandere questo tipo di ricerca, ottenendo numerosi successi nell'aumento dell'efficienza di conversione energetica. Dal punto di vista della scienza dei materiali la prima cosa che viene in mente pensando alle celle fotovoltaiche è il silicio. A tutti gli effetti la maggior parte delle celle sul commercio sono costituite da silicio policristallino, per le sue ottime qualità e proprietà di resa. Tuttavia esistono anche una moltitudine di altri composti, alcuni più recenti di altri, che sono ancora nell'occhio dei ricercatori, un esempio ne sono i recenti foto-materiali organici. Spesso però i costi di realizzazione sono alti per ottenere rese elevate, rendendo così proibitive le realizzazioni su impianti industriali. L'ossido rameoso (Cu2O) è stato uno dei capostipiti dei materiali utilizzati nelle celle fotovoltaiche. Fin dal suo primo utilizzo nel 1958 esso ha presentato le caratteristiche di semiconduttore necessarie alla realizzazione di impianti fotovoltaici. Rispetto ai sui cugini più nobili, presenta delle efficienze minori, ma anche un costo decisamente più basso. Il rame infatti, da innumerevoli anni, è un elemento largamente sfruttato in tutti i campi dell'elettronica e non solo, e la realizzazione di ossidi specifici non comporta processi troppo complessi o costosi. La ricerca nel campo dell'ossido rameoso è riuscita a migliorare le sue qualità all'interno del mondo fotovoltaico rendendo possibile la realizzazione di celle solari a costi contenuti. Per questo motivo il Cu2O è tutt'oggi un materiale in grado di competere nel moderno panorama della ricerca solare fotovoltaica.

Tesi Bachelor Debastiani

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Il plasma è un supporto particolarmente attivo dal punto di vista chimico e fisico. In base al modo con cui viene attivato e alla potenza di lavoro, può generare temperature basse o molto elevate e viene definito rispettivamente come plasma freddo o caldo. Quest’ampio range di temperature lo rende adatto a numerose applicazioni tecnologiche: rivestimento di superficie, smaltimento rifiuti, trattamento dei gas, sintesi chimiche, lavorazioni industriali. La maggior parte di queste applicazioni del plasma non sono ancora state industrializzate, sebbene il loro sfruttamento rispetti strettamente le norme sull’inquinamento. I plasmi caldi (specialmente quelli ad arco) sono ampiamente industrializzati, con particolare diffusione all’interno del settore aereonautico. La tecnologia dei plasmi freddi è stata sviluppata in microelettronica, ma le apparecchiature da vuoto richieste ne limitano l’applicabilità. Al fine di evitare l’inconveniente associato al vuoto, molti laboratori hanno provato a trasferire a pressione atmosferica processi che attualmente lavorano in vuoto. Le ricerche condotte hanno portato alla scoperta di varie ed innovative sorgenti che verranno descritte in questo elaborato. Dopo un riassunto sui differenti tipi di plasmi, saranno descritte le varie sorgenti in termini di design, condizioni di lavoro e proprietà del plasma. In seguito l’attenzione sarà spostata sulle varie applicazioni (analisi spettroscopica, trattamento dei gas e processi sui materiali).

Tesi Bachelor Giovanni Vergari

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The lowest possible surface resistivity and higher accelerating field are the paramount considerations, hence are obligatory for accelerating cavities. Since, superconducting materials are used to make radio-frequency cavities for future accelerators. In the case of rf cavities, superconductors are being used in order to minimize the power dissipated and increase the figures of merit of a radio-frequency cavity, such as the quality factor and accelerating gradient. Hence, these could be achieved by improving surface treatment to the cavity, and processing techniques must be analyzed in order to optimize these figures of merit. The research work reported in this dissertation mainly carried out on tesla type seamless 6GHz Nb and Cu cavities. We have developed two innovative techniques: firstly, for mechanical polishing of cavities, and secondly for purification of these cavities at atmospheric pressure under cover of 4Helium gas (for protection) and at ultra-high vacuum (UHV) system. These cavities are fabricated by spinning technology to create seamless cavities. The main advantages of 6 GHz bulk-Nb cavities are saving cost, materials and time to collect statistics of surface treatments and RF test in a very short time scale. Cavities are RF tested before and after high temperature treatment under atmospheric pressure (under cover of inert gas atmosphere to protect inner and outer surface of cavity) inside transparent quartz tube, and under UHV conditions. Induction heating method is used to anneal the cavity at temperatures higher than 2000°C and close to the melting point of Nb for less than a minute while few seconds at maximum temperature. Before RF test and UHV annealing, the surface treatment processes like tumbling, chemical, electro-chemical (such as BCP and EP), ultrasonic cleaning and high pressure rinsing (HPR) have been employed. High temperature treatment for few minutes at atmospheric pressure allow to reduce hydrogen, oxygen and other elemental impurities, which effects on cavity Q-factor degradation, hence recovers rf performances of these cavities. This research work will address these problems and illustrate the importance of surface treatments.

Tesi master Ram Khrishna Thakur

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6 GHz spun seamless Superconducting Radio Frequency (SRF) cavities are a very useful tool for testing alternative surface treatments in the fabrication of TESLA cavity. However, the spinning technique has also some drawbacks like contamination, surface damage in internal part due to the collapsible mandrel line. The first important step of the surface treatments is the mechanical polishing. For this purpose, a new, cheap, easy and highly efficient tumbling approach based on vibration was developed. Before this approach was conceived, a few other methods, such as Turbula, Centrifugal Barrel Polishing (CBP), custom Zigzag tumbler and “flower brush” have been studied and tested. But the result was not so satisfactory neither for the low erosion rate nor for the unstableness of the system nor for the complicated polishing process. At last, a vibration system with a simple structure, working stably was created after two experiments. Another important task of the thesis is to update the optical inspection system for 6 GHz cavities. 3 stepper motors motor was added to move and rotate the cavity and realized auto focus of the miniature camera. A software was developed to achieve a full cavity photographed by one key operation using LabVIEW. A high-efficiency mechanical polishing system is generally judged by two aspects: one is whether the surface property satisfies the demand after polishing; the other is whether the erosion rate can reach and be stabilized at a high value which is comparable or greater than the existing products. The Radio Frequency (RF) test result indicates that the vibration system is feasible. The latest erosion rate 1 gram/hour i.e. removing 13 microns depth of inner surface materials per hour exceeds the performance of CBP, which is widely used in other laboratories in the world. The mechanical polishing process is elaborated and cavities that have been polished are listed. Several influencing factors on the erosion rate, such as tumbling time, media, signal and multi-cavities and plate direction are discussed at the end. A preliminary design of 1.3 GHz vibration system as the future development is provided for the next plan.

Tesi master Goulong yu

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In questo lavoro di tesi verrà presentato un primo prototipo di un mini inceneritore al plasma per la pirolisi dei rifiuti medicali basato sulla tecnologia delle torce al plasma a microonde (MW) con tecnologia domestica a basso costo. Si inizia con una breve e generale descrizione sulle problematiche dei rifiuti, della loro classificazione e delle norme che ne regolano lo smaltimento. Quindi si parlerà delle norme necessarie per l‟identificazione dei rifiuti medicali ed infine verrà riassunta la modalità di gestione dei rifiuti secondo la normativa in vigore. Successivamente saranno descritti alcuni metodi di termodistruzione dei rifiuti ospedalieri come la combustione negli inceneritori tradizionali, e alcuni metodi alternativi, come il trattamento al plasma atmosferico, andando ad analizzare vantaggi e svantaggi di ogni tecnologia. L‟attenzione sarà quindi focalizzata sul plasma atmosferico e sulla descrizione delle sue proprietà. Quindi saranno descritti diversi tipi di plasma atmosferico in base alle condizioni operative di alimentazione e delle loro strutture concentrando le nostre attenzioni verso le torce al plasma atmosferico basate sulle microonde. Quindi si descriverà la realizzazione di una torcia al plasma atmosferico utilizzando i componenti a basso costo dei normali forni a microonde e con l‟obbiettivo di utilizzare questa torcia sia nel settore industriale che nella ricerca. Tale torcia, realizzata con componenti commerciali domestici a basso costo, costituirà il cuore del prototipo di mini inceneritore che è stato progettato, realizzato, descritto e testato in laboratorio. Verrà quindi illustrata l‟efficacia di trattamento di materiale rappresentativo di rifiuti medicali come: carta, cotone idrofilo e tessuti organici biologici. Infine verranno descritte le linee guida per gli sviluppi futuri del prototipo al fine di aumentarne l‟efficienza nel trattamento dei rifiuti, nel recupero dell‟energia derivante dalla combustione dei syn-gas e nella purificazione dei gas da agenti inquinanti.

Tesi magistrale Akaberi Nazkhatoon

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The subject of present Master Work is the thermomechanical design of a high power neutron converter for the SPIRAL2 Facility, which is being developed in collaboration with the INFN – Italy and GANIL – France. The main objective is description of an general overview about the project and its main goals. The SPIRAL2 is a linear particle accelerator for the production of high intensity exotic ion beams. It will be under operation in the existing installations of the GANIL Institute in Caen, France. Therefore a neutron converter target has been designed and it must produce 1014 fissions/second, at a working temperature up to 1850°C. Available deuteron beam for the operation of this accelerator has a power up to 200 kW and all the calculations and tests around the main critical elements of the neutron converter module are explained in the next sections of this document.

Tesi master Acosta Gabriela

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Superconducting technique has been widely applied to linac particle accelerators for more than two decades. Cryogenic RF performance of SC cavities has been improved a lot due to improvement on purification of SC material, as well as SC cavity design, fabrication and surface treatment techniques. The Sputtering technique of SC cavities provided another chance to particle accelerators: the cost of cavity fabrication greatly decreased, while the performances of sputtering coated niobium cavities are competitive with those of bulk material SC cavities. In this thesis some important features of RF cavities are briefly introduced; the difference in design of a SC cavity and that of a normal conducting cavity are indicated. The design parameters of a 144 MHz SC QWR and an 1.5GHz monocell spherical cavity are presented. The SC material for cavity fabrication, and measurement method of SC cavity are introduced, then the fabrication and surface treatment technique of SC cavities are discussed. The application of sputtering technique in SC cavities is a recent development of SRF technique. After nearly two decades study, the sputtering coated niobium film SC cavities achieved a cryogenic RF performance close to that of bulk niobium cavities. The thesis introduced various sputtering techniques on this purpose from preliminary glow discharge, discusses the LNL, Peking University and Australia National University’s QWR sputtering configurations, and introduces LNL’s surface treatment technique for copper substrate cavity. In the study of niobium sputtering for 1.5GHz monocell spherical cavity, different magnetron configurations were tried and measured a large amount of sputtered niobium samples. By improving the magnetron configuration and surface treatment technique of the substrate cavity, sputtered niobium cavities with better RF performance were obtained. It was found out that substrate surface treatment takes a very important role in the sputtering of a SC cavity, as sample measurement cannot give out helpful information of the RF performance, the study with substrate

Tesi PhD Zhang Yan

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Tesi federico della ricca

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Tesi Master Zambotto Dino

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Tesi master Vanessa Rampazzo

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Il forno in alto vuoto della TAV è stato costruito per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare agli inizi degli anni novanta ed è installato presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (PD) nello stabilimento Alte Energie. E’ stato realizzato in collaborazione con la ditta milanese TAV, che ha sede a Caravaggio (MI), specializzata nella produzione di forni in vuoto. E’ stato così possibile realizzare un forno mai costruito prima e che rispondeva appieno alle esigenze richieste. Il forno in vuoto allora in uso era un modello a caricamento orizzontale le cui pareti interne e le resistenze erano realizzate in grafite. Da allora il vecchio forno è stato congedato, mentre il nuovo impianto è entrato subito in funzione per eseguire le brasature e i trattamenti termici sulle cavità acceleratici superconduttive a quarto d’onda dell’impianto Alpi. Da allora fino ad oggi, il nuovo forno è sempre stato operativo, e grazie ad esso è stato possibile realizzare una grande varietà di trattamenti termici e brasature, per le più svariate applicazioni e impieghi.

Tesi master Paolo Modanese

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La tecnologia degli acceleratori di particelle è tradizionalmente un serbatoio da cui attingere per il trasferimento di conoscenze tecniche dall’ambito della ricerca di base all’industria; in questo campo i Laboratori Nazionali de Legnaro dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (LNL – INFN) vantano una lunga esperienza come ente di ricerca di alto livello sia in ambito italiano che internazionale, nello sviluppo di nuove tecniche di accelerazione e nell’applicazione di conoscenze e metodologie tipiche della scienza dei materiali al campo degli acceleratori di particelle. Il master in Trattamenti di superficie applicati a tecnologie meccaniche innovative per l’industria si inserisce in questo contesto e funge da ponte per il trasferimento del bagaglio di conoscenze maturate durante gli anni per il trattamento dei materiali delle cavità acceleratrici a realtà industriali presenti sul territorio nazionale. Il trattamento superficiale di una cavità acceleratrice superconduttiva è un passaggio fondamentale nella sua realizzazione, in quanto predispone lo strato superficiale del risonatore stesso a sostenere le condizioni di vuoto, temperatura ed alti campi elettrici presenti durante il funzionamento nell’acceleratore; questi trattamenti presuppongono un’approfondita conoscenza della scienza dei materiali ed una robusta preparazione di tipo applicativo oltre che teorico. Il lavoro di questa tesi prende l’avvio da due istanze fondamentali, cioè dall’applicazione delle conoscenze fisiche, chimiche e meccaniche apprese nel corso del master e dalla tradizione nello sviluppo di nuove tecniche di accelerazione dei Laboratori Nazionali di Legnaro con il fine di realizzare e caratterizzare un nuovo tipo di strutture acceleranti basate sul concetto di cristallo fotonico o photonic band gap (PBG) applicato alle microonde. Durante questo lavoro si sono quindi realizzati alcuni prototipi di cavità PBG risuonanti a 14 e 6 GHz, in rame ed in niobio superconduttivo, sviluppando un metodo realizzativo che permettesse di evitare il ricorso a costose saldature electron beam; le cavità così realizzate sono state trattate superficialmente adattando il protocollo di trattamento utilizzato per altre cavità costruite nei Laboratori e studiando nuove strade tecniche per la loro finitura superficiale. Infine si è proceduto ad adattare i sistemi criogenici e RF integrandoli per caratterizzare le cavità costruite.Questo progetto si inserisce in una collaborazione fra i Laboratori Nazionali di Legnaro e la sezione INFN di Napoli, che ha fornito il supporto teorico sulla teoria dei cristalli fotonici applicati agli acceleratori e ha contribuito al progetto delle cavità attraverso le simulazioni dei campi elettromagnetici in cavità; il gruppo di legnaro si è occupato, oltre che della costruzione, dei trattamenti di superficie e delle misure, anche della parte riguardante la superconduttività in Radiofrequenza.

Tesi Master Diego Tonini

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L’obiettivo di questo lavoro consiste nella progettazione e costruzione di un sistema UHV multicamera per la deposizione di film sottili. La tecnica utilizzata per crescere i ricoprimenti sottili in questo caso è l’arco catodico continuo e pulsato. Questa tecnica permette di depositare film di elevato spessore in tempi estremamente veloci. La sorgente è pressoché puntiforme in confronto allo sputtering ed i film possono essere più spessi e più puri. L’arc vapour deposition è una tecnica di deposizione di film sottiliche cade nella grande famiglia del PVD. Essa consiste nella vaporizzazione, da un elettrodo, del materiale che si vuole depositare per mezzo di un arco. La tecnica è veloce, efficiente e relativamente poco costosa: di conseguenza è uno dei metodi più usati a livello industriale per ottenere deposizioni di film sottili con ottime proprietà meccaniche. Negli ultimi anni si stanno effettuando numerose ricerche, sia sperimentali sia teoriche, al fine di mettere in evidenza come questa tecnica possa essere molto utile per produrre dei film sottili in grado di aumentare le proprietà fisiche e chimiche dei rivestimenti (come ad esempio un aumento della densità, un miglioramento dell’adesione al substrato, della stechiometria dei composti e di ulteriori caratteristiche chimico-fisiche). In particolare la letteratura russa tratta numerosi esempi di come la tecnica dell’arco, proprio grazie all’alto grado di ionizzazione dei vapori prodotti, renda possibile la produzione di rivestimenti con determinate proprietà chimico-fisiche e strutturali per particolari condizioni di processo, non altrimenti ottenibili con altre tecniche competitive quali il magnetron sputtering o l’evaporazione tramite electron beam Come si vedrà in seguito, infatti, l’arc vapour deposition ha il grandissimo vantaggio di controllare non solo la ionizzazione degli atomi che si vogliono depositare, attraverso una combinazione di campi elettrici e magnetici, ma anche l’energia con la quale gli ioni arrivano sul substrato. Le sorgenti ad arco vengono inoltre utilizzate come sorgenti per LRQ EHDP che devono produrre elevate densità di corrente. Nel mondo industriale, infatti, questa tecnica riscuote molto interesse.Il deposito tramite arco catodico è un processo fisico sottovuoto che consente la crescita di film duri, compatti ed aderenti su un ampio spettro di materiali al di sotto dei 300°C: Il film, estremamente sottile, ha durezze da 1000 a 3500 HV: le applicazioni industriali sono molte e variano dalla ricopertura di utensili da taglio agli tampi per le materie plastiche e lavorazioni meccaniche, da prodotti d’arredamento (maniglie, copri interruttori, pomoli, etc.) a componentistica da bagno (rubinetti, docce, tubi, etc.). ......

Tesi Master Giorgio Keppel

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Fu una scoperta sensazionale quando Jun Akimitsu e colleghi annunciarono la loro scoperta nel gennaio 2001 che il diboruro di magnesio diveniva superconduttore attorno ai 40 K. L’interesse degli autori era inizialmente rivolto verso il semiconduttore CaB6 , il quale diviene ferromagnetico a seguito di trattamento leggero di doping. La loro intenzione era quella di sostituire parzialmente degli atomi di carbonio con altri di magnesio, omologo come shells elettronici ma più leggero, e gli parve conveniente utilizzare il diboruro di magnesio (ben noto sin dal 1953) per questo scopo. L’aspetto interessante è che il magnesio diboruro è un composto molto usato nelle reazioni di sintesi del boro, dei borani, o di bururi di metalli di transizione e facilmente reperibile in qualsiasi laboratorio di chimica. E’ dunque facile immaginarsi lo stupore del mondo scientifico quando fu comunicato che il MgB2 diviene superconduttore a temperature mai raggiunte sino ad allora da sistemi basati su semplici leghe intermetalliche non ossidate. Le fievoli speranze ed il derivante mitigato interesse che vi era attorno ai superconduttori all’inizio della seconda metà del 1900 era dovuto soprattutto a due figure ....

Tes master Tommaso Cavallin

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In the past few decades a large amount of attention has been given to health service’s technology. Advances in electronic components, computer technology, and images processing have contributed considerably to the expansion and improvement of the field. However, there is evidence that several other related topics still need to be explored, such as X-ray imaging in the routine mass screening for medical diagnosis. Tumors formation is one of the most common human health problems and large efforts have been undertaken world wide to tackle the disease. Breast cancer specifically seems to affect a large percentage of the female population. Research indicates that breast cancer treatment is most effective if the disease is diagnosed in its early stages of development. Traditionally, X-ray technologies have been used for breast screening film mammography and its success in detecting breast cancer has been reconfirmed throughout the past few decades. However, the technique has several limitations, and further improvements are required if we wish to achieve early stage diagnosis. Image formation in radiological diagnosis is the result of the complex interdependence of many factor. Creating an ideal balance among them could improve the image to such a degree that it could be used in a clinical setting, where the minimum radiation dose would be applied to the patient. The factors which increase radiation dose and affect image quality can be grouped as: radiation quality, photon intensity, Xray detection sensitivity, and reduction of background through scattered radiation. Optimum performance is dependent on the improvement of the assessments of these phenomena. In the past, standard methods of quality control have been introduced which have lead to a partial improvement in the image evaluation techniques. Some methods, widely applied, involve the use of test objects or phantoms for the establishment of comparison parameters. However, the methods that use phantoms, are frequently not as reliable as radiation based diagnoses of asymptomatic woman produce. In addition,the subjective nature of image interpretation by medical professionals can make the assessment process very difficult. Consequently, the currently available tools which are used for breast clinical image formation and interpretation regularly results in an incorrect diagnosis. In past years, the commercially introduced digital detectors for mammography were seen as an important advancement since they provided both a higher acquisition speed and a lower associated radiation dose. However, up until this point, the quality of the produced images is comparable to the images obtained with film detectors. ....

Tesi Master Judilka Bermudez

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L’adroterapia fu proposta per la prima volta da Robert R. Wilson nel 1946. Sfruttando il modo particolare in cui gli adroni carichi depositano energia nella materia, il cosiddetto picco di Bragg, è possibile rilasciare un’elevata dose in tumori anche profondi, limitando l’irradiazione sia dei tessuti sani circostanti che del canale d’entrata. La figura della pagina seguente mostra come diversi tipi di radiazione depositano energia in acqua; in essa è ben visibile il picco degli ioni carbonio. Gli adroni carichi rilasciano molta della loro energia alla fine del percorso; inoltre, grazie alla loro massa, hanno una traiettoria pressoché rettilinea. Queste due proprietà fondamentali permettono un trattamento conforme in cui la dose viene rilasciata nel bersaglio tumorale con un’accuratezza più elevata rispetto alla radioterapia convenzionale che si avvale di elettroni e fotoni. I tumori per i quali è indicata l’adroterapia sono quelli localizzati nella base cranica, sul fondo dell’occhio e lungo la colonna vertebrale, ma anche i tumori pediatrici, i tumori del sistema nervoso centrale, della prostata, del fegato, dell’apparato gastroenterico e del polmone possono beneficiare di un tale trattamento.Oltre alla miglior conformazione della dose ottenibile con protoni e ioni leggeri, questi ultimi hanno il vantaggio di possedere un’elevato LET (Linear Energy Transfer ). Questo parametro è legato alla ionizzazione indotta nei tessuti e dipende dal quadrato della carica della particella. Un’elevata densità di ionizzazione permette una doppia rottura della catena del DNA, molto più difficile da riparare di una rottura singola. Non solo, per gli adroni il LET è più elevato nel picco di Bragg che nel canale di entrata. Tuttavia ioni con Z troppo elevato possono causare gravi danni sia nel canale d’entrata che nella coda (cioè oltre il picco di Bragg). La carica Z dello ione va dunque determinata con particolare cura: allo stato attuale delle conoscenze la scelta migliore è lo ione C6+ caratterizzato da una efficacia biologica relativa (RBE) che è circa tre volte quella dei protoni nella regione del picco di Bragg mentre rimane pressoché la stessa nel canale d’entrata. Gli ioni C6+ sembrano quindi essere i più adatti per il trattamento di tumori radioresistenti.1 2 L’acceleratore del CNAO – Centro Nazionale di Adroterapia Oncologico è un acceleratore normalconduttivo costituito da due sorgenti ECR per la produzione di ioni carbonio C4+ e H3+. Una linea di trasporto a bassa energia LEBT, un acceleratore lineare LINAC costituito da un RFQ ed una struttura IH – DTL che accelera il fascio da 8 keV/u a 7 MeV/u. Il fascio incontra quindi uno stripper foil di Carbonio passando dallo stato di carica tetravalente a quello esavalente per poi essere accelerato dalla cavità RF del sincrotrone. Le cavità acceleratici del Linac sono strutture normalconduttive in acciaio ramato per via elettrochimica. Risulta di fondamen

Tesi Master Nicola Schiccheri

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Questo lavoro di tesi si propone di individuare, studiare e realizzare un dispositivo da applicare alle sorgenti magnetron-sputtering per aumentare la velocità delle deposizioni di film sottili. Le prove di deposizione sono state fatte utilizzando il niobio inquanto il dispositivo studiato potrebbe venire applicato alla deposizione di questo metallo superconduttore all’interno di cavità acceleratrici in radiofrequenza per acceleratori di particelle. Il problema che ci si è proposti di risolvere è quello di aumentare l’efficienza di ionizzazione del plasma da parte degli elettroni prodotti da una scarica elettrica in vuoto del tipo glow discharge. In una sorgente a diodo gli elettroni vengono persi perché assorbiti dall’anodo. In un magnetron gli stessi elettroni vengono fatti spiralizzare attorno alle linee di campo magnetico e compiendo un percorso più lungo per arrivare all’anodo effettuano un numero maggiore di collisioni ionizzanti. Varie scuole di pensiero puntano ad aumentare l’efficienza di ionizzazione utilizzando differenti soluzioni (per esempio coupling del plasma induttivo con una sorgente a mircoonde, ECR), nel nostro caso sono state sviluppate delle sorgenti “extra” di elettroni chiamate Hollow Cathode da affiancare ai magnetron in modo da aumentare il numero di elettroni utili per la ionizzazione. Recentemente la realizzazione di sorgenti magnetron-sputtering compatte, semplici e poco costose ha esteso l’utilizzo delle tecniche di deposizione di film sottili anche al settore low-tech come per esempio quello dei ricoprimenti decorativi oppure protettivi per il packaging nell’industria alimentare. Questo lavoro di tesi quindi, proponendosi di velocizzare la produzione di film sottili e di migliorarne la qualità, si inserisce in un contesto industriale di grande attualità

Tesi master Niccolò Patron

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Il perfezionamento della tecnologie delle celle a combustibile ed i buoni risultati ottenuti nei rendimenti, sia in termini assoluti, sia di indipendenza dalla taglia e di costanza al variare del carico, stanno spingendo i programmi di ricerca dei principali paesi industrializzati nel mondo, compreso quelli dell’Unione Europea, ad approfondire le potenzialità di tali tecnologie anche nelle applicazioni stazionarie per la produzione di energia elettrica [1]. Le celle a combustibile, se alimentate direttamente ad idrogeno consentono di ottenere buone efficienze con bassissime emissioni di gas nocivi; inoltre, il loro utilizzo in sistemi integrati con lo steam-reformer, con il quale si produce idrogeno da idrocarburi, permette di ottenere vere e proprie unità per la cogenerazione di energia elettrica e calore. Rientrando per questi motivi nell’ottica degli obiettivi del protocollo di Kyoto, questi sistemi stanno ricevendo un’attenzione sempre maggiore.

Tesi master Domenico Scagliusi

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L’obiettivo di questa tesi è stato il miglioramento delle proprietà estetiche di piastrelle commerciali in grès porcellanato e di varie tipologie di pietra naturale, con particolare attenzione all’incremento della resistenza alle macchie. Piastrelle ceramiche e pietre naturali vengono impiegate come materiale per rivestimenti di carattere estetico e funzionale in ambito edilizio. L’industria che le produce è in continua evoluzione e, nonostante in Italia si stia verificando una contrazione del distretto ceramico, il mercato mondiale è in continua espansione. All’interno del settore delle piastrelle ceramiche, il grès porcellanato va assumendo un’importanza sempre crescente. Il suo utilizzo si sta progressivamente estendendo da segmenti di mercato estremamente ridotti, per quantità e specializzazione applicativa, a segmenti sempre più diversificati. Infatti, mentre nel passato il prodotto era essenzialmente impiegato in ambiente industriale per le sue eccezionali caratteristiche tecniche, oggi, è utilizzato con volumi sempre crescenti anche in ambiente commerciale e domestico. Questo grazie al recente raggiungimento di notevoli potenzialità estetiche che ne consentono la penetrazione verso utenze più sofisticate. Il suo attuale sviluppo è da attribuirsi alla formulazione di nuove composizioni chimico-mineralogiche associata all’applicazione di più moderne metodologie produttive. La pietra naturale, invece, è apprezzata soprattutto nel settore architettonico e decorativo dove la valenza estetica è un valore aggiunto fondamentale. Infatti, nonostante i progressi fatti dall’industria ceramica sotto questo aspetto, le peculiari caratteristiche estetiche del prodotto naturale restano ancora insuperate. Per aumentarne ulteriormente la competitività e rafforzarne la penetrazione in nuovi mercati è fondamentale però migliorare ulteriormente le già eccezionali caratteristiche di questi prodotti andando soprattutto ad aumentarne la resistenza a macchiatura. Infatti il problema della macchiabilità è particolarmente sentito per entrambe le tipologie di materiale e la sua origine è la stessa: la presenza di una porosità aperta in superficie che funge da centro di accumulo dello sporco, la cui rimozione risulta estremamente difficile. Pertanto, nel corso dell’attività sperimentale la soluzione a questa specifica richiesta è stata individuata nell’occlusione della porosità superficiale e perseguita mediante trattamento dei materiali presi in esame utilizzando la tecnica sol – gel. La ricerca si è articolata in varie fasi, seguendo due diverse strategie d’intervento per le due diverse tipologie di materiale: con la prima si è andati a lavorare sulle pietre naturali, con la seconda si è intervenuti sulle piastrelle ceramiche al verde. Nel primo caso si è cercato preliminarmente di eliminare, o quantomeno limitare, la porosità di alcune varietà di pietre naturali mediante deposizione di film inorgani

Tesi Master Enrico Miorin

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Tesi Bachelor Giovanni Vergari

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Tesi magistrale Akaberi Nazkhatoon

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Tesi PhD Zhang Yan

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Sumit Kumar yadav

Understanding circumstellar disks is of prime importance in astrophysics, however, their birth process remains poorly constrained due to observational and numerical challenges. Recent numerical works have shown that the small-scale physics, often wrapped into a sub-grid model, play a crucial role in disk formation and evolution. This calls for a combined approach in which both the protostar and circumstellar disk are studied in concert. Aims. We aim to elucidate the small scale physics and constrain sub-grid parameters commonly chosen in the literature by resolving the star-disk interaction. Methods. We carry out a set of very high resolution 3D radiative-hydrodynamics simulations that self-consistently describe the collapse of a turbulent dense molecular cloud core to stellar densities. We study the birth of the protostar, the circumstellar disk, and its early evolution (< 6 yr after protostellar formation). Results. Following the second gravitational collapse, the nascent protostar quickly reaches breakup velocity and sheds its surface material, thus forming a hot (∼ 103 K), dense, and highly flared circumstellar disk. The protostar is embedded within the disk, such that material can flow without crossing any shock fronts. The circumstellar disk mass quickly exceeds that of the protostar, and its kinematics are dominated by self-gravity. Accretion onto the disk is highly anisotropic, and accretion onto the protostar mainly occurs through material that slides on the disk surface. The polar mass flux is negligible in comparison. The radiative behavior also displays a strong anisotropy, as the polar accretion shock is shown to be supercritical whereas its equatorial counterpart is subcritical. We also f ind a remarkable convergence of our results with respect to initial conditions. Conclusions. These results reveal the structure and kinematics in the smallest spatial scales relevant to protostellar and circumstellar disk evolution. They can be used to describe accretion onto regions commonly described by sub-grid models in simulations studying larger scale physics.

Formation of low mass protostars and their circumstellar disks

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Mustard, as a crop, is susceptible to a variety of pests that can affect its growth and yield. Here’s a rundown of some common pests that target mustard plants: Aphids: These small, sap-sucking insects can cause significant damage by feeding on the leaves and stems. Aphids also excrete a sticky substance known as honeydew, which can lead to the growth of sooty mold on the plants. Flea Beetles: These tiny beetles jump like fleas when disturbed and chew small holes in the leaves. They are particularly damaging in the early growth stages of the plant. Cabbage Loopers: The larvae of a type of moth, these caterpillars are known for their distinctive looping movement. They chew large holes in the leaves and can defoliate plants if present in large numbers. Diamondback Moth Larvae: Another caterpillar pest, these larvae chew small holes in the leaves and can cause extensive damage, especially when infestations are heavy. Whiteflies: These are tiny, winged insects that feed on plant sap and can quickly become a problem in greenhouse or close planting conditions. Like aphids, they also secrete honeydew. Cutworms: These are the larvae of certain types of moths and are known for cutting young plants at the stem base at ground level. They are most destructive during the night. Root Maggots: The larvae of root maggot flies, these pests attack the roots of mustard plants, causing wilting and potentially killing young plants. Harlequin Bugs: These are colorful stink bugs that suck the sap from mustard plant stems and leaves, causing the leaves to become stippled, wilt, and eventually die if the infestation is severe. Mustard Sawfly: The larvae of the mustard sawfly can cause considerable defoliation, as they feed voraciously on the leaves. Clubroot: Caused by a fungus-like organism, clubroot affects the roots, causing them to swell and distort. While technically a disease, it is often associated with pest management because controlling it involves similar preventative strategies. Control Measures: Managing pests in mustard involves a combination of cultural, biological, and chemical methods. Crop rotation, resistant varieties, timely sowing, maintaining plant health, and using natural predators like ladybugs and parasitic wasps can help keep pest populations under control. Chemical pesticides should be used as a last resort due to their potential impact on the environment and non-target species.

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Context. Determining the size distribution of asteroids is key to understanding the collisional history and evolution of the inner Solar System. Aims. We aim to improve our knowledge of the size distribution of small asteroids in the main belt by determining the parallaxes of newly detected asteroids in the Hubble Space Telescope (HST) archive and subsequently their absolute magnitudes and sizes. Methods. Asteroids appear as curved trails in HST images because of the parallax induced by the fast orbital motion of the spacecraft. Taking into account the trajectory of this latter, the parallax effect can be computed to obtain the distance to the asteroids by fitting simulated trajectories to the observed trails. Using distance, we can obtain the absolute magnitude of an object and an estimation of its size assuming an albedo value, along with some boundaries for its orbital parameters. Results. In this work, we analyse a set of 632 serendipitously imaged asteroids found in the ESA HST archive. Images were captured with the ACS/WFC and WFC3/UVIS instruments. A machine learning algorithm (trained with the results of a citizen science project) was used to detect objects in these images as part of a previous study. Our raw data consist of 1031 asteroid trails from unknown objects, not matching any entries in the Minor Planet Center (MPC) database using their coordinates and imaging time. We also found 670 trails from known objects (objects featuring matching entries in the MPC). After an accuracy assessment and filtering process, our analysed HST asteroid set consists of 454 unknown objects and 178 known objects. We obtain a sample dominated by potential main belt objects featuring absolute magnitudes (H) mostly between 15 and 22 mag. The absolute magnitude cumulative distribution logN(H > H0) ∝ αlog(H0) confirms the previously reported slope change for 15 < H < 18, from α ≈ 0.56 to α ≈ 0.26, maintained in our case down to absolute magnitudes of around H ≈ 20, and therefore expanding the previous result by approximately two magnitudes. Conclusions. HST archival observations can be used as an asteroid survey because the telescope pointings are statistically randomly oriented in the sky and cover long periods of time. They allow us to expand the current best samples of astronomical objects at no extra cost in regard to telescope time.

Hubble Asteroid Hunter III. Physical properties of newly found asteroids

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On 26 January 2023, a military pilot reported four potential unidentified anomalous phenomena (UAP) while operating in the Eglin Air Force Base training range off the coast of Florida. Through the onboard radar system, the pilot initially observed that the four objects were aloft between 16,000 – 18,000 feet and appeared to be flying in formation. However the pilot observed only one of the four objects visually and captured two images of the single object via the aircraft’s electro-optical/infrared (EO/IR) sensor (see Figures 1A and 1B). The pilot could not record video of the event because the aircraft’s video recording equipment was inoperable prior to and during the aircraft’s flight. The pilot observed this single object aloft at 16,000 feet. The following case information is based on the pilot’s initial report and a subsequent discussion that AARO held with the pilot to seek additional details about the pilot’s observation of the reported object.

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RecoveringancientrecordsofEarth'smagneticfieldisessentialfordeterminingtheroleofthemagnetosphereinprotectingearlyEarthfromcosmicradiationandatmosphericescape.WepresentpaleomagneticfieldtestshintingthatarecordofEarth's3.7‐billion‐year(Ga)oldmagneticfieldmaybepreservedinthenortheasternIsuaSupracrustalBeltasachemicalremanentmagnetizationacquiredduringamphibolite‐grademetamorphisminthebandedironformation.MultiplepetrologicalandgeochronologicallinesofevidenceindicatethatthenorthernmostpartofIsuahasnotexperiencedmetamorphictemperaturesexceeding380°CsincetheEoarchean,suggestingtherockshavenotbeensignificantlyheatedsincemagnetizationwasacquired.Weuse“pseudo”bakedcontacttests(intrusionsemplaced3.26–3.5Gaago)andafoldtest(folding3.6Gaago)todemonstratethatsomesamplespreserveaca.3.7Garecordofthemagneticfield.Werecoverafieldstrengthof>15μT.ThissuggeststhatEarth'smagneticfieldmayhavebeenweakenoughtoenhanceatmosphericescapeduringtheArchean

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Small size (20-300 nm) / bacteria (size measured in μm) Viral genome – single type of nucleic acid: DNA – dezoxyriboviruses RNA - riboviruses Totally dependant on living cells for all metabolic processes May infect humans, animals, plants, bacteria, fungi,parasites, insects Virion = viral corpuscle = elementary, infectious unit. Only visible by electron microscopy. Laboratory diagnosis of viral infections Methods: • Cytology • Electron microscopy • Cultivation • Detection of viral proteins • Serology • Molecular diagnosis (detection of genetic material i.e. nucleic acids) PPT prepared by Dr. Prince C P

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Botany is the branch of biology that deals with the scientific study of plants, including their structure, growth, reproduction, metabolism, development, and classification. It encompasses a wide range of topics, from the molecular biology of plant cells to the ecological relationships between plants and their environments. Botany is essential for understanding plant diversity, ecology, evolution, and the roles plants play in ecosystems and human societies.

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Sumit Kumar yadav

The presentation first gives the brief introduction about the animal communication covering the reasons for communication. It then describes the important types of animal communication emphasizing the important points regarding auditory and visual communication. With respect to auditory communication, it covers the uses of it and mechanisms of auditory communication along with examples. Later the presentation discusses the various forms of visual communication such as gestures, postures, facial expressions, color changes , bioluminescent communication. It then describes the visual communication in bees in the form of bee dance . In bee dance it gives a brief overview of round dance , sickle dance and waggle dance .

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We explore different scenarios to explain the chemical difference found in the remarkable giant-giant binary system HD138202+CD−3012303. For the first time, we suggest how to distinguish these scenarios by taking advantage of the extensive convective envelopes of giant stars. Methods. We carried out a high-precision determination of stellar parameters and abundances by applying a full line-by-line differential analysis on GHOST high-resolution spectra. We used the FUNDPAR program with ATLAS12 model atmospheres and specific opacities calculated for an arbitrary composition through a doubly iterated method. Physical parameters were estimated with the isochrones package and evolutionary tracks were calculated via MIST models. Results. We found a significant chemical difference between the two stars (∆[Fe/H]∼0.08dex), which is largely unexpected considering the insensitivity of giant stars to planetary ingestion and diffusion effects. We tested the possibility of engulfment events by using several different combinations of stellar mass, ingested mass, metallicity of the engulfed object and different convective envelopes. However, the planetary ingestion scenario does not seem to explain the observed differences. For the first time, we distinguished the source of chemical differences using a giant-giant binary system. By ruling out other possible scenarios such as planet formation and evolutionary effects between the two stars, we suggest that primordial inhomogeneities might explain the observed differences. This remarkable result implies that the metallicity differences that were observed in at least some main-sequence binary systems might be related to primordial inhomogeneities rather than engulfment events. We also discuss the important implications of finding primordial inhomogeneities, which affect chemical tagging and other fields such as planet formation. We strongly encourage the use of giantgiant pairs. They are a relevant complement to main-sequence pairs for determining the origin of the observed chemical differences in multiple systems.

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