Tesis (Física Aplicada I)

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Formas recíprocas del principio de Hamilton
(1982-09) Velázquez Álvarez, Concepción; Hervás Burgos, Pablo; Rodríguez Danta, Marcelo; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
El objeto de esta memoria ha sido: 1. Encontrar sistemas tanto discretos como continuos cuyas fuerzas generalizadas no derivan de un potencial conservatorio y sin embargo sus leyes de evolución pueden formularse bajo la forma recíproca del principio de Hamilton. 2. Generalizar el concepto de sistema conservativo. 3. Establecer la base teórica necesaria para el tratamiento de los sistemas y medios disipativos en el marco de la energía complementaria. 4. Introducir el concepto de variable cíclica en la formulación complementaria y establecer una serie de proposiciones ligadas a la existencia de tales variables cíclicas. 5. Obtener las correspondientes leyes de conservación en el espacio de los impulsos para unos y otros medios.
Nuevo método experimental para la medida simultánea de los coeficientes Seebeck y Peltier
(1982) Jiménez Fernández, Justo; Zamora Carranza, Manuel; Rojas Blasi, Emilio; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Se ha ideado un método y construido el correspondiente sistema experimental que permite la medida simultánea de los coeficientes termoeléctricos Seebeck y Peltier con mejor precisión que la hasta ahora alcanzada. Asimismo se ha realizado la calibración del sistema y verificado su bondad en la medida de dichos coeficiente relativos a la pareja de metales niquel-platino comprobando mediante los resultados obtenidos la segunda relación de Kelvin
Transmisión del calor en el problema de Bernard Rayleigh
(1982) Moreno Sánchez, Jesús; Zamora Carranza, Manuel; Córdoba Zurita, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Se presenta un nuevo dispositivo experimental para la medida del flujo de calor en el problema de Benard-Rayleigh. Se obtiene el valor critico del numero de Rayleigh en geometría cilíndrica y geometría rectangular utilizando líquidos de distintos números de Prandtl. Se mide asimismo la longitud de onda de la estructura convectiva que se forma encontrándose una dependencia entre esta y el flujo de calor.
Termoquímica de procesos reactivos en cambiadores iónicos
(1987-09) Mateos Rodríguez, Francisco; Algaba Roldán, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Se han medido las entalpias integrales de cambio para los sistemas h/k h/na li/h li/na li/k y na/k en resinas dowex 50 para grados de reticulación x8 x4 x2 y 50-100 mesh. Asimismo se han medido las entalpias de hidratación para los resinatos hr lir nar y kr de resinas dowex 50 x8 (50-100 mesh) y las entalpias de cambio por vía seca para los sistemas k/h na/h h/li na/li k/na h/na y h/k en resinas dowes 50 x8 (50-100 mesh). Se ha utilizado para ello un microcalorímetro calvet (modelo standar) y un sistema de adquisición de datos compuestos por: ordenador h-p modelo 9825a multímetro h-p modelo 3455a reloj de cuarzo h-p modelo 59308a selector de canales h-p modelo 3495a amplificador tekelec modelo te921 y registro grafico h-p9862a. Se ha puesto de manifiesto que la magnitud y signo de los efectos térmicos de larga duración de las reacciones inversas dependen de los sistemas de cambio; demostrándose que son debidos a la presencia de un electrolito en la fase externa. Se han calculado valores de entalpias que cumplen la ley de hess con un error promedio del 2-4% correlacionándose con los distintos parámetros característicos de los cambiadores iónicos. Se ha ideado un modelo que justifica las diferencias entre las entalpias de cambio de reacciones directas e inversas y se propone un mecanismo de reacción para los intercambios por vía seca; comprobado experimentalmente con un error medio del 2%. Se han estudiado las leyes cinéticas de las reacciones de cambio iónico en los distintos sistemas experimentales usados poniendo de manifiesto la existencia de procesos de reacción química y de procesos difusivos que se manifiestan en menor o mayor proporción dependiendo de las condiciones experimentales en que se realicen los intercambios.
Contribución al estudio de modelos de tráfico vial
(1986-10-31) Álvarez Chillida, Azucena; Brey Abalo, José Javier; Casado Vázquez, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Estudio del modelo estocástico de Malthus-Verhulst
(1985-11-09) Aizpuru Domínguez, Concepción; Brey Abalo, José Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Low-Energy Accelerator Mass Spectrometry of actinides (236U, 237Np, 239, 240Pu) at the Centro Nacional de Aceleradores and its applications in oceanography
(2019-12-18) López Lora, Mercedes; Chamizo Calvo, Elena; García León, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Estudio de los plasmas producidos por onda de superficie en régimen de pulsos
(1987-05-08) Gamero Rojas, Antonio José; Colomer Viadel, Vicente; Cotrino Bautista, José; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
A mediados de los años setenta se empezaron a producir largas columnas de plasma mediante la aplicación de energía de microondas, creándose la descarga por la propagación de una onda de superficie. En este tipo de descargas la energía de microondas es acoplada utilizando una estructura de excitación situada en el exterior del tubo de plasma. Los plasmas producidos por onda de superficie presentan un cierto número de ventajas frente a otros tipos de descargas. Ello ha provocado que, desde su aparición, estos plasmas hayan experimentado un gran desarrollo. En la actualidad son ya numerosas las aplicaciones (tratamiento de superficies, excitación laser, química de plasmas,…) donde son utilizadas estas descargas. El trabajo que se presenta aquí tiene por objeto contribuir a la caracterización de los plasmas producidos por onda de superficie, especialmente en lo que se refiere a los producidos en régimen pulsante, de forma que nos permita el estudio de los procesos transitorios de este tipo de plasmas. La presente memoria se ha dividido en cuatro capítulos, atendiendo a los sucesivos aspectos abordados en el estudio de estos plasmas. En el primer capítulo se describen las características generales de los plasmas producidos por microondas. Se analiza primero el problema de la modelización de estas descargas, exponiendo después las diferentes estructuras de excitación para los plasmas producidos por microondas. A continuación se estudian los mecanismos de producción y pérdida de electrones, analizando las condiciones de ruptura, mantenimiento y excitación del plasma. Por último, al final del capítulo, se señalan las principales aplicaciones de las descargas producidas por microondas. El segundo capítulo está dedicado a la modelización de los plasmas producidos por onda de superficie. En primer lugar se estudian las características propagativas de la onda de superficie en una columna de plasma. A continuación se expone el modelo cinético que describe radialmente la descarga, y que permite realizar un modelo simplificado para caracterizar longitudinalmente las columnas de plasma. Se presentan después los estudios existente para este tipo de plasmas en régimen de impulsión, finalizando con una descripción de las estructuras de excitación utilizadas para acoplar la energía al plasma. En el capítulo tercero se estudia el proceso de formación de la columna de plasmar. Se describen en primer lugar los dispositivos experimentales utilizados para la producción de este tipo de plasmas. A continuación, y a partir de las medidas del campo eléctrico y de la señal luminosa, analizar el avance del frente de ionización que crea la descarga. Se estudia después de la dependencia de la velocidad de este frente con las condiciones experimentales, y por último, se realiza el estudio de los campos durante el proceso de formación del plasma. En el cuarto capítulo se analiza el proceso de estabilización de la columna de plasma. Se determina para ello, mediante un método de muestreo, la evolución de la densidad electrónica y de la potencia de la onda de superficie a lo largo de la columna. A partir de la variación de la densidad electrónica durante el proceso transitorio de la descarga se determinan, por primera vez en este tipo de plasmas, los coeficientes de recombinación. Esto nos permite analizar el margen de validez de la teoría de difusión y el proceso de ionización en la descarga. CONCLUSIONES Los resultados presentados en este trabajo permiten obtener las conclusiones que a continuación se exponen: 1. En el proceso de creación de los plasmas producidos por onda de superficie pueden distinguirse dos etapas bien diferenciadas. Una primera fase en la que el frente de ionización ioniza al gas neutro hasta una densidad electrónica igual a la densidad de corte de la onda de superficie. Y una segunda fase en la que el plasma es ionizado desde esta densidad de corte hasta la correspondiente densidad electrónica estacionaria. 2. Durante el proceso de formación el gas neutro es ionizado por el frente de ionización que avanza a lo largo de la descarga, hasta ionizar por completo la columna de plasma estacionaria. En el margen de las condiciones experimentales estudiadas, los tiempos necesarios para ionizar la columna completa estacionaria aumentan progresivamente con la presión de la descarga. Las longitudes de la columna final estacionaria son proporcionales a la raíz cuadrada de la potencia total absorbida por el plasma. A una misma potencia absorbida las longitudes de la columna de plasma presentan un máximo para un valor del producto p.a entre 1 y 2 Torr.cm. Hemos demostrado que este cambio de comportamiento se debe a un cambio de régimen en la descarga. Para ese valor del producto p.a el plasma deja de estar regido exclusivamente por difusión, siendo significativas las pérdidas por recombinación. 3. La velocidad de avance del frente de ionización disminuye desde su valor máximo a nivel del acoplador de energía hasta anularse al final de la columna estacionaria. Para unas mismas condiciones de presión y radio de la descarga, la variación de la velocidad del frente de ionización con la posición medida desde el final de la columna estacionaria es única, independientemente de la potencia aplicada al plasma. 4. La velocidad del frente de ionización a lo largo de la descarga puede expresarse como una función exclusivamente de la potencia incidente estacionaria a lo largo de la columna y del producto de la frecuencia de colisión por el radio de la descarga. A una misma potencia incidente la velocidad del frente de ionización presenta un máximo para un determinado valor del producto γ.a. La localización de este máximo es función a su vez de la potencia incidente considerada. 5. La distribución de los campos en los distintos medios que constituyen la descarga varía significativamente durante el proceso de formación del plasma. Una vez pasado el frente de ionización, el campo eléctrico en el interior de la descarga presenta un máximo en los primeros instantes de la creación del plasma. Este máximo está asociado con el máximo de la señal luminosa emitida por el plasma y con el máximo existente para la frecuencia de ionización en los primeros instantes. 6. Dado que la velocidad del frente de ionización es inferior a la velocidad de grupo de la onda de superficie, se produce en el frente de ionización una reflexión de la señal que se propaga desde el surfatrón hacia el final de la columna. Una vez pasado el frente de ionización, el proceso de estabilización de la descarga está perturbado por la señal reflejada. Esta perturbación es más significativa a medida que el producto p.a es mayor, llegando a provocar incluso que durante la creación del plasma la densidad electrónica tome valores superiores al correspondiente en el estado estacionario. 7. El tiempo necesario para la estabilización de la densidad electrónica desde la llegada del frente de ionización aumenta de forma exponencial con la posición medida desde el final de la columna estacionaria. Para presiones inferiores a un Torr este proceso de estabilización está condicionad por las pérdidas por difusión. A presiones más elevadas, sin embargo, la estabilización está condicionada por las pérdidas debidas a la recombinación en la descarga. 8. Se ha determinado experimentalmente por primera vez en este tipo de descargas los coeficientes de recombinación electrónica. Los resultados obtenidos utilizando estos coeficientes de recombinación confirman la validez de estas medidas. La comparación en nuestras condiciones experimentales entre las pérdidas debidas a la difusión ambipolar y a la recombinación electrónica han puesto de manifiesto que para un valor del producto p.a superior a 2 Torr.cm, las pérdidas por recombinación no pueden ser despreciadas. 9. El modelo cinético que considera al plasma regido por difusión describe convenientemente a la descarga para valores del producto p.a inferiores a 2 Torr.cm. Sin embargo, la descarga se aparta de esta caracterización para valores mayores del producto de p.a. En el margen de condiciones experimentales donde el plasma está regido por difusión, se ha obtenido una ley de similitud para el campo efectivo utilizando las leyes de similitud existentes para este tipo de descargas. En estas condiciones el producto del campo efectivo por el radio de la descarga es una constante del sistema que depende solo del tipo de gas utilizado. 10. Para las columnas de plasma en régimen de difusión se ha obtenido así mismo la dependencia de la frecuencia de ionización con el campo efectivo, independientemente del radio de la descarga. En las descargas controladas por difusión, la frecuencia de ionización partida por la presión es proporcional al cuadrado del cociente entre el campo efectivo y la presión.
41CA measurement with low energy accelerator mass spectrometry (leams) at the Centro Nacional de Aceleradores.
(2018-09-28) Vivo Vilches, Carlos; López Gutiérrez, José María; Vockenhuber, Christof; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
The accelerator mass spectrometry (AMS) technique, developed 40 years ago for 14C dating, was soon used to measure other long-lived radionuclides. One of the radionuclides measured by AMS since these early years is 41Ca and for a variety of applications. Some of these applications are: the calculation of the terrestrial age of meteorites, the study of nuclear reactions of astrophysical interest, the understanding of the calcium metabolism, and the characterization of low-level nuclear waste. The main challenge in 41Ca AMS is dealing with the interference caused by its stable isobar, 41K. This interference is reduced by using calcium 2uoride (CaF2) samples and the extraction of the (CaF3)- ion. At large AMS facilities, besides, 41K ions can be discriminated from 41Ca ions using different detection techniques based on the energy loss dependence on the atomic number. The 41Ca measurement with low energy AMS systems, like the 1 MV system at the Centro Nacional de Aceleradores (CNA), is quite challenging, since this discrimination is not possible. Nevertheless, the 41K contribution can be estimated and, therefore, corrected, thanks to the sequential detection of the other stable isotope of potassium, 39K (K-correction). Although the sensitivity achieved in 41Ca AMS at low energies is 3-4 orders of magnitude lower than those achieved at larger facilities, it allows the competitive measurements for biomedical applications, and the characterization of concrete samples from nuclear reactor bioshields. Since 41Ca AMS at low energies is limited to the estimation of 41K interference, it is advisable to study the different ways toward the production of this interference. Some factors related to it have been studied in different experiments performed with the 1 MV AMS system at CNA (SARA) and the 600 kV AMS system at the ETH Laboratory of Ion Beam Physics in Zurich (TANDY). For instance, we could demonstrate that 41K can be injected also as the (41K57Fe)- molecular ion. As a consequence, 41K interference is dependent on the materials used during the sample pressing. We also proved that, even when both 41K/40Ca and 39K/40Ca ratios change over time, the relation between both, 41K/39K remains constant. Therefore, the Kcorrection is a robust method to estimate the 41K interference. The information provided from these experiments has contributed to the setting up and optimization of the 41Ca measurements with the SARA system at CNA, which was the main goal of this thesis. The results are not only useful for measurements at our system, but also for other very similar HVE 1 MV AMS systems. Several tests have been performed during these years to study and optimize all the performance parameters of 41Ca measurements with this system: ionization eWciency, transmission and destruction of the molecular background in the stripper, ion optical transport, detection eWciency, and 1nal sensitivity. Mixing the CaF2 samples with silver powder, our ion source produces stable (40CaF3)- currents between 50 and 150 nA. In comparison with the TANDY system at ETH, the slightly lower transmission for the 2+ state through the helium stripper (40% at SARA, 50% at TANDY) is compensated by the better optical transmission in the high energy sector (90-100% at SARA, 80-85% at TANDY). This is due to the quadrupole triplet which refocus the beam at the exit of our accelerator. The capabilities of both systems for 41Ca AMS are equivalent. 41Ca/40Ca backgrounds found in the system, in the 10-12 range, allow, among other applications, the characterization of the 41Ca content in the bioshield from nuclear reactors. Within the colaboration between the Spanish radioactive waste management agency (ENRESA) and the AMS Research group at CNA, a detailed study of the 41Ca spatial distribution in the bioshield of the Jos´e Cabrera nuclear power plant has been performed. A radiochemical method for concrete samples have been developed in order to deal with the relatively large number of samples involved in this study. The measured 41Ca/40Ca ratios in the areas of maximum neutron 2uence were on the 10-6 range, while they get down to the 10-10 range in regions far from the reactor cavity. While the 41Ca/40Ca attenuation pro1le follows an ideal behavior in some areas, it does not in other parts where the in2uence of diffused thermal neutrons is higher.
Estudio de la diagnosis de plasmas con iones negativos
(1994-03-13) Fernández Palop, José Ignacio; Ballesteros Pastor, Jerónimo; Colomer Viadel, Vicente; Zamarreño García, Teófilo; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Desde hace algún tiempo está aumentando el número de trabajos que hacen referencia a la presencia de iones negativos en plasmas. Este tipo de plasmas tienen un alto interés en la tecnología actual, como lo demuestra su uso como medios activos de laseres de gas, en tratamiento de superficies mediante plasma en la industria de semiconductores, en química de plasmas, etc. Uno de los métodos más utilizados en la diagnosis de plasmas es el uso de sondas electrostáticas de Langmuir. La ventaja de estas sondas es que permite conocer de un modo sencillo y rápido parámetros locales del plasma como son la densidad y la temperatura, tanto de los electrones como de los iones positivos. Hasta hace poco tiempo el uso de las sondas de Langmuir ha estado restringido a plasmas de baja densidad y sin iones negativos. En la actualidad se ha incrementado la investigación en el campo del uso de sondas en plasmas que contienen iones negativos, si bien, todavía no hay métodos de diagnosis tan elaborados como los que existen para el caso de plasmas sin iones negativos. Recientemente las sondas de Langmuir han cobrado un nuevo interés ya que permiten conocer la función de distribución de energía de los electrones. El gran avance que ha sufrido la tecnología electrónica ha permitido que la función de distribución se pueda medir con suficiente precisión y rapidez. De este modo se entiende la aparición de un gran número de publicaciones sobre la medida de dicha función de distribución. El objetivo principal del presente trabajo de investigación ha sido la modelización y el análisis del uso de sondas en plasmas que contienen iones negativos. Primeramente se ha desarrollado un modelo analítico-numérico sobre la estructura de la vaina iónica de una sonda plana en plasmas con iones negativos. Por otro lado, en lo que se refiere al estudio experimental, se ha desarrollado un nuevo método para la medida de la función de distribución de energía electrónica mediante sondas de Langmuir. Por último, mediante el estudio experimental de un plasma con iones negativos, se establece el acuerdo entre las medidas experimentales y el modelo teórico desarrollado y se proponen métodos para la diagnosis de este tipo de plasmas. Tras esta primera sección de objetivos la presente memoria se divide en tres partes. En la primera parte se realiza una profunda revisión bibliográfica, tanto de los fundamentos teóricos de vainas iónicas para sondas planas como de la medida experimental de la función de distribución electrónica. En la segunda parte se desarrolla un modelo teórico sobre la vaina iónica de una sonda plana en plasmas con iones negativos. Una vez propuestas las ecuaciones que rigen la vaina se establece una nueva expresión para el criterio de Bohm. Resolviendo las ecuaciones se llega a una serie de resultados: distribuciones de potencial, campo eléctrico y de las densidades de carga en la vaina, espesor de la vaina y potencial flotante. Estos resultados serán la base para la diagnosis de los plasmas con iones negativos. La tercera parte se divide en dos capítulos: - En el primer capítulo se desarrolla la puesta a punto del sistema experimental utilizado en la investigación. Esta puesta a punto consiste en la implementación de un nuevo método para la medida de la función de distribución de energía electrónica. Este nuevo método se calibra para el caso de plasmas sin iones negativos comparando los resultados que se obtienen, a partir de dicha función de distribución, con otros métodos clásicos de diagnosis por medio de sondas. - Por último, en el segundo capítulo de la tercera parte se presentan y analizan los resultados de las medidas experimentales para el caso de plasmas con iones negativos. Estas medidas experimentales, se contrastan con el modelo teórico desarrollado aportando así un nuevo método para la diagnosis de plasmas con iones negativos.
Optimization of 10Be and 26Ai detection with low-energy accelerator mass spectrometry.
(2017-07-07) Scognamiglio, Grazia; Chamizo Calvo, Elena; López Gutiérrez, José María; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Circuit modeling of periodic structures
(2017-02-06) Molero Jiménez, Carlos; Mesa Ledesma, Francisco Luis; Rodríguez Berral, Raúl; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
In the present dissertation the main goal consists in the derivation of analytical circuit models for di_erent types of 1-D periodic structures by a method based on the integral equation. Thus, in Chapter 1 the techique to derive equivalent circuits is described in detail. It is applied for 1-D periodic structures, although for 2-D periodic structures it can be applied in a similar manner. Single-slit gratings and compound gratings are analyzed by using a slit-array formulation. For the derivation of the model we assume the grating to be sandwiched by two semi- in_nite dielectric susbtrates. Extensions to more complex environments are left for the following chapters. We will also present in the same chapter the strip-array formulation, which is adequate for slit gratings with large slit apertures. The obtaining of the circuits will be explained in detail, step by step, in order to see clearly the implicit physical insights. In Chapter 2 the investigation is focused on the study of the scattering response of a periodic single slit- and strip-grating under TE and TM nor- mal and oblique incidence. Their corresponding circuit models, derived in Chapter 1 assuming that the array is sandwiched by two semi-in_nite dielec- tric slabs, are now extended to account for multilayer systems. Additionally, we will also consider a pair of coupled gratings, which, under certain sym- metry conditions, can be studied from the perspective of a single grating by using an analysis based on even and odd excitations. It will be checked the excellent agreement shown by the circuit model in comparison with results provided by HFSS. In particular, the appearance of some kind of resonances such as Wood's anomaly or anomalous extraordinary transmission are well catched by the model. Finally, a discussion about the range of validity of the models is provided. In Chapter 3, the scattering response of the well-known mushroom struc- ture under TM normal and oblique incidence is analyzed in depth. The mushroom periodic structure is actually a periodic corrugated surface. Its corresponding equivalent circuit will be used not only to check the excellent performance and the reliability to reproduce complex resonant behaviors but also as an e_cient design tool. In order to corroborate this, an absorber is easily designed by _lling the corrugations with a lossy silicon dielectric. The model also incorporate modi_cations in order to account for possible ohmic losses in the metallic surfaces. At the end of the chapter a brief discussion about the performance of the model is carried out. Chapter 4 is devoted to the study of the scattering response of com- pound gratings under TM incidence. Periodic compound gratings contain more than one slit per period. The existence of two, three, or a more num- ber of slit apertures per each period and its mutual coupling introduces a new type of resonant: the so-called phase resonance. The appearance of pha- se resonance is accompanied with several phenomena whose study is quite interesting. The circuit model will provide an alternative explanation of pha- se resonance, and will allow us to undertand the associated complexity in a simple manner. The inclusion of ohmic and dielectric losses are incoporated in the model. Furthermore, it will also be checked that the model is capable to work accurately for frequencies close to the optic regime, by taking into account the properties of metals at these frequencies by the Drude model. This fact reveals that the Microwave Network Theory can be sucessfully extended to other frequency ranges under certain circumstances. Finally, Chapter 5 shows an exhaustive study about the scattering pro- perties of coupled slit gratings under TE and TM incidence. Departing from the model of a single slit grating, a _ topology is mathematically deduced to account for a pair of coupled gratings. These gratings can be geometrically di_erent and be misaligned each other, but their period must coincide. Sys- tems containing several gratings stacked will also be considered. From the circuit point of view, a stack of gratings is readily modelled by cascading their corresponding _ circuits. A brief discussion about the limits of validity of the model is also provided.
Non-destructive techniques for in situ studies of easel paintings: development and application of a confocal X-ray micro-fluorescence system
(2015-03-20) Laclavetine, Kilian; Respaldiza Galisteo, Miguel Ángel; Ager Vázquez, Francisco José; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
This PhD thesis entitled “Non-destructive techniques for in situ studies of easel paintings: development and application of a confocal X-ray micro-fluorescence system.” with the supervision of Prof. Miguel Ángel Respaldiza and Dr. Francisco J. Ager was focused on physics applied to Cultural Heritage The main goal of this research was to design and characterize the capabilities of a portable confocal μXRF system that allows the noninvasive in situ analysis of easel paintings in combination with other spectroscopic and multispectral techniques, more specifically, XRF, IRR and UV-induced visible fluorescence. The potential of this device was proved in a particular problem in the fields of Cultural Heritage and Art History: the characterization of the techniques and the palette of the 16th century Spanish painter Alonso Vázquez and the confirmation of the authorship of some unsigned paintings, on the basis of material study. For this purpose, a methodology involving those techniques was proposed. The first part of this PhD thesis was dedicated to the design, development and in situ application of several setups (PIRR, X-Panda and μXRF-CONCHA devices). A big effort was made to design in situ working setups allowing the study of artworks directly in the places of exhibition. It provides access to unique items that cannot leave their storage or exposition room. This work concerned not only the methodological application of the techniques and characterization of the setups but also the mechanical engineering and computing developments. Several routines based on LabVIEW platform were developed in order to control the portable devices. A particular interest was focused on the treatment of the obtained data. A specific methodology was applied in order to achieve the analysis of XRF spectra obtained by CXRF using PyMCA software. Moreover, particular attention was paid to the production of mosaics of up to hundreds of IRR images comparing three software packages (VARIM, Autopano Giga and Microsoft ICE). In fact, obtaining a unique image of the entire artwork showed to be crucial in order to enhance the strategy applied in the analysis by other techniques such as XRF and CXRF. The constructed μXRF-CONCHA device is the first of its kind in Spain and one of a few available around the world. It is also probably the first CXRF setup with the ability to perform in situ analysis. Before to start the analysis of artworks, a series of experimental paint multilayers made like old paintings were studied with IRR and CXRF setups. The second part of the research consisted in developing specific methodologies in order to analyze more complex paintings. On one hand, a comparison study of the performance of three IRR technologies (Si-CCD, InGaAs and Vidicon tube) was done. The Si-CCD camera have to be used together with a UV-visible light cut-filter in order to provide results comparable to those obtained with InGaAs and Vidicon cameras. The results obtained proved that the three IRR technologies allowed the observation of preparatory drawings made in carbon black. This study also achieved the classification of the IR reflectivity of several inorganic pigments. The results showed that it is possible to discriminate different inorganic pigments with the same color observing IRR images. They confirmed the possibility of a first interpretation about the pigments presents based on IRR images. On other hand, the experimental samples were studied with the μXRF-CONCHA device. The results were successfully compared with two other CXRF systems, the LouX3D at the C2RMF in Paris and the CXRF set-up at AGH University of Science and Technology in Krakow. This intercomparison study confronted the composition and sequence information obtained. The results achieved with the three devices are similar in spite of some technical differences. The in-depth measurements showed that the μXRF-CONCHA set-up allows to carry out the compositional analysis with depth resolution in a nondestructive way. In most of the cases, it was possible to characterize the composition and sequence information of the multilayered samples. However, sometimes the data interpretation revealed to be quite complex. Absorption effect is the principal limitation of this technique. The problem when considering 16th century paintings is the use of pigments composed of heavy elements (e.g. Pb or Hg) which masked the signals from the ground layer or the priming layer. As the last part of this PhD, seven paintings attributed to Alonso Vázquez were studied. This artist left paintings on both sides of the Atlantic, although unfortunately, several examples preserved, particularly in Mexico, are decontextualized and remain unsigned. As Alonso Vázquez was among the first Spanish painters to work in New Spain, the study of his Mexican artworks is important to Art History in order to assess his real influence on the evolution of the art in Mexico. In order to compare the paintings, this study took as reference the artworks with confirmed authenticity defining the techniques and palette of this artist. The IRR study revealed very few preparatory drawings carried out by carbon black. All these drawings were used in geometric elements difficult to produce without drawing them first. The paint application revealed to be sharp, the border of the bodies and clothes were corrected using the same mixture of dark pigments used in the decorated adjacent parts. More pentimenti are observed on decorative items such as dishes, cutlery, pots, etc. The complementary results obtained with UV and IRR were used in order to select the area study of XRF and CXRF. A novel methodology was proposed and validated in the XRF data interpretation in order to normalize the results and be able to compare them. The XRF results allowed a synthesis of the pigments detected on each artwork (lead white, vermilion, tin-lead yellow, massicot, ochres, azurite, green Cu-based pigment, umber). The different tones were obtained by applying the same mixtures with some variations from one painting to another. Comparing the five artworks from Seville, the palette of inorganic pigments used is very similar. This study confirmed the attribution of both the “Inmaculada” and the “Sagrada Cena”. Based on the Sevillan study, the results obtained from the two Mexican paintings showed that the palette detected on the “Martirio de San Hipólito” is consistent with the artworks from Seville while the palette on the “Virgen de las Uvas” differs drastically. In the case of the “Virgen de las Uvas”, the blue and green colors cannot be explained by the use of inorganic Cu-based pigments as observed on the artworks from Seville. The results excluded “Virgen de las Uvas” and confirmed the attribution of the “Martirio de San Hipolito” as the first Mexican painting attributed to Alonso Vazquez by both archaeometric and art historical studies. Moreover the integrity of the composition showed by IRR and XRF suggested that the representation of Hernán Cortés is contemporary to the “Martirio de San Hipolito”. Consequently the portrait of the Spanish conqueror may be the oldest known. In-depth profiles were focused on painting areas free of heavy elements. The presence of ground and priming layers revealed by in-depth CXRF scans were compared to SEM-EDS study. The ground layers were made of Ca. In the case of the priming layer, both techniques revealed the use of red ochre priming with exception of the “Sagrada Cena” which in-depth scans showed the presence of a second Pb-based priming layer. The use of two kinds of priming in a same artwork may be present in other artworks of Alonso Vazquez and could be studied in future. CXRF demonstrated its usefulness when the interpretation of XRF results is not trivial due to the presence of several pigment layers. Finally, CXRF was proven to be a very promising technique for performing depth-resolved chemical analyses. Although some limitations could appear when heavy element based pigments are present. In the study of old paintings, it can provide complementary results to the classical extraction of stratigraphic micro-samples providing an alternative noninvasive analysis. CXRF combined with IRR and XRF gives to the archaeometric study the ability to define the inorganic pigments palette and techniques used by painters.
Radiactividad natural en diversos compartimentos naturales de Andalucía
(1991) Martínez Aguirre, Aránzazu; García León, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear
El trabajo se ha centrado en el estudio de radionúclidos naturales, emisores alfa, en diversos compartimentos de Andalucía y puede dividirse en tres partes fundamentales. Una primera ha consistido en la puesta a punto de métodos radioquímicos para la extracción de U, Ra, Th y Po en muestras ambientales. También se han calibrado los diferentes detectores utilizados para la medida de los radionúclidos analizados. Finalmente, el objetivo principal del trabajo ha sido la aplicación de los métodos radioquímicos al análisis de tres compartimentos andaluces con objeto de establecer niveles de concentración asociados a cada compartimento en particular y estudiar el comportamiento y dinámica de los mismos en cada uno de ellos. Debido a la importancia que la atmosfera representa para el ser humano hemos analizado los isotopos de U y Ta en muestras de agua de lluvia recogidas en Sevilla en el periodo Octubre de 1986 a Mayo de 1988. Debido a la importancia que el rio Guadalquivir tiene para la región hemos estudiado a lo largo de su cauce los isotopos de U, Th y Ta. Finalmente, ya que en la provincia de Huelva existen industrias de fertilizantes hemos querido estudiar la influencia de los mismos en el cauce de los Ríos Tinto y Odiel, así como en las aguas del acuífero Almonte - Marismas.|
Estudio de los mecanismos de la deformación plástica a alta temperatura del óxido de níquel
(1984) Jiménez Melendo, Manuel; Márquez Delgado, Rafael; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Fluencia a alta temperatura del óxido de cobalto monocristalino : mecanismos y microestructura
(1985) Sánchez Carrilero, Manuel; Márquez Delgado, Rafael; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
Estudio de líneas de transmisión encapsuladas de configuración planar en dieléctricos anisótropos
(1987) Medina Mena, Francisco; Horno Montijano, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I
En este trabajo se desarrollan sendos métodos de cálculo para el estudio de las características de propagación de sistemas de transmisión de configuración Planar para circuitos integrados de microondas haciendo uso de dos modelos dife ... El método desarrollado permite tratar configuraciones generalizadas compuestas por un numero arbitrario de capas dieléctricas Iso/Anisótropas (incluyendo el caso de dieléctricos anisótropos biaxiales) entre las cuales se encuentran impresas las tiras conductoras u otras metalizaciones. Ambos métodos a través de un tratamiento numérico adecuado conducen a resultados de elevada precisión con reducidos costos computacionales. Haciendo uso de los programas desarrollados se han comparado favorablemente los resultados obtenidos con estos métodos con los aportados por otros autores y se han analizado además nuevas estructuras de transmisión|
Microestructura y propiedades mecánicas a alta temperatura de materiales cerámicos eutécticos crecidos por solidificación direccional
(2007) Pinto Gómez, Alonso Ramón; Ramírez de Arellano López, Antonio; Martínez Fernández, Julián; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I; Universidad de Sevilla. Departamento de Física de la Materia Condensada
Esta memoria consta de tres partes. El primer bloque se centra en una descripción-contextualización de los materiales y las técnicas empleados para nuestros estudios y engloba los capítulos 2 y 3. ... En el capítulo 2, se han introducido de manera general los sistemas eutécticos. Tras esta introducción se ha realizado una descripción detallada de la naturaleza microestructural de los sistemas DSE (del inglés Directionally Solidified Eutectic) analizando las características microestructurales de estos sistemas y su correlación con los distintos parámetros que intervienen en su síntesis: temperatura, velocidad de crecimiento, concentración etc. Además, se han presentado algunos procedimientos de fabricación por solidificación direccional, centrándonos en la descripción del proceso de fabricación empleado en nuestros materiales, calentamiento zonal flotante con láser, LHFZ (del inglés, Laser Heated Float Zone), en los distintos laboratorios que nos han proporcionado el material que hemos estudiado, concluyendo este capítulo con una clasificación y descripción de la nomenclatura empleada para la identificación de nuestros materiales atendiendo a las distintas características y variables que intervienen en su procesado y que como se verá, determinarán las distintas propiedades de los mismos.El capítulo 3 comienza con una descripción de los distintos antecedentes mecánicos de nuestros sistemas existente en la bibliografía como contextualización para la descripción de los procesos mecánicos de deformación plástica a alta temperatura estudiados. Así mismo, este capítulo ha servido para introducir de manera general distintos modelos de deformación plástica empleado para la descripción de numerosos sistemas reales dependiendo de la naturaleza del proceso de deformación y dentro de los cuales trataremos de enmarcar a nuestros materiales en la medida de lo posible.El segundo bloque se centra en la descripción de las distintas técnicas experimentales empleadas para la caracterización de nuestros sistemas y los resultados obtenidos a partir de éstas. En concreto, el capítulo 4 se encuentra dividido en dos partes que engloban las técnicas de caracterización destinadas al análisis de las propiedades mecánicas, por un lado, compuestas por los ensayos de deformación a alta temperatura a carga o velocidad de deformación constante, y microestructurales por otro, centradas en las distintas técnicas de microscopía utilizadas en este estudio. Los resultados se presentan agrupados de acuerdo a su naturaleza mecánica (capítulo 6) o microestructural (capítulos 5 y 7). La división realizada al mostrar los resultados de los estudios microestructurales de nuestros sistemas obedecen a razones cronológicas ya que el capítulo 5 se ha centrado en el estudio de los materiales y la caracterización previa a los procesos de deformación mientras que el capítulo 7 se dedica a los resultados del estudio microestructural de los sistemas tras someterse a los distintos tratamientos termomecánicos.El tercer y último bloque lo componen los dos capítulos que cierran esta tesis. En el capítulo 8, realizamos una discusión empleando una visión crítica de todos los resultados mecánicos y microestructurales de los capítulos precedentes. Así mismo, presentamos dos modelos para los procesos de deformación plástica a alta temperatura que explican el comportamiento de nuestros materiales y que podrían extenderse a sistemas con una naturaleza similar. Finalmente he querido cerrar este trabajo con un último capítulo a modo de conclusión con el fin de englobar y resumir los resultados de forma general y plantear algunas de las líneas abiertas a partir de él.
Medida de 129I en el Sistema de Espectrometría de Masas con Aceleradores de 1 MV del Centro Nacional de Aceleradores : Aplicación a problemas medioambientales.
(2010) Gómez Guzmán, José Manuel; López Gutiérrez, José María; García León, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear
La Memoria que desarrollamos a continuación consta de seis capítulo, cuyo contenido se discute a continuación. En el Capítulo 2 se hace una descripción general de la técnica de AMS y una caracterización del sistema compacto de AMS del CNA (SARA, Spanish Accelerator for Radionuclides Analysis), instalación en la que se han obtenido los resultados que se presentan en esta Tesis. En el Capítulo 3 se muestra el diseño de la óptica de iones del sistema SARA, o forma en la que el haz de partículas es transportado desde la fuente de iones hasta el detector, y la puesta a punto del mismo para la detección de 129I. En este Capítulo encontramos las simulaciones realizadas para reproducir el comportamiento óptico del sistema y todos los experimentos llevados a cabo para optimizar los parámetros que hacen posible la medida de 129I en el sistema de AMS del CNA. El Capítulo 4 comienza con una reseña acerca de la presencia del yodo en la naturaleza, su distribución en los distintos compartimentos naturales y las distintas fuentes de producción de 129I, y sigue con una descripción del método radioquímico desarrollado para su extracción de muestras sólidas. Las aplicaciones medioambientales se muestran en el Capítulo 5, en el que abordaremos el problema de la medida de 129I en varios tipos de muestras ambientales, como son líquenes, algas y turbas. Concluiremos el trabajo con el Capítulo 6, en el que presentaremos un resumen de la labor realizada y de los resultados más relevantes obtenidos en este trabajo.Posteriormente al Capítulo 6 existe un Anexo en el que se pormenoriza el experimento realizado con la técnica de XRF (Fluorescencia de Rayos X) y que concluyó con la obtención de los resultados preliminares referentes al rendimiento del método radioquímico que se muestran en el Capítulo 4.De modo general, podemos decir que con la realización de este trabajo se ha conseguido un importante avance en la detección de 129I mediante AMS. Estas mejoras se han producido en tres aspectos diferentes. En primer lugar físico, con la puesta a punto del nuevo sistema compacto de AMS del CNA, el primero multielemental fabricado por HVEE y la única instalación de AMS en España para la medida de 129I. En segundo lugar se han producido avances desde el punto de vista radioquímico, poniendo a punto un método de preparación de muestras que introduce mejoras respecto al que se venía utilizando en este grupo de investigación. Por último, se han aportado nuevos datos acerca de la presencia de 129I en el medioambiente. A partir del análisis de la presencia de 129I en líquenes, algas y turbas se han podido extraer algunas conclusiones acerca del origen y comportamiento ambiental de este radionúclido.
Localización y transferencia de energía en redes anarmónica no homogéneas
(2002) Cuevas-Maraver, Jesús; Archilla, Juan F. R.; Romero Romero, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada I; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear

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