Principal Component Analysis Applied to Digital Pulse Shape Analysis for Isotope Discrimination

Digital pulse shape analysis (DPSA) techniques are becoming increasingly important for the study of nuclear reactions since the development of fast digitizers. These techniques allow us to obtain the (A, Z) values of the reaction products impinging on the new generation solid-state detectors. In this paper, we present a computationally efficient method to discriminate isotopes with similar energy levels, with the aim of enabling the edge-computing paradigm in future field-programmable gate-array-based acquisition systems. The discrimination of isotope pairs with analogous energy levels has been a topic of interest in the literature, leading to various solutions based on statistical features or convolutional neural networks. Leveraging a valuable dataset obtained from experiments conducted by researchers in the FAZIA Collaboration at the CIME cyclotron in GANIL laboratories, we aim to establish a comparative analysis regarding selectivity and computational efficiency, as this dataset has been employed in several prior publications. Specifically, this work presents an approach to discriminate between pairs of isotopes with similar energies, namely, 12,13C, 36,40Ar, and 80,84Kr, using principal component analysis (PCA) for data preprocessing. Consequently, a linear and cubic machine learning (ML) support vector machine (SVM) classification model was trained and tested, achieving a high identification capability, especially in the cubic one. These results offer improved computational efficiency compared to the previously reported methodologies.Grant TED2021-131075B-I00 funded byMCIN/AEI/10.13039/501100011033. Grant PID2021-127711NB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033

Diseño de un prototipo convertidor de frecuencia de 60 Hz a 50 Hz para redes eléctricas comerciales

La incompatibilidad de los dispositivos eléctricos y electrónicos para operar en redes eléctricas europeas y norteamericanas, hace necesaria la utilización de convertidores de frecuencia para el funcionamiento de los mismos en ambos sistemas, el diseño y construcción de un prototipo convertidor de frecuencia de 60 Hz (estándar norteamericano) a 50 Hz, presenta una propuesta tecnológica viable y de bajo coste, que aplica conceptos de diseño electrónico además de utilizar un adecuado criterio técnico y científico que identifique los requerimientos del prototipo, entre los que destacan: filtrado de las emisiones conducidas que contenga propiamente la red de suministro eléctrico, así como también evitar que el prototipo inyecte ruido a la red, transformación de tensiones en CA, rectificación y filtrado de señales, y diseño de inversores en modo conmutado para generar una señal alterna a una frecuencia específica. Todos estos elementos permiten obtener como resultado un completo sistema que cumple con el objetivo del diseño propuesto. Se ha garantizado un nivel de potencia adecuado para alimentar electrodomésticos de uso común. Finalmente, el prototipo alcanza costos relativamente bajos con respecto a dispositivos existentes en el mercado con la misma funcionalidad. En el Ecuador se homologan los equipos electrónicos para su operación y funcionamiento en redes eléctricas con el estándar norteamericano, sin embargo, la procedencia de otros, traídos directamente por el usuario, sin que sean compatibles con las redes de distribución eléctricas locales los vuelven inservibles. Por tanto, el prototipo constituye una solución práctica a ser considerada para su producción a escala, para uso doméstico e industrial