Design and Simulation of Two Stage Pressure-controlling Anti-overflow Breathing Valve in Tanker

The effect of breathing and anti-overflow of the breathing valve mounted on petroleum tank have great influences on the safety of the whole truck. This paper designs one kind of new two stage pressure-controlling anti-overflow breathing valve. The 3D model of the breathing valve is built in Pro/E, and the kinetics analysis of the key point of the breathing valve is done in ADAMS, which can provide theoretic guidance for designer to optimize structural design

Economic burden and health-related quality-of-life among infants with respiratory syncytial virus infection: a multi-country prospective cohort study in Europe

Background: Respiratory syncytial virus (RSV) causes a considerable disease burden in young children globally, but reliable estimates of RSV-related costs and health-related quality-of-life (HRQoL) are scarce. This study aimed to evaluate the RSV-associated costs and HRQoL effects in infants and their caregivers in four European countries. Methods: Healthy term-born infants were recruited at birth and actively followed up in four European countries. Symptomatic infants were systematically tested for RSV. Caregivers recorded the daily HRQoL of their child and themselves, measured by a modified EQ-5D with Visual Analogue Scale, for 14 consecutive days or until symptoms resolved. At the end of each RSV episode, caregivers reported healthcare resource use and work absenteeism. Direct medical costs per RSV episode were estimated from a healthcare payer's perspective and indirect costs were estimated from a societal perspective. Means and 95% confidence intervals (CI) of direct medical costs, total costs (direct costs + productivity loss) and quality-adjusted life-day (QALD) loss per RSV episode were estimated per RSV episode, as well as per subgroup (medical attendance, country). Results: Our cohort of 1041 infants experienced 265 RSV episodes with a mean symptom duration of 12.5 days. The mean (95% CI) cost per RSV episode was €399.5 (242.3, 584.2) and €494.3 (317.7, 696.1) from the healthcare payer's and societal perspective, respectively. The mean QALD loss per RSV episode of 1.9 (1.7, 2.1) was independent of medical attendance (in contrast to costs, which also differed by country). Caregiver and infant HRQoL evolved similarly. Conclusion: This study fills essential gaps for future economic evaluations by prospectively estimating direct and indirect costs and HRQoL effects on healthy term infants and caregivers separately, for both medically attended (MA) and non-MA laboratory-confirmed RSV episodes. We generally observed greater HRQoL losses than in previous studies which used non-community and/or non-prospective designs

LKB1 suppression promotes cardiomyocyte regeneration via LKB1-AMPK-YAP axis

The regenerative potential of cardiomyocytes in adult mammals is limited. Previous studies reported that cardiomyocyte proliferation is suppressed by AMP-activated protein kinase (AMPK). The role of liver kinase B1 (LKB1), as the major upstream kinase for AMPK, on cardiomyocyte proliferation is unclear. In this study, we found that the LKB1 levels rapidly increased after birth. With loss- and gain-of-function study, our data demonstrated that LKB1 levels negatively correlate with cardiomyocyte proliferation. We next identified Yes-associated protein (YAP) as the downstream effector of LKB1 using high-throughput RNA sequencing. Our results also demonstrated that AMPK plays an essential role in Lkb1 knockdown-induced cardiomyocyte proliferation. Importantly, deactivated AMPK abolished the LKB1-mediated regulation of YAP nuclear translocation and cardiomyocyte proliferation. Thus, our findings suggested the role of LKB1-AMPK-YAP axis during cardiomyocyte proliferation, which could be used as a potential target for inducing cardiac regeneration after injury

Implementation of the EPICS2017 electron-photon database in Geant4 : developments and applications

Geant4 propose des modèles de physique complémentaires pour simuler les interactions des photons et des électrons avec la matière, en fonction de l’énergie. Un ensemble important de modèles à basse énergie (inférieure à 1 GeV) appelé « modèles Livermore » est disponible dans Geant4. Jusqu'à la version Geant4 10.6 (2021), ces modèles étaient basés sur trois bases de données du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pour les éléments de numéro atomique Z = 1-100, conçues dans les années 1990. Ces bases de données ont fait l'objet d'une mise à jour majeure sous l'égide de l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AIEA), aboutissant à une nouvelle version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections/Sections efficaces d'interaction électrons et photons).Le premier objectif de cette thèse est de mettre à jour les modèles Livermore pour les photons et les électrons dans Geant4 avec la base de données EPICS2017. Après une introduction à la base de données EPICS2017 et aux modèles Livermore, présentés dans le chapitre 1, nous expliquons dans les chapitres 2 et 3 le travail réalisé pour les modèles Livermore photons et électrons, respectivement. Pour les photons, quatre processus ont été pris en compte : la création de paires/triplets, la diffusion Compton, l'effet photoélectrique et la diffusion Rayleigh. De nouvelles paramétrisations basées sur EPICS2017 ont été effectuées pour les fonctions de diffusion pour l'effet Compton, les sections efficaces des sous-couches pour l'effet photoélectrique et les facteurs de forme pour la diffusion Rayleigh. Une étude comparative entre la version Geant4 10.6, basée sur la base de données précédente, et Geant4 11.0, mis à jour avec EPICS2017, a montré que notre mise en œuvre améliorait la précision des paramétrisations considérées. De plus, les coefficients d'atténuation massique calculés à partir des simulations Geant4 pour l'interaction totale des photons, et pour chaque processus, ont été comparés à la base de données XCOM et cette comparaison confirme la bonne concordance des résultats. Pour les électrons, une possible mise à jour du modèle décrivant l'ionisation et l'excitation a été considérée. Les études comparatives réalisées sur les sections efficaces et les pouvoirs d'arrêt n'ont pas montré de différences significatives entre EPICS2017 et les modèles Livermore existants. Par conséquent, l'implémentation pour les électrons EPICS2017 s’est révélée non nécessaire.Les modèles de basse énergie de Geant4 jouent un rôle important dans la modélisation des expériences de caractérisation des matériaux, notamment pour les expériences basées sur l'émission de rayons X, telles que l'imagerie par micro-tomographie protonique réalisée au LP2I Bordeaux. Dans ce contexte, le deuxième objectif de la thèse a été d’utiliser Geant4 pour simuler les expériences d’imagerie 3D par micro-tomographie protonique et quantifier la précision des méthodes de reconstruction. Le chapitre 4 décrit les simulations d'imagerie tomographique sur différents fantômes numériques, comprenant la partie supérieure d'un nématode C. elegans et une cible de fusion par confinement inertiel. La géométrie, la masse volumique et la composition de ces fantômes ont été dérivées de données expérimentales. La comparaison entre les images reconstruites, basées sur les résultats de simulation et les fantômes originaux, pris comme référence, nous a permis d'évaluer l’exactitude des différentes méthodes de reconstruction testées et de vérifier les corrections d'atténuation des rayons X mises en œuvre dans le logiciel de reconstruction. Une précision ≤ 4% pour le phosphore, qui était l'élément le plus atténué, a été obtenue.Geant4 provides complementary and alternative physics models for the interaction of photons and electrons with matter, according to the energy range. An important set of models in the low energy (below 1 GeV) sub-package is the so-called Livermore models. Up to Geant4 10.6 version (2021), these models were based on three evaluated data libraries of the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) for elements with atomic number Z = 1–100, designed in the 1990′ s. These libraries have undergone a major updating process under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA), resulting in a new version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections).The first objective of this PhD is to update Geant4 Livermore photon and electron models with the EPICS2017 database. After an introduction to the EPICS2017 database and Livermore models presented in chapter 1, we will explain in chapter 2 and 3 the implementation carried out for Livermore photon and electron models respectively. For photons, four processes were considered: gamma conversion, Compton scattering, photoelectric effect and Rayleigh scattering. New parameterizations based on EPICS2017 were performed for scattering functions of Compton effect, subshell cross-sections of the photoelectric effect and form factors of Rayleigh scattering. A comparative study between Geant4 10.6, based on the previous database, and Geant4 11.0, updated with EPICS2017 showed that our implementation improved the precision of the considered parameterizations. Moreover, the mass attenuation coefficients calculated from Geant4 simulations for both total photon interaction and each process were compared with XCOM database and found in good agreement. For electrons, the possible update of the ionisation and excitation model was considered. Comparative studies carried-out on cross-sections and stopping powers do not showed a significant difference between EPICS2017 and the existing Livermore models. Consequently, the implementation for EPICS2017 electron is not required.The low energy models of Geant4 play an important role in modelling the experiments of material characterization, especially for the experiments based on X-ray emission, such as proton micro-tomography imaging carried-out at LP2IB, France. In this context, the second objective of my PhD is to apply Geant4 to simulate 3D proton micro-tomography experiments and quantify the accuracy of reconstruction methods. Chapter 4 describes tomography-imaging simulations on different phantoms including the upper part of a C. elegans nematode and an inertial confinement fusion target. The geometry, mass density and composition of the phantoms were derived from experimental data. The comparison between reconstructed images based on simulation results and original phantoms, taken as a reference, allowed us to assess the accuracy of the different reconstruction methods tested and to verify the X-ray attenuation corrections implemented in the reconstruction software package. An accuracy ≤ 4% for phosphorus, which was the most attenuated element, was obtained

Implémentation de la base de données électrons-photons EPICS2017 dans Geant4 : développements et applications

Geant4 provides complementary and alternative physics models for the interaction of photons and electrons with matter, according to the energy range. An important set of models in the low energy (below 1 GeV) sub-package is the so-called Livermore models. Up to Geant4 10.6 version (2021), these models were based on three evaluated data libraries of the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) for elements with atomic number Z = 1–100, designed in the 1990′ s. These libraries have undergone a major updating process under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA), resulting in a new version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections).The first objective of this PhD is to update Geant4 Livermore photon and electron models with the EPICS2017 database. After an introduction to the EPICS2017 database and Livermore models presented in chapter 1, we will explain in chapter 2 and 3 the implementation carried out for Livermore photon and electron models respectively. For photons, four processes were considered: gamma conversion, Compton scattering, photoelectric effect and Rayleigh scattering. New parameterizations based on EPICS2017 were performed for scattering functions of Compton effect, subshell cross-sections of the photoelectric effect and form factors of Rayleigh scattering. A comparative study between Geant4 10.6, based on the previous database, and Geant4 11.0, updated with EPICS2017 showed that our implementation improved the precision of the considered parameterizations. Moreover, the mass attenuation coefficients calculated from Geant4 simulations for both total photon interaction and each process were compared with XCOM database and found in good agreement. For electrons, the possible update of the ionisation and excitation model was considered. Comparative studies carried-out on cross-sections and stopping powers do not showed a significant difference between EPICS2017 and the existing Livermore models. Consequently, the implementation for EPICS2017 electron is not required.The low energy models of Geant4 play an important role in modelling the experiments of material characterization, especially for the experiments based on X-ray emission, such as proton micro-tomography imaging carried-out at LP2IB, France. In this context, the second objective of my PhD is to apply Geant4 to simulate 3D proton micro-tomography experiments and quantify the accuracy of reconstruction methods. Chapter 4 describes tomography-imaging simulations on different phantoms including the upper part of a C. elegans nematode and an inertial confinement fusion target. The geometry, mass density and composition of the phantoms were derived from experimental data. The comparison between reconstructed images based on simulation results and original phantoms, taken as a reference, allowed us to assess the accuracy of the different reconstruction methods tested and to verify the X-ray attenuation corrections implemented in the reconstruction software package. An accuracy ≤ 4% for phosphorus, which was the most attenuated element, was obtained.Geant4 propose des modèles de physique complémentaires pour simuler les interactions des photons et des électrons avec la matière, en fonction de l’énergie. Un ensemble important de modèles à basse énergie (inférieure à 1 GeV) appelé « modèles Livermore » est disponible dans Geant4. Jusqu'à la version Geant4 10.6 (2021), ces modèles étaient basés sur trois bases de données du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pour les éléments de numéro atomique Z = 1-100, conçues dans les années 1990. Ces bases de données ont fait l'objet d'une mise à jour majeure sous l'égide de l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AIEA), aboutissant à une nouvelle version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections/Sections efficaces d'interaction électrons et photons).Le premier objectif de cette thèse est de mettre à jour les modèles Livermore pour les photons et les électrons dans Geant4 avec la base de données EPICS2017. Après une introduction à la base de données EPICS2017 et aux modèles Livermore, présentés dans le chapitre 1, nous expliquons dans les chapitres 2 et 3 le travail réalisé pour les modèles Livermore photons et électrons, respectivement. Pour les photons, quatre processus ont été pris en compte : la création de paires/triplets, la diffusion Compton, l'effet photoélectrique et la diffusion Rayleigh. De nouvelles paramétrisations basées sur EPICS2017 ont été effectuées pour les fonctions de diffusion pour l'effet Compton, les sections efficaces des sous-couches pour l'effet photoélectrique et les facteurs de forme pour la diffusion Rayleigh. Une étude comparative entre la version Geant4 10.6, basée sur la base de données précédente, et Geant4 11.0, mis à jour avec EPICS2017, a montré que notre mise en œuvre améliorait la précision des paramétrisations considérées. De plus, les coefficients d'atténuation massique calculés à partir des simulations Geant4 pour l'interaction totale des photons, et pour chaque processus, ont été comparés à la base de données XCOM et cette comparaison confirme la bonne concordance des résultats. Pour les électrons, une possible mise à jour du modèle décrivant l'ionisation et l'excitation a été considérée. Les études comparatives réalisées sur les sections efficaces et les pouvoirs d'arrêt n'ont pas montré de différences significatives entre EPICS2017 et les modèles Livermore existants. Par conséquent, l'implémentation pour les électrons EPICS2017 s’est révélée non nécessaire.Les modèles de basse énergie de Geant4 jouent un rôle important dans la modélisation des expériences de caractérisation des matériaux, notamment pour les expériences basées sur l'émission de rayons X, telles que l'imagerie par micro-tomographie protonique réalisée au LP2I Bordeaux. Dans ce contexte, le deuxième objectif de la thèse a été d’utiliser Geant4 pour simuler les expériences d’imagerie 3D par micro-tomographie protonique et quantifier la précision des méthodes de reconstruction. Le chapitre 4 décrit les simulations d'imagerie tomographique sur différents fantômes numériques, comprenant la partie supérieure d'un nématode C. elegans et une cible de fusion par confinement inertiel. La géométrie, la masse volumique et la composition de ces fantômes ont été dérivées de données expérimentales. La comparaison entre les images reconstruites, basées sur les résultats de simulation et les fantômes originaux, pris comme référence, nous a permis d'évaluer l’exactitude des différentes méthodes de reconstruction testées et de vérifier les corrections d'atténuation des rayons X mises en œuvre dans le logiciel de reconstruction. Une précision ≤ 4% pour le phosphore, qui était l'élément le plus atténué, a été obtenue

Implémentation de la base de données électrons-photons EPICS2017 dans Geant4 : développements et applications

Geant4 provides complementary and alternative physics models for the interaction of photons and electrons with matter, according to the energy range. An important set of models in the low energy (below 1 GeV) sub-package is the so-called Livermore models. Up to Geant4 10.6 version (2021), these models were based on three evaluated data libraries of the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) for elements with atomic number Z = 1–100, designed in the 1990′ s. These libraries have undergone a major updating process under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA), resulting in a new version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections).The first objective of this PhD is to update Geant4 Livermore photon and electron models with the EPICS2017 database. After an introduction to the EPICS2017 database and Livermore models presented in chapter 1, we will explain in chapter 2 and 3 the implementation carried out for Livermore photon and electron models respectively. For photons, four processes were considered: gamma conversion, Compton scattering, photoelectric effect and Rayleigh scattering. New parameterizations based on EPICS2017 were performed for scattering functions of Compton effect, subshell cross-sections of the photoelectric effect and form factors of Rayleigh scattering. A comparative study between Geant4 10.6, based on the previous database, and Geant4 11.0, updated with EPICS2017 showed that our implementation improved the precision of the considered parameterizations. Moreover, the mass attenuation coefficients calculated from Geant4 simulations for both total photon interaction and each process were compared with XCOM database and found in good agreement. For electrons, the possible update of the ionisation and excitation model was considered. Comparative studies carried-out on cross-sections and stopping powers do not showed a significant difference between EPICS2017 and the existing Livermore models. Consequently, the implementation for EPICS2017 electron is not required.The low energy models of Geant4 play an important role in modelling the experiments of material characterization, especially for the experiments based on X-ray emission, such as proton micro-tomography imaging carried-out at LP2IB, France. In this context, the second objective of my PhD is to apply Geant4 to simulate 3D proton micro-tomography experiments and quantify the accuracy of reconstruction methods. Chapter 4 describes tomography-imaging simulations on different phantoms including the upper part of a C. elegans nematode and an inertial confinement fusion target. The geometry, mass density and composition of the phantoms were derived from experimental data. The comparison between reconstructed images based on simulation results and original phantoms, taken as a reference, allowed us to assess the accuracy of the different reconstruction methods tested and to verify the X-ray attenuation corrections implemented in the reconstruction software package. An accuracy ≤ 4% for phosphorus, which was the most attenuated element, was obtained.Geant4 propose des modèles de physique complémentaires pour simuler les interactions des photons et des électrons avec la matière, en fonction de l’énergie. Un ensemble important de modèles à basse énergie (inférieure à 1 GeV) appelé « modèles Livermore » est disponible dans Geant4. Jusqu'à la version Geant4 10.6 (2021), ces modèles étaient basés sur trois bases de données du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pour les éléments de numéro atomique Z = 1-100, conçues dans les années 1990. Ces bases de données ont fait l'objet d'une mise à jour majeure sous l'égide de l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AIEA), aboutissant à une nouvelle version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections/Sections efficaces d'interaction électrons et photons).Le premier objectif de cette thèse est de mettre à jour les modèles Livermore pour les photons et les électrons dans Geant4 avec la base de données EPICS2017. Après une introduction à la base de données EPICS2017 et aux modèles Livermore, présentés dans le chapitre 1, nous expliquons dans les chapitres 2 et 3 le travail réalisé pour les modèles Livermore photons et électrons, respectivement. Pour les photons, quatre processus ont été pris en compte : la création de paires/triplets, la diffusion Compton, l'effet photoélectrique et la diffusion Rayleigh. De nouvelles paramétrisations basées sur EPICS2017 ont été effectuées pour les fonctions de diffusion pour l'effet Compton, les sections efficaces des sous-couches pour l'effet photoélectrique et les facteurs de forme pour la diffusion Rayleigh. Une étude comparative entre la version Geant4 10.6, basée sur la base de données précédente, et Geant4 11.0, mis à jour avec EPICS2017, a montré que notre mise en œuvre améliorait la précision des paramétrisations considérées. De plus, les coefficients d'atténuation massique calculés à partir des simulations Geant4 pour l'interaction totale des photons, et pour chaque processus, ont été comparés à la base de données XCOM et cette comparaison confirme la bonne concordance des résultats. Pour les électrons, une possible mise à jour du modèle décrivant l'ionisation et l'excitation a été considérée. Les études comparatives réalisées sur les sections efficaces et les pouvoirs d'arrêt n'ont pas montré de différences significatives entre EPICS2017 et les modèles Livermore existants. Par conséquent, l'implémentation pour les électrons EPICS2017 s’est révélée non nécessaire.Les modèles de basse énergie de Geant4 jouent un rôle important dans la modélisation des expériences de caractérisation des matériaux, notamment pour les expériences basées sur l'émission de rayons X, telles que l'imagerie par micro-tomographie protonique réalisée au LP2I Bordeaux. Dans ce contexte, le deuxième objectif de la thèse a été d’utiliser Geant4 pour simuler les expériences d’imagerie 3D par micro-tomographie protonique et quantifier la précision des méthodes de reconstruction. Le chapitre 4 décrit les simulations d'imagerie tomographique sur différents fantômes numériques, comprenant la partie supérieure d'un nématode C. elegans et une cible de fusion par confinement inertiel. La géométrie, la masse volumique et la composition de ces fantômes ont été dérivées de données expérimentales. La comparaison entre les images reconstruites, basées sur les résultats de simulation et les fantômes originaux, pris comme référence, nous a permis d'évaluer l’exactitude des différentes méthodes de reconstruction testées et de vérifier les corrections d'atténuation des rayons X mises en œuvre dans le logiciel de reconstruction. Une précision ≤ 4% pour le phosphore, qui était l'élément le plus atténué, a été obtenue

Implementation of the EPICS2017 electron-photon database in Geant4 : developments and applications

Geant4 propose des modèles de physique complémentaires pour simuler les interactions des photons et des électrons avec la matière, en fonction de l’énergie. Un ensemble important de modèles à basse énergie (inférieure à 1 GeV) appelé « modèles Livermore » est disponible dans Geant4. Jusqu'à la version Geant4 10.6 (2021), ces modèles étaient basés sur trois bases de données du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pour les éléments de numéro atomique Z = 1-100, conçues dans les années 1990. Ces bases de données ont fait l'objet d'une mise à jour majeure sous l'égide de l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AIEA), aboutissant à une nouvelle version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections/Sections efficaces d'interaction électrons et photons).Le premier objectif de cette thèse est de mettre à jour les modèles Livermore pour les photons et les électrons dans Geant4 avec la base de données EPICS2017. Après une introduction à la base de données EPICS2017 et aux modèles Livermore, présentés dans le chapitre 1, nous expliquons dans les chapitres 2 et 3 le travail réalisé pour les modèles Livermore photons et électrons, respectivement. Pour les photons, quatre processus ont été pris en compte : la création de paires/triplets, la diffusion Compton, l'effet photoélectrique et la diffusion Rayleigh. De nouvelles paramétrisations basées sur EPICS2017 ont été effectuées pour les fonctions de diffusion pour l'effet Compton, les sections efficaces des sous-couches pour l'effet photoélectrique et les facteurs de forme pour la diffusion Rayleigh. Une étude comparative entre la version Geant4 10.6, basée sur la base de données précédente, et Geant4 11.0, mis à jour avec EPICS2017, a montré que notre mise en œuvre améliorait la précision des paramétrisations considérées. De plus, les coefficients d'atténuation massique calculés à partir des simulations Geant4 pour l'interaction totale des photons, et pour chaque processus, ont été comparés à la base de données XCOM et cette comparaison confirme la bonne concordance des résultats. Pour les électrons, une possible mise à jour du modèle décrivant l'ionisation et l'excitation a été considérée. Les études comparatives réalisées sur les sections efficaces et les pouvoirs d'arrêt n'ont pas montré de différences significatives entre EPICS2017 et les modèles Livermore existants. Par conséquent, l'implémentation pour les électrons EPICS2017 s’est révélée non nécessaire.Les modèles de basse énergie de Geant4 jouent un rôle important dans la modélisation des expériences de caractérisation des matériaux, notamment pour les expériences basées sur l'émission de rayons X, telles que l'imagerie par micro-tomographie protonique réalisée au LP2I Bordeaux. Dans ce contexte, le deuxième objectif de la thèse a été d’utiliser Geant4 pour simuler les expériences d’imagerie 3D par micro-tomographie protonique et quantifier la précision des méthodes de reconstruction. Le chapitre 4 décrit les simulations d'imagerie tomographique sur différents fantômes numériques, comprenant la partie supérieure d'un nématode C. elegans et une cible de fusion par confinement inertiel. La géométrie, la masse volumique et la composition de ces fantômes ont été dérivées de données expérimentales. La comparaison entre les images reconstruites, basées sur les résultats de simulation et les fantômes originaux, pris comme référence, nous a permis d'évaluer l’exactitude des différentes méthodes de reconstruction testées et de vérifier les corrections d'atténuation des rayons X mises en œuvre dans le logiciel de reconstruction. Une précision ≤ 4% pour le phosphore, qui était l'élément le plus atténué, a été obtenue.Geant4 provides complementary and alternative physics models for the interaction of photons and electrons with matter, according to the energy range. An important set of models in the low energy (below 1 GeV) sub-package is the so-called Livermore models. Up to Geant4 10.6 version (2021), these models were based on three evaluated data libraries of the Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) for elements with atomic number Z = 1–100, designed in the 1990′ s. These libraries have undergone a major updating process under the auspices of the International Atomic Energy Agency (IAEA), resulting in a new version, EPICS2017 (Electron-Photon Interaction Cross Sections).The first objective of this PhD is to update Geant4 Livermore photon and electron models with the EPICS2017 database. After an introduction to the EPICS2017 database and Livermore models presented in chapter 1, we will explain in chapter 2 and 3 the implementation carried out for Livermore photon and electron models respectively. For photons, four processes were considered: gamma conversion, Compton scattering, photoelectric effect and Rayleigh scattering. New parameterizations based on EPICS2017 were performed for scattering functions of Compton effect, subshell cross-sections of the photoelectric effect and form factors of Rayleigh scattering. A comparative study between Geant4 10.6, based on the previous database, and Geant4 11.0, updated with EPICS2017 showed that our implementation improved the precision of the considered parameterizations. Moreover, the mass attenuation coefficients calculated from Geant4 simulations for both total photon interaction and each process were compared with XCOM database and found in good agreement. For electrons, the possible update of the ionisation and excitation model was considered. Comparative studies carried-out on cross-sections and stopping powers do not showed a significant difference between EPICS2017 and the existing Livermore models. Consequently, the implementation for EPICS2017 electron is not required.The low energy models of Geant4 play an important role in modelling the experiments of material characterization, especially for the experiments based on X-ray emission, such as proton micro-tomography imaging carried-out at LP2IB, France. In this context, the second objective of my PhD is to apply Geant4 to simulate 3D proton micro-tomography experiments and quantify the accuracy of reconstruction methods. Chapter 4 describes tomography-imaging simulations on different phantoms including the upper part of a C. elegans nematode and an inertial confinement fusion target. The geometry, mass density and composition of the phantoms were derived from experimental data. The comparison between reconstructed images based on simulation results and original phantoms, taken as a reference, allowed us to assess the accuracy of the different reconstruction methods tested and to verify the X-ray attenuation corrections implemented in the reconstruction software package. An accuracy ≤ 4% for phosphorus, which was the most attenuated element, was obtained

Research on the application of a cement and soil aggregate for the ecological restoration of vegetation in artificial soil

The construction of high-speed roads has resulted in large amounts of steep and exposed cut slopes, posing more potential hazards in areas with mountains and hills. Vegetation restoration is an effective and environmentally-friendly way to restore exposed slopes using outside soil spray seeding, though it is difficult to establish a vegetation cover. Spraying artificial soil on high and steep slopes is a challenging task as it is difficult to keep the fluid mixture on sloped surfaces. Because of these challenges, this study applied different combinations of cement and soil aggregates in artificial soil, measuring final soil properties after one growing season. Experimental results showed that there were substantial differences in all basic soil parameters and in the soil quality index after different treatments. In particular, adding 5–10% cement content could improve the adhesion of artificial soil without remarkably reducing soil quality; adding 0.09% of soil aggregate was also beneficial to soil nutrient availability. These findings indicate that the combination of cement and soil aggregates could be applied in artificial soils for the ecological restoration of steep slope vegetation. Adding cement to the soil increased the alkaline levels of the soil, so it is important to reduce artificial soil pH in the future. The application of a cement and soil aggregate should be considered in the field for the ecological restoration of slope vegetation, and the impact of this addition on slope stability and vegetation growth should be explored with further research

Discussions on the character and interpretation model of Kelasu deep structures in the Kuqa area

The character and interpretation model of deep structures in the Kelasu belt are discussed from growth strata, thrusting sequence, salt accumulation, and imbricate patterns between the shallow and deep structures. Seismic data shows that the fold hinges of growth strata in the south limb migrate toward north from deep to shallow, the growth axial surface connected along these fold hinges dips southward, and strata thickness in its south are thicker than that in the north. These characteristics of growth strata are completely different from that of basement-involved structures and salt structures. By the kinematic analysis of faults on the southern and northern sides of the Kela-2 structure, the northern fault is considered to thrust northward and form Kela-2 structure firstly, and then be cut through by the southern fault. Strong thrusting of the southern fault caused the Kela-2 structure to uplift several kilometers, and made the peripheral plastic rocks passively flow and accumulate in the footwall, this course is very similar to the pump suction. Based on this model, the sub-salt and sub-coal thrusting systems are interpreted in the deep Kelasu belt. In the sub-salt structural layer, the remaining lower part of Kela-2 structure in the footwall of its southern fault is the northern Keshen anticlinal belt. The discovery of the northern Keshen anticlinal belt and the Jurassic sub-coal thrusting structures greatly widens the exploration scope of the Kelasu belt, showing an enormous exploration potential. 摘要: ： 从构造生长方式、冲断序列、盐聚集以及深浅层构造的叠置关系探讨克拉苏深部构造的性质与解释模型。地震反射资料表明，克拉苏深部构造南翼生长地层的褶皱枢纽由深至浅向北偏移，这些枢纽连线构成的生长轴面南倾，其北侧地层的厚度明显要比南侧薄，此种生长地层结构与基底卷入式构造和盐构造作用下的生长地层结构完全不同。通过对克拉2构造南北两侧断层的运动学分析，认为北侧断层首先向北逆冲形成了克拉2构造，然后被后期更强烈的南侧断层切割，造成克拉2构造逾千米的垂向抬升，由此产生“泵吸”效应使周围塑性岩层向断裂下盘流入和聚集。据此模式建立的克拉苏深部构造解释方案由古近系盐下和侏罗系煤下两套冲断系统组成，其中在盐下构造内部，被切割的克拉2构造的下半部分即是克深北背斜。克深北背斜带和侏罗系煤下冲断构造的发现，不仅拓宽了克拉苏构造带的勘探范围，也显示其尚有巨大的勘探潜力。图8参25 Key words: growth strata, pump suction, salt accumulation, sub-salt thrust system, sub-coal thrust system, Kelasu structural bel