Simulation of Auger Electron Spectra from Nuclides of Medical Interest

Tese de mestrado, Física (Física Nuclear e Partículas) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020O efeito de Auger foi primeiramente observado e interpretado por Pierre Auger, nos anos 1923- 25, que o descreveu como sendo a emissão de um eletrão como resultado de um processo de reabsorção interna que se seguiria à ionização inicial de um átomo. Dois anos depois, Gregor Wentzel apresentou a sua teoria não-relativista para o mesmo efeito, explicando-o como uma autoionização e um processo de relaxação atómicos como consequência da ionização de uma camada interna. Esta ionização poderá ocorrer por fotoionização, impacto de partículas carregadas, ou como resultado de processos de decaimento nuclear como são a captura eletrónica e a conversão interna. Um átomo que sofre uma captura eletrónica ou conversão interna emite, tipicamente, eletrões com energias de até é ~100 eV, o que implica que tenham alcances muito curtos, da ordem dos nanómetros ou micrómetros, depositando toda a sua energia numa vizinhança próxima do átomo em que tiveram origem. Esta característica torna os radionuclídeos emissores de Auger adequados para terapias de tratamento de câncro, permitindo a poupança dos tecidos adjacentes ao tumor a tratar. São diversos os mecanismos que induzem morte celular tumoral por ação de radiação, divididos essencialmente em ionização direta ou indirecta das moléculas do DNA; no caso dos eletrões de Auger, o seu efeito é, essencialmente, a fragmentação dupla e/ou única da cadeia de DNA, cujos efeito serão dificilmente colmatáveis pelos mecanismos celulares próprios de reparação. Os danos adjacentes provocados pelas ionizações induzidas por radiação dependem das partículas envolvidas e da energia depositada, mas são habitualmente parametrizados através da Tranferência Linear de Energia, que representa a energia depositada por unidade de comprimento do percurso atravessado. Para os eletrões Auger esta transferência é significativa: apesar das suas baixas energias, os seus curtos alcances permitem atingir valores elevados. Contudo, para determinar de forma precisa a eficácia biológica destes radionuclídeos é necessário o conhecimento do respetivo espectro de emissão, o que requer a determinação detalhada das correspondentes probabilidades e energias de transição atómicas e a simulação da cascata de lacunas que ´e gerada a partir da ionização atómica inicial. Tratando-se de um processo estocástico, a cascata característica do processo de relaxação atómica pode ser bem descrita através de métodos Monte Carlo. Os diversos passos da simulação desta cascata correspondem, de uma forma sucinta, primeiramente à distribuição dos eletrões pelas camadas e subcamadas atómicas de acordo com a configuração do átomo neutro; em seguida a seleção aleatória da camada em que é criada uma lacuna, de acordo com as suas probabilidades correspondentes. `A seleção da camada em que é gerada a lacuna segue-se a da transição, radiativa ou de Auger, que também é feita através de um gerador de números aleatórios e de acordo com as probabilidades de transição e energias correspondentes calculadas. O processo repete-se até que sejam atingidas as subcamadas mais externas ou que não existam mais possibilidades para que transições aconteçam. A base de dados atómicos Evaluated Atomic Data Library, EADL apresenta tabelas das probabilidades de transições atómicas calculadas para sistemas ionizados com uma lacuna. Contudo o método de cálculo, nomeadamente o método de Dirac-Hartree-Slater, não reflete o estado da arte, uma vez que exclui a correlação eletrónica. Uma vez que cálculos baseados no método multiconfiguracional de Dirac-Fock permitem a inclusão de efeitos e correções relativistas na determinação das funçãos de estado das configurações atómicas, a sua utilização permite melhorias e precisão significativas nos cálculos de estrutura e propriedades atómicas.A par com essa característica, a atualização dos dados das tabelas da EADL permite também a inclusão dos valores de probabilidades e energias de transição para camadas mais externas N e O, uma vez que os valores disponíveis até então têm como limite a camada M. Com as atuais bases de dados de probabilidades de transição e rendimentos radiativos e de Auger a necessitarem de atualização, a Agência Internacional de Energia Atómica lançou um apelo para um projeto de investigação com o objetivo de determinar aqueles valores de forma mais precisa. Deste modo, este trabalho apresenta probabilidades de transições atómicas, e respetivas energias, atualizadas, e determinados através da implementação do Método de Dirac-Fock através do código MCDFGME para o elemento 125I, considerando diferentes configurações eletrónicas com o mesmo valor de J, obtidas a partir dos diferentes acoplamentos jj possíveis. Seguidamente, os resultados da simulação de Monte Carlo da cascata característica do processo de relaxação atómica e respectivos espectros de Auger também são apresentados. A escolha do elemento 125I para este trabalho prende-se com o fato de, além de ser emissor de eletrões de Auger, ser já commumente utilizado em tratamentos de Braquiterapia prostática de baixa taxa de dose devido ao seu valor de meia-vida de aproximadamente 60 dias: nem tão baixo que não permita uma gestão razoável do tempo de tratamento, nem demasiado elevado, do ponto de vista clínico, que provoque danos adjacentes ao tratamento para o paciente até que decaia, sem riscos, para o elemento estável 125Te. Para estudar o impacto das diferenças, a uma escala microdosimétrica, entre os dados do Arquivo de Dados Atómicos Avaliados e os valores calculados com o código MCDFGME, o espetro de Auger simulado para o 125Te foi usado para simular o processo de deposição de energia, pelos eletrões de Auger, num modelo celular virtual, usando o código de simulação de transporte de partículas PENELOPE. Devido ao seu curto alcance, da ordem das escalas nano- e micrométricas, a microdosimetria dos eletrões de Auger é habitualmente estudada com recurso a simulações Monte Carlo em comparação com métodos semi-analíticos como o são o Medical Internal Radiation Dose, MIRD, frequentemente utilizado como referência para validação de métodos estocásticos para estudos de microdosimetria. Com efeito, foram simuladas as deposições de energia por eletrões de Auger em duas geometrias celulares: a primeira constituída por citoplasma, núcleo e um cromossoma contendo a fonte pontual e isotrópica de 125I; a segunda contendo citoplasma, núcleo e 6 cromossomas. Para esta segunda geometria foram realizadas simulações com a fonte de 125I colocada num cromossoma centrado com a célula e com a mesma fonte colocada num cromossoma mais afastado do centro. Para as duas geometrias as simulações foram feitas com os espetros derivados dos dados EADL e os espetros obtidos através dos cálculos realizados com o código MCDFGME. Os resultados são apresentados e discutidos de forma a perceber o impacto das atualizações dos dados de estrutura atómica proporcionadas pela utilização do Método de Dirac-Fock. Finalmente, no seguimento das conclusões sobre a os resultados apresentados e sua discussão, são apresentadas algumas perspectivas para trabalhos futuros, que se poderão traduzir em estudos mais aprofundados e melhorias mais ou menos significativas da precisão dos cálculos efetuados. Um dos aspetos referidos está essencialmente relacionado com a inclusão dos efeitos de shake-off e de shake-up que podem ocorrer depois da ionização por um processo de fotoionização, Captura Eletrónica ou Conversão Interna, e que podem alterar significativamente o potencial central do átomo e conduzir a diferentes resultados de probabilidades e energias de transição. O segundo aspeto apresentado relaciona-se com o facto das simulações com o código PENELOPE terem um limite inferior de 50 eV no transporte de eletrões, o que é insuficiente para descrever os a deposição dos eletrões de Auger emitidos nas transições das camadas mais externas.The Auger effect was first observed and interpreted by Pierre Auger back in the years 1923- 25 as the emission of an electron resulting from an internal reabsorption process that follows an initial internal ionization of an atom. Two years after, Gregor Wentzel presented a nonrelativistic theory for the same effect, explaining it as an autoionization and atomic relaxation process, in consequence of a single ionization in an inner atomic shell. The ionization may occur by photoionization, by impact of charged particles, or as a consequence of nuclear decays like electron capture and internal conversion. An atom that undergoes an electron capture or internal conversion typically emits electrons with energies in the range of a few up to ~100 eV, which implies they have short ranges, from nanometers to micrometers, so the Auger electrons may deposit all energy in their near vicinity. This feature makes the radionuclides that are Auger emitters suitable to cancer therapy, sparing normal tissues adjacent to the tumor. To accurately determine the biological efficiency of these radionuclides, it is necessary the knowledge of their emission spectra, which implies the accurate determination of atomic transition energies and probabilities, and the simulation of the vacancy cascade of the atomic relaxation process. Being a stochastic process, the characteristic cascade of that atomic relaxation can be well described using a Monte Carlo approach. The Evaluated Atomic Data Library (EADL) tabulates atomic transition probabilities calculated for the singly-ionized systems. The approach used for the determination of those data, namely the Dirac-Hartree-Slater method, does not reflect the state-of-the art and limit the accuracy of the resulting X-ray and Auger spectra, since it excludes, for example, electronic correlation. Since methods like Multiconfiguration Dirac-Fock Method take relativistic effects and electronic correlation into account in solving configuration state functions, it allow significant improvements on the calculations of atomic properties. With the current database of radiative and Auger transition probabilities and yields outdated, the International Atomic Energy Agency called for a coordinate research project with the aim of determining those values more accurately, therefore this thesis presents the udpated atomic transition probabilities and energies determined using the Dirac-Fock method implemented with the MCDFGME code, the results for the simulation of the atomic relaxation cascade with a Monte Carlo program and the generated Auger electron spectra. To infer on the impact of the differences between the updated data and the EADL database at a microdosimetric scale, the simulated 125I Auger spectrum was used to simulate the energy deposited in a simple cell model, using the Monte Carlo particle transport code PENELOPE

Análise de alguns fragmentos de artefactos em haste de cervídeo do povoado pré-histórico de Leceia (Oeiras): cabos e caixas

Este trabalho exemplifica como, a partir do estudo de uma colecção homogénea, constituída a partir de exemplares reunidos pelas suas características comuns (neste caso a matéria-prima utilizada), se podem extrair resultados relevantes. Enfim, no concernente aos artefactos obtidos, da sua análise resultou uma proposta classificativa original, particularmente no caso das “caixas”. Com efeito, foi esta a primeira vez em Portugal que se identificaram exemplares em haste de veado, cuja natureza funcional, estreitamente ligada ao quotidiano, é indicada pela sua ocorrência em contexto habitacional. Quanto aos cabos, é igualmente de registar a ocorrência de exemplares de tipologia até ao presente inédita e Portugal, com destaque para o único exemplar oriundo da Camada 3, correspondente a elemento intermédio entre o cabo e a lâmina lítica, apenas com alguns paralelos conhecidos além-Pirinéus.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Cocriação de valor: uma perspetiva das agências de

O atual ambiente competitivo alterou a lógica da criação de valor, deixando de se centrar unicamente na ‘cadeia de valor’, interna à organização, para também absorver inputs da ‘constelação de valor’ externa à organização. Por isso, o novo paradigma de negócio das agências de viagens independentes (AVI) deve ser redefinido, procurando o reforço das relações win-win com os seus parceiros operadores turísticos (OT). O propósito deste artigo é identificar os atributos da constelação de valor destes parceiros de negócio e medir a importância do relacionamento quanto à criação de valor. Existe uma perceção das AVI, de que os OT investem mais em estratégias ligadas à eficiência dos seus processos internos e menos em relacionamentos com parceiros e em cocriação de valor. Assim, o objetivo desta investigação será construir um mosaico de ideias que possam explicar a realidade de criação de valor entre os parceiros das AVI, os OT e mobilizá-los no incremento de novas maneiras de cocriar valor, já que esta tendência norteará a próxima vaga de crescimento e de produtividade, na economia globa

Selecção de carteiras de activos em seguros e fundos de pensões

Mestrado em Actuariado e Gestão de Riscos FinanceirosA selecção de carteiras de activos aplicada ao caso dos seguros e fundos de pensões deve ler em conta as responsabilidades a longo prazo assumidas por estes investidores institucionais. A forma encontrada para o fazer passa por acrescentar mais uma dimensão ao modelo, o preço da carteira, transportando o problema de optimização para um plano tridimensional. Para a resolução deste problema importa salientar o papel do actuário e o do gestor de investimentos. Ao actuário cabe determinar o preço da carteira e ao gestor de investimentos definir a estratégia de investimentos, tendo em conta aquele preço e um determinado perfil de risco que pretende assumir. Esta dissertação tem por objectivo aplicar o modelo de alocação de activos ao caso dos seguros e dos fundos de pensões num contexto de incerteza quanto a certos factores, tais como, a taxa de inflação e a taxa de retorno dos investimentos. Assim sendo, são aplicados modelos para projectar aquelas variáveis ao longo de vinte anos, o horizonte temporal considerado, de modo a obter os elementos necessários à aplicação do modelo de selecção de carteira: valores esperados, variâncias e covariâncias das taxas de retorno dos activos e das responsabilidades.The portfolio selection applied in the insurance business and pension funds demands a valuation of the liabilities assumed for a long period by the institution investors. The solution results in increasing onc more variable to Lhe model, the portfolio price, by linking the optimisation problem to a tri-dimentional plan. To solve this problem it is important to emphasise the role of the actuary and portfolio inanauer. The actuary lias to cleterminate the portfolio price and, afterwards, the inanager must derme the investment strategy, assuming that price and a certain type of risk. The main objective of this dissertation is to apply the asset allocation model in the insurance business and pcnsion funds, which is based in an uncertain context of several factors, such as intlation rate and investment return rate. Therefore, some models are applied to project those variables for a periocl of twenty years. These models are incvitable to achieve the necessary elements to apply in the portfolio selection model: expected rettims, variances and co-variances of the assets and liabilities return rates.Esta dissertação foi apoiada financeiramente pelo Sub-Programa Ciência e Tecnologia do Segundo Quadro Comunitário de Apoio.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Relatório de estágio profissional

O presente Relatório foi realizado no âmbito do Estágio Profissional I e II. Trata-se de um trabalho elaborado com base na observação de aulas e na experimentação didática; os materiais obtidos (como, por exemplo, horários, dados sobre as turmas, fichas, etc.) foram submetidos a uma análise documental

O ensino da literatura no 2º ciclo, uma experiência prática

O presente estudo, intitulado As Palavras São Pessoas com Sons que se Mexem no Papel: O Ensino da Literatura no 2º Ciclo – uma Experiência Prática, foi desenvolvido com os alunos das duas turmas de quinto ano de escolaridade que, no presente ano lectivo 2007-2008, leccionamos e teve lugar na Escola do Ensino Básico do segundo e terceiro ciclos de São Miguel – Guarda, no decorrer das aulas de Língua Portuguesa. Centrou-se esta investigação no desejo da sensibilização precoce para o texto literário e pretendeu-se, ao mesmo tempo, comprovar as possibilidades pedagógicas que podem advir da aplicação de textos literários, clássicos e vanguardistas, a grupos de alunos deste nível de ensino. Para concretizarmos este estudo, adoptámos vias pedagógico-didácticas conducentes à fruição da obra literária mediante a leitura e à construção de sentidos através da produção criativa de texto escrito. Com esta investigação pretendemos realçar o papel fundamental da escola na rentabilização das potencialidades do palavra, podendo este tarefa ter implicações didácticas e pessoais à medida que o aluno dela se apropria e a recria.The present study, entitled Words are People with Sounds that Move on Paper: teaching literature in mid school (2º ciclo) - a practical experience, was developed among students within two 5th grade classes at Ensino Básico do segundo e terceiro ciclos de São Miguel School in Guarda. This study occurred within the Portuguese classes during this present school year 2007-2008. This study seeks to obtain the possible pedagogical outcomes in teaching children at an early stage and at this school level classical and vanguardism literature. To accomplish this study we applied the pedagogical and didactic means to lead children into liking literature throw reading and meaningful creative writing. With this study we wish to enhance the basic role that school has in developing the word potentiality and the effects is has in the learning process of a student as he/she gains its knowledge and reuses it

Alianças estratégicas internacionais no âmbito da I&D e desenvolvimento de novos produtos na indústria portuguesa

Mestrado em Gestão e Estratégia IndustrialNum contexto em que a globalização se apresenta como um fenómeno incontornável, esta pode ser encarada como ameaça à subsistência das empresas ou como oportunidade, por via do acesso a um crescente fluxo de conhecimento, investimento e a uma rede industrial que concentra muitas oportunidades de construir vantagens competitivas. No sentido de aproveitar esta oportunidade, muito trabalho foi desenvolvido por diversos autores, apresentando os métodos colaborativos como alianças estratégicas internacionais como oportunidades para as empresas a atuar num mercado global. Este estudo é desenvolvido com o objetivo de aproximar este conhecimento à realidade portuguesa, mais especificamente às oportunidades que se poderão encontrar no mercado por via da constituição de alianças estratégicas internacionais de exploration, para o desenvolvimento de inovação e novos produtos. Neste sentido, esta investigação através da utilização do método exploratório qualitativo de estudo de casos, focou o estudo de quatros alianças estratégicas internacionais de exploration desenvolvidas por várias empresas portuguesas. A evidência empírica mostra que a notoriedade associada às competências, experiência e reputação das empresas portuguesas são cruciais no estabelecimento da colaboração e incentivam a base de confiança em que esta é desenvolvida, sendo dada primazia à gestão informal no desenvolvimento da cooperação. Adicionalmente, realça que os principais resultados obtidos se concretizam em variáveis subjetivas como o conhecimento e experiência acumulada e o cumprimento de objetivos.In a context where globalization is an unavoidable phenomenon, it can be seen as a threat to the subsistence of companies, or as an opportunity, through the access allowed to growing flows of knowledge, investment and an industrial network that enables the creation of competitive advantages. To take advantage of this opportunity, a lot of work was developed by several authors, so collaborative methods like international strategic alliances can be seen as opportunities for companies that operate in a global market. This study was developed with the aim of bringing this knowledge closer to the Portuguese reality, more specifically the opportunities that the Portuguese companies could find in the market through the formation of international strategic alliances of exploration, for the development of activities linked to the development of innovation and new products. In this sense, the present investigation uses the qualitative exploratory method case study, focusing the study of four international strategic exploration alliances developed by several Portuguese companies. The empirical evidence shows that the notoriety associated with the skills, experience and reputation of Portuguese companies is crucial in establishing collaboration and encourages the base of trust in which it is developed, giving priority to informal management in the relationship development. In addition, it emphasizes that the main results obtained are materialized in subjective variables such as accumulated knowledge and experience and achievement of objectives.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Remote monitoring of a cold chain

We understand for cold chain the uninterrupted maintenance of the conditions of temperature needed in every moment to guarantee the integrity of organoleptic and sanitary characteristics in food, which must not be broken to avoid loose of such properties The company Vegetàlia, is involved in the production of ecological food and now wants to see the possibilities of improvement in monitoring its cold chain. Additionally, it wants also to check if its production autoclave fulfills the required operating parameters. In the present work different mechanisms are approached to remote monitoring the continuity of the mentioned cold chain, either in the vans and in the cold-storage rooms, by means of the utilization of different sensors integrated in BLE (Bluetooth Low Energy) and WiFi devices. In case of break of the chain, an alert systems is provided by sending SMS and e-mail to the responsible individuals. Hereby, allowing them the management of such possible anomalies, as well as improve solving it before may affect the cold chain integrity. The system performances allow know, likewise, the location of the vans, by means of the integrated GPS (Global Positioning System) receiver, working together with a positioning service, such as Google Maps.Entenem per cadena de fred el manteniment ininterromput de les condicions de temperatura requerides a cada moment per a garantir la integritat de les característiques organolèptiques i sanitàries dels aliments, i que no es pot trencar sense perdre algun d'aquests trets. L'empresa Vegetàlia, dedicada a la producció d'aliments ecològics, vol veure les expectatives de millora en el control de la cadena de fred. Addicionalment, també vol realitzar el control de l'autoclau, per tal de veure si acompleix amb els paràmetres de treball requerits. En el present treball s'aborden mecanismes per tal de monitoritzar de forma remota el manteniment d'aquesta cadena tant a les furgonetes com a les cambres frigorífiques, mitjançant la utilització de diferents sensors integrats amb dispositius BLE (Bluetooth Low Energy) i WiFi. En cas de trencament, s'estableix un sistema d'alertes per mitjà de SMS i correu electrònic als responsables de la mateixa. D'aquesta manera facilita la gestió de les anomalies i la seva solució. Les prestacions del sistema també possibiliten conèixer la situació de les furgonetes, mitjançant el receptor GPS (Global Positioning System) integrat interactuant amb un servei de posicionament, com ara Google Maps.Entendemos por cadena de frío el mantenimiento ininterrumpido de las condiciones de temperatura requeridas en cada momento para garantizar la integridad de las características organolépticas y sanitarias de los alimentos, que no debe romperse en ningún momento si no se quiere perder las mismas. La empresa Vegetàlia, dedicada a la producción de alimentos ecológicos, desea ver las posibilidades de mejora en el control de su cadena de frío. Adicionalmente, también se quiere realizar un control de la autoclave, con la finalidad de ver si cumple con los parámetros de trabajo requeridos. En el presente trabajo se abordan diferentes mecanismos para monitorizar de forma remota la continuidad de dicha cadena, tanto en las furgonetas como en las cámaras frigoríficas, mediante la utilización de diferentes sensores integrados en dispositivos BLE (Bluetooth Low Energy) y WiFi. En caso de rotura de la misma, se establece un sistema de alertas mediante SMS y correo electrónico a los responsables de la misma. De esta manera, se facilita la gestión de las posibles anomalías, así como agiliza su resolución antes de que pueda llegar a afectar a la integridad de la cadena de frío. Las prestaciones del sistema permiten, asimismo, conocer la ubicación de las furgonetas, mediante el receptor GPS (Global Positioning System) integrado, mediante su interacción con un servicio de posicionamiento, tal como Google Maps

O ensino da língua estrangeira numa perspectiva prática da oralidade

Este trabalho resulta de, ao longo da nossa experiência como docente, termos verificado que, nas aulas de Língua Estrangeira, os alunos demonstram muita dificuldade em exprimir-se oralmente, chegando, por vezes, a negar-se a falar. Esta situação é, precisamente, o inverso do que deve acontecer. Assim, foi nosso propósito, neste estudo, encontrar caminhos que levassem a que a oralidade em LE fosse uma actividade quotidiana e de per se, como algo natural e fundamental, na prática da sala de aula. Fazendo um percurso pelas várias correntes e teorias da aprendizagem das línguas estrangeiras, procurámos estratégias que pudessem proporcionar a aquisição e aprendizagem de uma LE através da oralidade, sobretudo nos níveis de iniciação. Apresentamos algumas reflexões e propostas de tarefas comunicativas que propõem actividades pedagógicas que os alunos serão capazes de realizar, ainda que não tenham quaisquer conhecimentos linguísticos. Nesta sequência, analisámos alguns documentos orientadores do Ensino das Línguas Estrangeiras em vigor em Portugal, para ver até que ponto seria possível colocar em prática um ensino das LE através das tarefas comunicativas orais nas nossas escolas.Ce travail découle du constat, au long de notre expérience en tant que professeur, que pendant les cours de Langue Étrangère, les élèves ont une grande difficulté à s‟exprimer oralement, allant, parfois, jusqu‟à refusé à parler. Or, cette situation est exactement l‟inverse de ce qui devrait arriver. Ainsi, nous nous sommes proposés, dans cette étude, de trouver des chemins qui pourraient entrainer les élèves à s‟exprimer oralement en LE quotidiennement et « per se », comme quelque chose de naturel et de fondamentale, en salle de classe. En parcourant les divers courants de pensées et théories de l‟apprentissage des langues étrangères, nous avons cherché des stratégies qui pourraient permettre l‟acquisition et l‟apprentissage d‟une LE à travers l‟oralité, surtout aux niveaux d‟initiation. Nous présentons quelques réflexions et propositions de tâches communicatives qui proposent des activités pédagogiques que les élèves seront capables de réaliser bien que n‟ayant aucunes connaissances linguistiques. Suivant cette séquence, nous avons analysé quelques documents orienteurs de l‟Enseignement des Langues Étrangères en vigueur au Portugal, pour voir jusqu‟à quel point il serait possible de pratiquer l‟enseignement à travers des tâches communicatives orales dans nos écoles