Física (Mag.)
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Ítem Acceso Abierto Medición de radón en suelos de la ciudad de Lima durante el periodo 2016 - 2017(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Vilcapoma Lázaro, Luis Pablo; López Herrera, María ElenaLa ciudad de Lima está situada sobre depósitos de abanicos aluviales de ríos que fluyen a través de formaciones geológicas que contienen diferentes niveles de uranio. En este trabajo se realiza un estudio sobre el comportamiento espacial y temporal promedio del gas radón en suelos de la ciudad de Lima. La concentración de radón se determinó utilizando el detector de trazas LR-115 tipo 2 durante 36 períodos, de 14 días cada uno, en veinte hoyos distribuidos en los quince distritos de la Ciudad de Lima. La concentración de radón en los poros del suelo estuvo comprendida entre 0.1 y 64.3 kBq/m3 con un valor promedio de 5.6 kBq/m3. La concentración promedio de radón en el gas del suelo fue aproximadamente dos veces menor en invierno que en las otras estaciones. Los altos valores de radón durante octubre/noviembre de 2017 se relacionaron con los terremotos percibidos en la ciudad de Lima en ese período. Las concentraciones más altas de radón se encontraron en áreas de depósitos aluviales cuyo material parental ha sido removido de los volcánicos Quilmaná y Huarangal por los ríos Chillón y Huaycoloro. Las concentraciones de radón en el gas del suelo fueron incluso mayores en áreas más cercanas a los volcánicos y menos distantes de los ríos. Durante el período de máxima inundación de los ríos Chillón, Rímac y Lurín, debido al fenómeno natural "El Niño Costero", se observaron altas concentraciones anómalas de radón en el suelo en la mayoría de los sitios de medición ubicados cerca de los ríos. Esos altos valores de radón se asociaron con las vibraciones del suelo causadas por avalanchas de rocas y escombros en ríos y quebradas.Ítem Acceso Abierto Medición de radón 222 en Lima Metropolitana utilizando tres tipos de monitores con detectores de trazas nucleares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Guevara Pillaca, César Jheferson; Pereyra Anaya, Patrizia EdelEl radón (Rn-222) es un gas que se genera a partir de la desintegración natural de átomos de radio (Ra-226) presentes en las rocas del suelo. Los átomos de radón que alcanzan los poros del suelo pueden transportarse por difusión y/o convección hacia la atmósfera. La exhalación de radón hacia ambientes poco ventilados, puede provocar el incremento de su concentración. Para medir las concentraciones de radón en interiores se han establecidos diferentes metodologías, en una de ellas se usan detectores de trazas nucleares de estado sólido (SSNTDs por sus siglas en ingles). El Organismo Mundial de la Salud (OMS) ha establecido que el radón es la causa principal de cáncer de pulmón en personas no fumadoras, de allí la importancia su medición. Perú ha adoptado los niveles de referencia de concentraciones de radón en interiores establecidos en normativas internacionales. Con el objetivo de conocer la situación real de los niveles de radón en nuestro país y en el marco del Proyecto Nacional PER9024 “Mediciones de Radón en viviendas en tres regiones del Perú y creación de mapas de Radón para los formuladores de políticas”, se midieron las concentraciones de radón en Lima, Arequipa y Puno. Este proyecto fue planteado por el Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN), el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Pontificia Universidad Católica del Perú, con la colaboración de otras instituciones de investigación. En este trabajo se presentan las mediciones de las concentraciones de radón en el interior de viviendas de los distritos de Lima Metropolitana utilizando dos monitores pasivos de radón basados en SSNTDs y cámaras de difusión: monitor G2, implementado por el Grupo de Técnicas de Huellas Nucleares (GITHUNU) de la Pontifica Universidad Católica del Perú (PUCP) y monitor DPR2 marca ALGADE, correspondiente al Proyecto PER9024. En ambos monitores se utiliza como detector el polímero LR-115 (tipo II). Adicionalmente, se colocaron detectores LR-115 (tipo II) en modo descubierto (bare mode) en las paredes de las habitaciones. Las mediciones se realizaron entre los meses de setiembre de 2017 a diciembre de 2018. Los monitores fueron colocados simultáneamente en ambientes del primer piso de las viviendas, por un tiempo mínimo de exposición de 80 días. Todos los detectores LR-115 fueron revelados utilizando condiciones estándares en dos sistemas termostatizados del laboratorio de Huellas Nucleares de la Sección Física en la PUCP; los monitores DPR2 fueron enviados al laboratorio de ALGADE en Francia. Para la lectura de trazas reveladas se utilizó el sistema automatizado Politrack. Se utilizaron métodos estadísticos para la detección de campos de lecturas con cantidades anómalas de trazas (outliers). Se determinó el factor de calibración para la medición de radón con detectores LR-115, tanto dentro de los monitores G2 como los expuestos en modo descubierto. Finalmente se analizan los resultados de las concentraciones de radón determinadas mediante los monitores G2 y DPR2.Ítem Acceso Abierto Probing CPT breaking induced by quantum decoherence at DUNE(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Carrasco Martínez, Juan Carlos; Gago Medina, Alberto MartínWe consider a beyond standard physics scenario, where neutrino is considered as an open quantum system. In order to have that consideration we use the Lindblad master equation, which introduce the quantum phenomena called decoherence. In that context we explore one of the most exotic of its consecuences, the CPT violation. We work in three avor generation case where making the SU(3) decomposition of the operators we encounter that there exist fteen parameters in the decoherence matrix that explicitly violate CPT. Regarding four of those parameteres we choose one case of decoherence which will be tested at DUNE.Ítem Acceso Abierto Efectos de la difusión sobre la luminiscencia de iones de terbio en una matriz basada en silicio durante el proceso de activación térmica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Serquen Infante, Erick Stalin; Grieseler, RolfLos semiconductores dopados con tierras raras presentan gran interés de estudio científico debido a sus prometedoras aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos, donde ya han encontrado múltiples aplicaciones como dispositivos de conversión ascendente y descendente de luz óptico, láser de uso médicos, pantallas luminiscentes, entre otros. El carburo de silicio posee un ancho de banda de 2;2 eV - 3;3 eV, es térmicamente estable ya que sublima a 2830 fC. Diversas investigaciones sobre carburo de silicio lo reportan como un buen material matriz para ser dopado con tierras raras. Por otro lado, las tierras raras a excepción de lantano y lutecio poseen incompletos los orbitales f que por ser internos no participan de enlaces y sólo se ven afectados por el entorno iónico, teniendo la capacidad de ser excitados cuando se encuentran embebidos en una matriz apropiada. Una característica fundamental de los materiales dopados con tierras raras es la emisión de luz que se ve mejorada cuando el material dopado es sometido a tratamientos térmicos en un rango de temperatura de 400 fC a 1000 fC, logrando así la activación térmica de los iones Tb3+, se cree que ésta mejora se debe a la interacción entre iones de Tb3+, donde la distancia interiónica juega un papel clave; además, del entorno cristalino de los iones y las simetrías (Regla de selección de Laporte). Con el propósito de investigar como el comportamiento difusivo de los iones de Tb3+ en la matriz de a-SiC tiene efecto en luminiscencia y a fn de establecer relaciones entre las energías de activación para la luminiscencia y la difusión, en este trabajo se presenta el estudio de estructuras bicapa depositadas por la técnica de pulverización catódica de radiofrecuencia con magnetrones sobre sustrato de silicio oxidados térmicamente. Las cuales fueron sometidas a diferentes tratamientos térmicos a temperaturas en un rango de 973 K-1273 K con tiempos entre 5 y 20 minutos. Después de cada tratamiento térmico las muestras fueron caracterizadas por refectividad de rayos X (XRR), catodoluminiscencia (CL) y espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (EDS). La luminiscencia de las muestras, estudiadas con CL, presenta cambios al variar el voltaje de aceleración de electrones (fuente de excitación), a partir de este experimento se obtiene la energía de activación para la luminiscencia. La difusión de terbio se investigó mediante EDS, y los coeficientes de difusión se extrajeron de un ajuste de datos a funciones basadas en la solución de la segunda ley de difusión de Fick. Una simple aproximación a la ley de Arrhenius permite determinar la energía de activación para la difusión.Ítem Acceso Abierto Convección generada por gradientes de densidad y tensión superficial en ondas químicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Motta Zorrilla, Bryan; Vásquez Rodríguez, Desiderio Augusto; Vilela Proaño, Pablo MartinEn las reacciones químicas oscilantes se pueden observar patrones de pulsos generados por el aumento y disminución de las concentraciones de los reactivos, los cuales se desplazan a través del sistema, este conjunto de pulsos químicos se les conoce como ondas químicas. Para el caso de la reacción Belousov-Zhabotinsky se generan ondas químicas con pulsos color azul en un sistema de color rojo. La presente tesis busca caracterizar los efectos convectivos generados por los gradientes de tensión superficial y densidad que generan una variación en el campo de velocidades, afectando a la propagación de las ondas químicas en la reacción Belousov-Zhabotinsky. Para esto nos basaremos en el modelo Oregonador de dos variables para describir la evolución de la concentración de las ondas químicas. Además, para completar el modelo se agregarán los efectos hidrodinámicos relacionados al gradiente de tensión superficial y densidad mediante el uso de las ecuaciones de Navier-Stockes de forma bidimensional. El problema consiste en modelar los efectos de los gradientes de tensión superficial y de densidad sobre las ondas químicas que se propagan en una tubería extensa de forma rectangular. Para describir los efectos emplearemos un tren de pulsos que se mueven en una caja rectangular con condiciones de frontera periódicas. De tal manera que al variar el tamaño de la caja se cambie la distancia entre los pulsos. Debido a la dirección que puede tomar la convección generada por los gradientes de tensión superficial y densidad se espera que las velocidades de propagación de los pulsos, la forma y la energía cinética dependa de que tan fuerte sean dichas convecciones. Además, se espera que existan diferentes efectos considerando si ambas convecciones están en la misma dirección o en dirección contraria, tales como el aumento de velocidad u oscilaciones en los pulsos.Ítem Acceso Abierto Quantum state tomography for a polarization-Path Two-Qubit optical system(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Ruelas Paredes, David Reinaldo Alejandro; Massoni Kamimoto, Eduardo RubénEn el área de los sistemas cuánticos abiertos, es común encontrar experimentos y modelos teóricos en los que el sistema de interés es representado por un cubit (sistema de dos niveles) y el entorno por otro cubit pese a que un entorno realista debería contener muchos más grados de libertad que el sistema con el que interactúa. No obstante, la simulación de entornos mediante un cubit es usual en la óptica cuántica, como también lo es la realización de evoluciones de sistemas de dos cubits. Los procedimientos utilizados para caracterizar los estados cuánticos producidos en el laboratorio son conocidos como tomografía de estados cuánticos. Existen algoritmos de tomografía para distintos tipos de sistemas. En esta tesis presentamos un dispositivo interferométrico que permite generar y hacer tomografía a un estado puro de un sistema de dos cubits: polarización y camino de propagación de la luz. Nuestra propuesta requiere 18 mediciones de intensidad para caracterizar cada estado. Ponemos a prueba nuestra propuesta en un experimento y contrastamos sus resultados con las predicciones teóricas.Ítem Acceso Abierto Convección de Marangoni en ondas químicas: efectos del inhibidor y activador(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019) Tupayachi Latorre, Rubén Alfredo; Vásquez Rodríguez, Desiderio Augusto; Vilela Proaño, Pablo MartinSe estudian los efectos de la convección de Marangoni en los frentes de onda de la reacción de Belousov-Zhabotinsky (BZ) en una región bidimensional rectangular con condiciones periódicas para diferentes dimensiones de dicha región rectangular. El modelo matemático utilizado en la descripción de BZ es el del Oregonador de dos variables [2], que describe la evolución de la concentración de las sustancias químicas involucradas, referidas como inhibidor y activador. Sin embargo, este modelo no toma en cuenta los cambios en las propiedades del fluido a causa de la propagación de la onda química, como es el caso de la densidad de masa o la tensión superficial. Es necesario incorporar al Oregonador las ecuaciones hidrodinámicas que describen el movimiento del fluido. En la presente tesis nos enfocaremos en los cambios referidos a la tensión superficial durante la reacción BZ. La convección de Marangoni depende del gradiente de tensión superficial. Esta puede ocurrir a favor o en contra del movimiento de la onda química, por lo que en la presente tesis se estudiarán ambos casos para diferentes dimensiones del dominio rectangular. Se espera que la tensión superficial generada por las diferentes contribuciones de las concentraciones del inhibidor y el activador de lugar a la convección de Marangoni. Esto se verá reflejado en la forma de los pulsos, la velocidad de propagación y la energía cinética.Ítem Acceso Abierto Exploratory analysis for the identification of false banknotes using portable X-ray fluorescence spectrometer(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-11-15) Zamalloa Jara, Marco Antonio; López Herrera, María ElenaEl objetivo de este estudio fue verificar si un espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X (pXRF) puede reconocer las marcas de seguridad de los billetes originales que pueden ser reproducidas por los falsificadores. Se estudiaron billetes peruanos: 4 genuinos y 3 falsos, en 11 puntos de análisis cada uno, correspondiendo a 77 conjuntos de datos. El análisis de correlación de espectros entre los billetes originales fue 1.0, y no hubo correlación con los billetes falsos. El pXRF demuestra que dos marcas de seguridad fueron reproducidas por los falsificadores.Ítem Acceso Abierto Estudio del radón 222 y su progenie proveniente del suelo en la estación meteorológica Hipólito Unanue–PUCP(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-09) Torres Maldonado, Jordi Oscar; López Herrera, María ElenaEl estudio de la presencia del gas radón y su progenie en sitios relacionados con actividades de perforación de suelos como en ingeniería civil, arqueología, geología, minería, etc. es de interés actual, considerando que los trabajos que se realizan asociados a estas actividades son principalmente de excavación y remoción del suelo. Estas actividades originan que la salida de este gas desde el suelo se acentúe y se sume a la contribución producida por vibraciones naturales de los suelos. Se considera que la población o especialistas involucrados en estas actividades, están más expuestos a este gas radiactivo, debido a que la exposición es mayor que la que se produce en cualquier ambiente cotidiano. Como tema de la presente investigación, se plantea hacer un estudio del gas radón y su progenie proveniente del suelo en la Estación Meteorológica Hipólito Unanue (EMHU), localizada cerca al Muro Inca, zona arqueológica protegida que atraviesa el campus de la PUCP en la ciudad de Lima. La zona es elegida por su cercanía y fácil acceso para realizar las mediciones contando con los permisos respectivos y con el compromiso de no dañar o alterar los sitios de estudio. Mediante la técnica de huellas nucleares, con una metodología propia, se detecta el gas radón y su progenie proveniente del suelo, a diferentes alturas en pozos construidos para tal fin. El objetivo principal, es la medición de la concentración de radón a diferentes alturas que nos permite estudiar el proceso de exhalación de este gas desde el suelo. También se busca determinar si los niveles de radón están dentro de los niveles aceptables para la zona de estudio.Ítem Acceso Abierto Medición de la progenie del radón en muestras de polvo ambiental(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-06-07) Toribio Calero, Jessica Beatriz; López Herrera, María ElenaEl gas radón (Rn 222) decae a polonio (Po 218) y este a su vez decae en otros elementos radiactivos llamados progenie del radón, que son sólidas. Durante el decaimiento se emiten partículas radioactivas ionizantes alfa o beta, las que pueden causar efectos en la salud, estas causan daños a nivel de ADN, ARN, etc. El poder de penetración de las partículas alfa es pequeño no, pueden ser detenidas por la epidermis de la piel que actúa como blindaje para el cuerpo, pero si ingresan al organismo por inhalación de aire con progenie adherida al polvo, pueden causar problemas, al ser retenidas en el tracto respiratorio de manera indefinida. En este trabajo, se propone una metodología para detectar partículas alfa de la progenie del radón adherida al polvo acumulado en lugares con baja ventilación. Utilizando un sistema portátil diseñado y ensamblado para este propósito, inicialmente se acumula polvo en un filtro, el cual es colocado en una c amara de difusión con dimensiones ajustadas al volumen efectivo asociado a este tipo de emisores alfa y al detector. Partículas de polvo con progenie adherida, emiten a su vez, partículas alfa que son registradas usando detectores de trazas nucleares de estado sólido SSNTD. En esta investigación, se eligen áreas bajo condiciones especiales como poca ventilación, acumulación de polvo, etc.; se contrasta con un detector testigo para discernir de las huellas registradas por las alfas del gas radón. Se busca que los resultados del estudio pueden ser útiles más adelante para plantear soluciones que ayuden a disminuir la contaminación ambiental producida II por estos elementos radiactivos de origen natural perjudiciales a la salud. Aplicando la metodología desarrollada en esta tesis, se encuentra que los mejores resultados de registro de la progenie del radón se obtienen usando una bomba de alto caudal para recolectar polvo en un filtro de poro del orden de micras y con el detector CR-39 dentro de un casete ajustable. El detector permanece expuesto durante todo el procedimiento de acumulación de polvo ambiental que es de 3 horas.
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