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FACTORES DE CORRECIÓN _{^{kfclin,fmsrQclin,Qmrs}} DE CENTELLADORES PLÁSTICOS Y OTROS DETECTORES ESTEREOTÁTICOS PARA CAMPOS SUB-CENTIMÉTRICOS DE FOTONES USANDO MONTE CARLO

Abstract The goals of this work are: (1) To evaluate a plastic scintillation detector and other stereotactic dosimeters for measuring output factors, dose profiles and percent depth dose curves of small and sub-centimeter radiation fields and (2) to obtain tables ofcorrection factors based on Monte Carlo simulations using codes BEAMnrc and DOSXYZnrc. Tables of output ratios and dose profiles for radiation fields conformed by a micro-multileaf collimator were obtained for the stereotactic detectors: 1) Standard Imaging W1 Exradin Plastic Scintillation Detector with 1 mm diameter and 3 mm length, 2) PTW dosimetry diode E type 60017 with 1.13 mm diameter and 30 μm thickness and 3) PTW Pinpoint 31016 3D ionization chamber with 3.13 mm diameter. Monte Carlo BEAMnrc simulations were performed for the 6 MeV energy of a Varian Clinac iX linear accelerator with the micro-multileaf collimator attached to its gantry. The DOSXYZnrc Monte Carlo code was used to calculate the output factorsand the dose profiles in a virtual water phantom by means of the phase space file obtained from the BEAMnrc simulation. Thefactor tables presented in this work show that for field sizes with radius larger than the range of secondary charged particles, the corrections for the set of detectors are lower than 7 % compared with Monte Carlo calculations. However, for sub-centimeter radiation fields, the corrections are about of 23 % for the PTW Pinpoint ionization chamber and up to 12 % for the rest of detectors.

Resumen Los objetivos de este trabajo son (1) Evaluar un detector de centelleo plástico y otros dosímetros estereotácticos para medir factores de output, perfiles de dosis y curvas de dosis en profundidad de campos de radiación pequeños y subcentimétricos y (2) Obtener tablas de factores de correction, tomando como base simulaciones Monte Carlo usando los códigos BEAMnrc y DOSXYZnrc. Se obtuvieron tablas de razones de output y perfiles de dosis para campos de radiación conformados por un colimador micro-multiláminas por medio de los detectores estereotacticos: 1) Detector de centelleo plástico marca Standard Imaging Exradin W1 con 1 mm de diámetro y 3 mm de longitud, 2) Diodo dosimetrico de electrones marca PTW tipo 60017E con 1.13 mm de diámetro y 30 micrómetros de espesor, 3) Microcámara de ionización 3D marca PTW tipo pinpoint 31016 con 3.13 mm de diámetro. Se realizaron simulaciones mediante el código de Monte Carlo BEAMnrc del acelerador lineal de marca Varian Clinac iX para su energía en fotones de 6 MeV con un colimador adicional micromultiláminas acoplado al gantry. El código de Monte Carlo DOSXYZnrc se usó para calcular los valores de output factor denotados comoy los perfiles de dosis en un fantoma virtual de agua y por medio del archivo de espacio de fase obtenido de la simulaciáon BEAMnrc. Las tablas de los factorespresentadas en este trabajo muestran que para tamaños de campo de radiacioán con radios mayores que el rango de las partículas cargadas secundarias, las correcciones para el conjunto de detectores son menores al 7 % comparados con los cálculos de Monte Carlo. Sin embargo, para campos de radiación sub-centimétricos, las correcciones son de alrededor del 23 % para la cámara de ionización Pinpoint PTW 31016 y hasta del 12 % para el resto de los detectores.

DEPENDENCIA DEL GAP FOTÓNICO CON EL RADIO DE LAS HUELLAS EN NANOESTRUCTURAS DE TiO ₂

Abstract We study the evolution of the photonic gap present in TiO2 traces, these structures appear in the Ti-TiO2 interface during titania nanotubes formation. Traces can be modeled like photonic crystal because the dielectric function varies periodically in a bi-dimensional space. We conducted a theoretical study based on experimental measurements in traces of TiO2. The study was developed using a plane wave expansion method. This work is a first attempt to introduce photonic gap engineering, which could have technological interests.

Resumen Se estudió la evolución de la brecha de frecuencias fotónicas presente en las huellas de TiO2, estas estructuras aparecen en la interfaz Ti-TiO2 durante la formación de nanotubos de óxido de titanio. Las huellas se pueden modelar como un cristal fotónico debido a que la función dielectrica varía periodicamente en un espacio bi-dimensional. Hemos llevado a cabo un estudio teórico sobre la base de mediciones experimentales en las huellas de TiO2. El estudio se desarrolló mediante el uso del método de expansión en ondas planas. Este trabajo es un primer intento para introducir una ingeniería de brecha fotónica, lo cual puede tener interés tecnológico.

ESTUDIO TEÓRICO DEL FERROMAGNETISMO DE LA SUPERFICIE m-GaN DOPADA CON Mn

Resumen Se realizaron cálculos de primeros principios para estudiar las propiedades estructurales, electrónicas y magnéticas de la superficie m-GaN dopada con manganeso (Mn). Este dopaje genero un momento magnético total de 4 μ B debido a la interacción de los estados 2p-N y 3d-Mn. Se encontro que el dopaje de Mn es responsable del 82 % de la magnetización total de la superficie. Además, el dopaje generó cambios estructurales en la superficie y se evidenciaron en las distancias entre las capas atómicas "d12, d23, d34, d45". La superficie mostro propiedades de metal y semiconductor simultáneamente, estos materiales son llamados "half-metalic", dependiendo de la polarización del espín. Se determinó la posición sustitucional del dopaje más estable energéticamente, asó mismo se observó que este dopaje generó menos cambios estructurales como lo muestran los porcentajes de cambio en las distancias entre capas atómicas "Δd12, Δd23, Δd34, Δd45".

Abstract First principles calculations were performed to study the structural, electronic and magnetic properties of the surface of m-GaN doped with manganese (Mn). This doping generated total magnetic moment 4 μ B due to interaction of the 2p-N and Mn 3d-states. It was found that doping of Mn is responsible for 82 % of the total magnetization of the surface. In addition, doping generated structural changes in the surface which were evident in the distances between the atomic layers "d12, d23, d34, d45". The surface showed metal and semiconductor properties simultaneously. These materials are called "half-metalic" depending on the spin polarization. Substitutional position of the most stable energy doping was determined, and was observed that doping generated less structural changes as that shown by the changes in the distance between atomic layers "Δd12, Δd23, Δd34, Δd45".

LAS CELDAS SOLARES COMO ALTERNATIVA PEDAGÓGICA EN LA ENSEÑANZA DE LA ELECTRICIDAD

Resumen En este trabajo se usan las celdas solares para enseñar a los estudiantes de educación media los conceptos básicos de electricidad y la importancia del uso de fuentes de energía renovable y no contaminante para generar electricidad. Para lograr estos objetivos se diseñó y desarrollo un programa de actividades pedagógicas en el cual se usaron diferentes metodologías y se llevaron a cabo varias actividades dentro del proceso de enseñanza-aprendizaje. Las actividades desarrolladas permitieron enseñar a las nuevas generaciones las ventajas de usar la energía solar para obtener energía eléctrica, con respecto al uso de fuentes de energía no renovables que principalmente se usan en la actualidad. Mediante el funcionamiento de un dispositivo de alta tecnología como la celda solar, se enseñaron los conceptos de corriente eléctrica, voltaje, resistencia y potencia eléctrica. La enseñanza de los conceptos de electricidad de esta forma novedosa constituye un ejemplo de innovación en el proceso de enseñanza-aprendizaje en el nivel de educación secundaria, que involucra el fomento del uso de energías provenientes de fuentes renovables en la enseñanza tradicional. El aprendizaje y la motivación de los estudiantes se evidenciaron en el desarrollo de proyectos escolares en los cuales utilizaron las celdas solares.

Abstract In this work, solar cells are used to teach middle school students the basic concepts of electricity and the importance of using renewable and clean energy sources to generate electricity. To achieve these objectives, a program of pedagogical activities was designed and developed in which different methodologies were used and several activities were carried out within the teaching-learning process. The activities taught the new generations the advantages of using solar energy to obtain electricity, over the use of non-renewable energy sources that are mainly used today. Through the operation of a high technology device such as the solar cell, concepts of electric current, voltage, resistance and electrical power were taught. Teaching of electricity concepts in this novel way is an example of innovation in the teaching-learning process at the level of secondary education, which involves the promotion of the use of energy from renewable sources in traditional teaching. Learning and motivation of students were evidenced in the development of school projects in which they used the solar cells.

DISEÑO, CONSTRUCCION E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA DE ADQUISICIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS PARA LA ENSEÑANZA DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO EN EL LABORATORIO

Resumen Los equipos y prototipos disponibles en Colombia para la enseñanza de la física a nivel medio y superior, son por norma costosos, imposibles de actualizar y/o adecuar a diferentes necesidades y soportados en otros idiomas diferentes al español entre otras limitantes, razón por la cual se diseña y construye un sistema que cubra las necesidades básicas de un curso de física experimental, que en contraste con los importados sea económico, con hardware y software libre que es fácil de actualizar y/o adecuar a las necesidades puntuales de cualquier curso o profesor. A manera de ejemplo, se comparten los resultados obtenidos con estudiantes de la Universidad del Valle sede Tuluá, en la cual se hizo el experimento llamado "Teorema del trabajo y la energía mecánica", usando el sistema descrito en este documento.

Abstract The equipment and prototypes available in Colombia for the teaching of physics at the intermediate and higher level, are normally expensive, impossible to update and/or adapt to different needs and supported in languages other than Spanish among other limitations This is why a new system is designed and constructed that covers the basic needs of an experimental physics course, in contrast to the imported one, with hardware and free software easier to update and/or adapt to the specific needs of any course or teacher. As example, we show the results obtained with students of the Universidad del Valle (Tuluá), in the experiment called "Mechanical Work Theorem" which was carried out, using the system described in this document.