Teste mecanice asupra pielii iradiate gamma

Ion Bogdan LUNGU1, Lucretia MIU2, Mihalis CUTRUBINIS1, Ioana STANCULESCU1,3 1 Horia Hulubei National Institute for R&D in Physics and Nuclear Engineering (IFIN-HH) 2 National Research and Development Institute for Textile and Leather (INCDTP), ICPI Division 3 University of Bucharest, Department of Physical Chemistry

CONTRIBUTII IFIN-HH LA STUDIUL SI CONSERVAREA PATRIMONIULUI CULTURAL – 2018

Workshop dedicat centenarului ROMANIEI si Anului European al

Patrimoniului

Teste mecanice

Piele de vitel

INCDTP-ICPI Tabacire –

extract din lemn quebracho

• Masina de testare Tinius Olsen – celula de forta 5 kN; • Stanta: ISO 37 tip 4;

• Laboratorul INCDTP-ICPI este acreditat “RENAR”.

Teste mecanice

Materialele naturale – foarte eterogene;

Obiective: 1. Caracterizarea fortei la rupere

(N/mm2) conform anatomiei topografice;

2. Caracterizarea fortei la rupere(N/mm2) corelata cu doza de iradiere (kGy).

Teste mecanice

• Eterogenitatea depinde de = anatomie and prelucrare; • Probele au fost colectate din zona coloanei vertebrale; • Directia– perpendiculara pe coloana vertebrala;

Teste mecanice

Forta la rupere vs. anatomia topografica

Datorita dimensiunii mici a stantei, variatia in grosimea a probelor a fost foarte mica.

Serie Grosime (valoare medie) (mm)

Coef. de variatie

Eroarea mediei

1 1.02 0.03 0.01 2 1 0.04 0.01 3 1 0.04 0.01 4 1 0.04 0.01

Forta la rupere vs. anatomia topografica

Seria 1 Grosime (mm) Fmax (N/mm2)

Media (mm) 1,021 12,98

Dev Std (mm) 0,028 1,433

Eroarea medie (mm) 0,009 0,453

Seria 2

Thickness (mm) Fmax (N/mm2)

Media (mm) 0,999 11,87

Dev Std (mm) 0,041 0,973

Eroarea medie (mm) 0,013 0,308

Forta la rupere vs. anatomia topografica

Seria 3 Grosime (mm) Fmax (N/mm2)

Media (mm) 1,002 11,63

Dev Std (mm) 0,038 1,390

Eroarea medie (mm) 0,012 0,439

Seria 4 Grosime (mm) Fmax (N/mm2)

Media (mm) 1,003 10,673

Dev Std (mm) 0,039 1,249

Eroarea medie (mm) 0,012 0,395

Forta la rupere vs. anatomia topografica

- Curba descrescatoare ce indica scaderea valorii fortei la rupere odata cu departarea fata de coloana vertebrala;

- Variatia grosimii este foarte mica (0,999-1,003) (mm).

Forta la rupere vs. doza de radiatii

Seria nr.

Dose (kGy) Proba nr.

1 0 0,1 1,1 2,1 3,1 4,1 5,1 6,1 7,1 8,1 9,1 2 3 0,2 1,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 9,2 3 6 0,3 1,3 2,3 3,3 4,3 5,3 6,3 7,3 8,3 9,3 4 10 0,4 1,4 2,4 3,4 4,4 5,4 6,4 7,4 8,4 9,4 5 0 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 6 15 0,6 1,6 2,6 3,6 4,6 5,6 6,6 7,6 8,6 9,6 7 20 0,7 1,7 2,7 3,7 4,7 5,7 6,7 7,7 8,7 9,7 8 25 0,8 1,8 2,8 3,8 4,8 5,8 6,8 7,8 8,8 9,8 9 0 0,9 1,9 2,9 3,9 4,9 5,9 6,9 7,9 8,9 9,9

10 35 0,1 1,10 2,10 3,10 4,10 5,10 6,10 7,10 8,10 9,10 11 50 0,11 1,11 2,11 3,11 4,11 5,11 6,11 7,11 8,11 9,11 12 100 0,12 1,12 2,12 3,12 4,12 5,12 6,12 7,12 8,12 9,12 13 0 0,13 1,13 2,13 3,13 4,13 5,13 6,13 7,13 8,13 9,13

Forta la rupere vs. doza de radiatii

Rezultate in intervale de doza: 1. 0 kGy (proba martor) (poz. 1) - 3 kGy

- 6kGy -10 kGy – 0 kGy (proba martor) (poz. 2);

2. 0 kGy (proba martor) (poz. 2) – 15

kGy – 20 kGy – 25 kGy - 0 kGy (proba martor) (poz.3);

3. 0 kGy (proba martor) (poz. 3) – 35

kGy – 50 kGy – 100 kGy - (proba martor) (poz. 4).

Forta la rupere vs. doza de radiatii

• 0 kGy (proba martor) (1) - 3 kGy - 6kGy -10 kGy – 0 kGy (proba martor) (2);

• Curba crescatoare 3 – 10 (kGy);

• Teoretic apare reticulare, cu toate ca exista o curba descrescatoare ce ia in calcul eroarea mediei.

Seria

F max (N/mm2)

Grosime (mm)

Eroarea mediei

(valori medii) (valori medii)

0 kGy 12,98 1,02 0,45 3 kGy 12,14 1,02 0,52 6 kGy 12,23 1,01 0,71 10 kGy 12,46 1,00 0,45 0 kGy 11,87 1,00 0,31

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 kGy 3 kGy 6 kGy 10 kGy 0 kGy

Fmax (N/mm2)

Thickness (mm)

Linear (Fmax (N/mm2))

Forta la rupere vs. doza de radiatii

- 0 kGy (proba martor) (2) - 15 kGy - 20kGy - 25 kGy – 0 kGy (proba martor) (3);

- Curba descrescatoare 15 – 25 (kGy);

- Pentru 15 (kGy), valoarea mediei Fmax se plaseaza intre valorile probelor martor in pozitia 2-3– niciun efect al dozei de radiatii;

- Pentru 20 to 25 (kGy), valoarea mediei Fmax se plaseaza sub valorile probelor martor in pozitia 2-3– efect degradativ al radiatiei;

Seria

F max (N/mm2)

Grosime (mm)

Eroarea mediei

(valori medii) (valori medii)

0 kGy 11,87 1,00 0,31 15 kGy 11,78 0,98 0,26 20 kGy 11,25 1,00 0,31 25 kGy 11,01 0,99 0,28 0 kGy 11,63 1,00 0,44

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 kGy 15 kGy 20 kGy 25 kGy 0 kGy

Fmax (N/mm2)

Thickness (mm)

Linear (Fmax (N/mm2))

Forta la rupere vs. doza de radiatii

- 0 kGy (proba martor) (3) - 35 kGy - 50kGy - 100 kGy – 0 kGy (proba martor) (4);

- Curba descrescatoare 35 – 100 (kGy);

- Pentru 50 to 100 (kGy), valoarea mediei Fmax se plaseaza sub valorile probelor martor in pozitia 3-4– efect degradativ al radiatiei;

Batches

F max (N/mm2)

Thickness (mm) Std error

(average values)

(average values) (Fmax)

0 kGy 11,63 1,00 0,44 35 kGy 11,15 1,00 0,38 50 kGy 10,35 1,01 0,39 100 kGy 10,14 1,01 0,36 0 kGy 10,67 1,00 0,39

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 kGy 35 kGy 50 kGy 100 kGy 0 kGy

Fmax (N/mm2)

Thickness (mm)

Linear (Fmax (N/mm2))

Concluzii

Dimensiunile mici ale stantei si numarul mare de probe a condus la limitarea variatiei valorii pentru grosimea probelor, implicit eroarea medie;

Se observa o descrestere naturala a fortei la rupere pe masura ce probele sunt colectate mai departe de coloana vertebrala, catre poale;

Teoretic (cel mai optimist scenariu), se observa reticulare obtinuta la doze intre 3 – 10 (kGy) sau niciun efect indus de radiatii, datorita curbei descrescatoare trasata intre cele 2 probe martor, poz. 1 – poz. 2;

Niciun efect degradativ clar pentru 15 kGy; Efect degradativ al radiatiei de la 25 la100 (kGy); Testele mecanice trebuie comparate cu rezultatele

testelor analitice pentru a valida sau invalida rezultatele obtinute.

VA MULTUMESC PENTRU ATENTIE!