RICARDO FERREIRA IANELLI
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Artigo IPEN-doc 29076 Nickel electrodeposition in LEU metal foil annular targets to produce Mo-992022 - IANELLI, RICARDO F.; SALIBA-SILVA, ADONIS M.; TAKARA, ERIKI M.; GARCIA NETO, JOSE; SOUZA, JOSE A.B.; CARVALHO, ELITA F.U. de; DURAZZO, MICHELANGELOThe most used production route of Mo-99 is through the fission of U-235 in irradiation targets that are irradiated in research reactors. The annular target is a promisor design since it can incorporate high U-235 quantities, thus increasing the production yield of Mo-99. This target type uses a foil of uranium metal enveloped by a thin nickel foil that acts as a diffusion barrier. The process of uranium enveloping with nickel foil is today done manually. This operation risks the nickel foil breaking up during target assembling. In the present work, we studied the nickel electrodeposition over uranium metal foil surfaces to replace nickel foils. A pre-forming procedure of the uranium metal foil by calendering was developed to facilitate the assembling operation. The electrodeposition was done over the uranium foil pre-conformed in a tubular shape. An automated apparatus for electrodeposition of nickel in uranium tubular-shaped foil was developed. The results showed that the high nickel adherence to uranium metal depends on the proper activation of the uranium surface. Among the activation processes studied, the mechanical activation showed good adhesion of the nickel layer, with a loss of only 0.16% of uranium mass. Homogeneous and regular 12 μm thickness electrodeposited layers over the uranium metal were obtained. This work showed that the process could be used in continuous production technology, such as the production of irradiation targets.Artigo IPEN-doc 28427 Manufacturing LEU-foil annular target in Brazil2022 - DURAZZO, MICHELANGELO; SOUZA, JOSE A.B.; IANELLI, RICARDO F.; TAKARA, ERIKI M.; GARCIA NETO, JOSE S.; SALIBA-SILVA, ADONIS M.; CARVALHO, ELITA F.U. deMolybdenum-99 is the most important isotope because its daughter isotope, technetium-99m, has been the most used medical radioisotope. The primary method used to produce Mo-99 derives from the fission of U-235 incorporated in so-called irradiation targets. Two routes are being developed to make Mo-99 by fissioning with low enriched uranium (LEU) fuel. The first adopts UAlx-Al dispersion plate targets. The second uses uranium metal foil annular targets. The significant advantage of uranium foil targets over UAlx-Al dispersion targets is the high density of uranium metal. This work presents the experience obtained in the development of the uranium metal annular target manufacturing steps. An innovative method to improve the procedure for assembling the uranium foil on the tubular target was presented. The experience attained will help the future production of Mo-99 in Brazil through the target irradiation in the Brazilian Multipurpose Reactor (RMB).Dissertação IPEN-doc 26566 Eletrodeposição de níquel sobre folhas finas de urânio metálico destinadas a alvos de irradiação para produção de 99Mo2019 - IANELLI, RICARDO F.Atualmente, o radioisótopo mais comum na área de diagnósticos em medicina nuclear é o tecnécio-99 metaestável (99mTc), que, hoje está presente em mais de 80% dos diagnósticos nucleares por imagem, em todo mundo. Por ter uma meia-vida pequena, o 99mTc precisa chegar ao consumidor final na forma de seu isótopo-mãe, o molibdênio 99 (99Mo). Uma das rotas de produção deste isótopo se dá por meio de fissão de alvos tubulares de folhas finas de urânio metálico com baixo enriquecimento. O processo de fabricação desse alvo consiste em utilizar folhas finas de urânio metálico enriquecido a 20% em 235U, com espessura de 125 μm. Essa folha fina de urânio é envolvida em uma folha de níquel (14 μm), que atua como barreira para os produtos de fissão, e evita o caldeamento entre o urânio e o invólucro tubular de alumínio no qual este conjunto é montado. Esse invólucro consiste em dois tubos concêntricos, um interno, no qual é usinado um rebaixo para acomodar o conjunto de folha fina U-Ni e um outro externo no qual todo esse conjunto é inserido. O conjunto tem o seu diâmetro interno expandido mecanicamente para tornar a transferência térmica mais adequada durante a irradiação. O invólucro é selado por soldagem. Assim, o alvo após a montagem, está preparado para irradiação neutrônica no reator. Esse processo de montagem de alvos já foi estudado em diversos países, porém, o processo de envelopamento do urânio em uma folha fina de níquel e montagem do alvo é, hoje, feito manualmente. Tecnologicamente, isso impõe um risco da folha de níquel se romper promovendo o contato entre o urânio e o alumínio do invólucro. No presente estudo, analisa-se a possibilidade do uso de eletrodeposição de níquel sobre a folha fina de urânio, para substituir o uso de folhas de níquel. Isso torna o processo mais viável do ponto de vista produtivo. Desenvolveu-se um sistema próprio de conformação das folhas finas de urânio antes da eletrodeposição através de calandragem. Trabalhou-se com diversos procedimentos de preparação da superfície de urânio para receber a cobertura de níquel através de eletrodeposição tradicional. Desenvolveu-se um equipamento automatizado de translação de folha fina conformada de urânio na forma de um eletrodo rotacional. Assim, obtiveram-se recobrimentos homogêneos e com espessura regular sobre a folha fina de urânio. Os resultados também indicam que a eletrodeposição de níquel sobre urânio com alta aderência do níquel ao urânio depende da devida ativação da superfície de urânio, podendo ser química, eletroquímica ou até mesmo mecânica. Esse trabalho registra que esse processo foi desenvolvido e poderá ser utilizado em tecnologia de produção continuada, tais como, a produção de alvos de irradiação para o Reator Multipropósito Brasileiro (RMB)