DANILO LOPES COSTA E SILVA
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Resumo IPEN-doc 30003 Remoção de césio-137 em efluentes por adsorção em zeólita A sintetizadas a partir das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar2023 - ARAUJO, M.S.; COSTA E SILVA, D.L.; IZIDORO, J.; MELLO-CASTANHO, S.; FUNGARO, D.A.Em decorrência do uso crescente de tecnologias com atividade nuclear, está a geração de rejeitos contaminados, em particular, os efluentes os quais representam grandes volumes de água contendo radionuclídeos ainda ativos em dispersão. Dentre os radionuclídeos gerados, o césio-137 (137Cs) está entre os mais preocupantes pelo fato de ser um emissor de raios gama e, ser também, um dos isótopos mais abundantes nos rejeitos radioativos da atividade nuclear e possuir meia-vida relativamente longa (30,4 anos). Atualmente, a adsorção é um dos métodos mais atraentes para a retenção de 137Cs em termos do bom desempenho de remoção de maneira segura. Vários materiais adsorventes inorgânicos têm sido amplamente utilizados, tendo destaque as zeólitas, que devido ao seu alto grau de cristalinidade, garantem maior seletividade e eficiência na adsorção em comparação a outros materiais como alumina, sílica gel e carvão ativo. Ainda, a possibilidade de ser sintetizada a partir de resíduos como as cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, a torna um material de baixo custo. Desta forma, a presente pesquisa foi conduzida por meio do estudo da adsorção de uma solução de cloreto de césio por zeólita A sintetizada a partir das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar e do impacto dos íons de Cs+ adsorvidos em sua estrutura cristalina. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas a fim de avaliar sua composição química, tamanho de partícula, estrutura cristalina e comportamento térmico. Os resultados indicam a obtenção de zeólita tipo NaA de alta pureza e com elevada capacidade de adsorção. Ainda, o teor de sódio presente na zeólita foi completamente substituído pela troca iônica de íons de Na+ por íons de Cs+. Portanto, o material sintetizado é uma solução promissora para o tratamento e remoção de césio-137 em efluentes gerados contaminados.Resumo IPEN-doc 29757 Influência do nióbio na estrutura de vidros borossilicatos para uso nuclear2022 - MELLO-CASTANHO, S.; SILVA E COSTA, D.L.; FUNGARO, D.A.; VICENTE, R.; BORTOLOME, J.F.A imobilização de rejeitos radioativos em vidros é uma técnica utilizada em muitos países que possuem programas de energia nuclear, constituindo uma importante rota de tratamento dos rejeitos radioativos de alta atividade, resultantes do reprocessamento do combustível nuclear. Este trabalho estuda a utilização de uma matriz vítrea com a adição de óxido de nióbio para a aplicação futura em imobilização de rejeitos radioativos de média e alta atividade. O estudo foi conduzido a partir de formulações de composições contendo teores de até 8,0 % em mol de Nb2O5 no sistema SiO2-Na2O-CaOB2O3-Al2O3. A funcionalidade do nióbio na estrutura de rede foi avaliada por meio de técnicas espectrométricas, de ensaios de irradiação ? e ? e de resistência hidrolítica, os quais forneceram informações importantes sobre a atuação do óxido na estrutura vítrea. Os resultados obtidos demonstram que a composição selecionada apresenta as especificações adequadas para incorporar e imobilizar elementos de radionuclídeos em sua estrutura de rede em nível atômico. Estas considerações foram obtidas utilizando-se as técnicas: espectroscopia vibratória no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia por ressonância magnética nuclear com rotação em ângulo mágico (MAS-RMN), análise térmica diferencial (ATD), irradiação por fontes de 241Am e por acelerador de feixe de elétrons (60Co) e ensaios de resistência hidrolítica. Os materiais vítreos obtidos são perfeitamente compatíveis com a aplicação proposta de imobilização de rejeitos radioativos por possuírem:superior estabilidade à radiação nuclear e notável resistência química. As pesquisas aqui desenvolvidas tiveram o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, projeto n. 2018/10114-7.Tese IPEN-doc 27512 Desenvolvimento de vidros pertencentes ao sistema SiO2-Na2O-CaO-B2O3-AI2O3 com adição de Nb2O5 para a imobilização de rejeitos radioativos2020 - SILVA, DANILO L.C. eA imobilização de rejeitos radioativos em vidros é uma técnica utilizada em muitos países que possuem programas de energia nuclear, constituindo uma importante rota de tratamento dos rejeitos radioativos de alta atividade, resultantes do reprocessamento do combustível nuclear. Entretanto, problemas envolvendo a produção e a integridade das matrizes vítreas para essa aplicação ainda levantam muitas questões a serem respondidas. Este trabalho estuda a otimização de uma matriz vítrea com a adição de óxido de nióbio para a aplicação futura em imobilização de rejeitos radioativos de média e alta atividade. O estudo foi conduzido a partir de formulações de composições contendo teores de até 7,8 % em mol de Nb2O5 no sistema SiO2-Na2O-CaO-B2O3-Al2O3. A funcionalidade do nióbio na estrutura de rede foi avaliada por meio de técnicas espectrométricas, de ensaios de irradiação α e β, ensaios mecânicos e de resistência hidrolítica, os quais forneceram informações importantes sobre a atuação do óxido na estrutura, bem como do impacto causado por sua presença nas propriedades estudadas. A estrutura dos vidros obtidos é similar à do vidro silicato soda-cal, possibilitando a incorporação e imobilização de elementos na rede. Foram obtidos materiais vítreos perfeitamente compatíveis com a aplicação proposta de imobilização de rejeitos radioativos por possuírem: superior estabilidade à radiação nuclear, alta resistência à cristalização, alta trabalhabilidade de conformação, resistência mecânica adequada e notável resistência química.Artigo IPEN-doc 23328 Vitrificação de metais de transição: A estabilidade química no sistema quaternário Na2O-CaO-SiO2-RxOy2017 - SILVA, A.C.; ARAUJO, M.S.; COSTA E SILVA, D.L.; MELLO-CASTANHO, S.R.H.A estabilização de resíduos industriais contendo metais de transição por meio de processos de vitrificação é de relevância tanto para a saúde pública como a ambiental. O sucesso destas ações depende de que material resultante apresente a necessária estabilidade química frente a meios corrosivos. Uma vez dispersos na massa vítrea fundida, os metais de transição podem assumir coordenações que lhes permite tomar parte na estrutura vítrea resfriada. Desta forma os óxidos destes metais (Cr, Ni, Cu, Zn) considerados genericamente como RxOy, interagem com os óxidos do sistema CaO:Na2O:SiO2, resultando no sistema quaternário CaO:Na2O:SiO2:RxOy, no qual composições adequadamente formuladas podem apresentar apreciável resistência química. No presente trabalho uma composição de matriz vítrea CaO:Na2O:SiO2 (10:30:60 em massa percentual) recebeu adições de metais de transição RxOy provenientes de resíduos industriais (Lama Galvânica) entre 10 e 40 % em massa, de modo a iniciar a exploração da região na qual a incorporação de RxOy no sistema CaO:Na2O:SiO2:RxOy incremente a resistência química. Tal estudo visa iniciar a construção de uma adequada ferramenta para a formulação de vidros contendo metais de transição. Os vidros foram obtidos por fusão (1500°C) em cadinhos de alumina seguida de “Quenching” em molde de aço. A caracterização dos vidros foi realizada por difração de raios-x (DRX), por infravermelho na transformada de Fourier (FTIR) e resistência hidrolítica. Os resultados indicaram alterações na distribuição entre as espécies de sílica Q3 e Q2 na rede vítrea e o aumento da estabilidade química em função da incorporação do RxOy.Dissertação IPEN-doc 20953 Filmes finos de carbono depositados por meio da técnica de magnetron sputtering usando cobalto, cobre e níquel como buffer-layers2015 - COSTA e SILVA, DANILO L.Neste trabalho, foram produzidos filmes finos de carbono pela técnica de magnetron sputtering usando substratos monocristalinos de alumina com plano-c orientado em (0001) e substratos de Si (111) e Si (100), empregando Co, Ni e Cu como filmes intermediários (buffer-layers). As deposições foram conduzidas em três etapas, sendo primeiramente realizadas com buffer-layers de cobalto em substratos de alumina, onde somente após a produção de grande número de amostras, foram então realizadas as deposições usando buffer-layer de cobre em substratos de Si. Em seguida foram realizadas as deposições com buffer-layers de níquel em substratos de alumina. A cristalinidade dos filmes de carbono foi avaliada por meio da técnica de espectroscopia Raman e complementarmente por difração de raios X (DRX). A caracterização morfológica dos filmes foi feita por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV E FEG-SEM) e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Picos de DRX referentes aos filmes de carbono foram observados apenas nos resultados das amostras com buffer-layers de cobalto e de níquel. A espectroscopia Raman mostrou que os filmes de carbono com maior grau de cristalinidade foram os produzidos com substratos de Si (111) e buffers de Cu, e com substratos de alumina com buffer-layers de Ni e Co, tendo este último uma amostra com o maior grau de cristalinidade de todas as produzidas no trabalho. Foi observado que o cobalto possui menor recobrimento sobre os substratos de alumina quando comparado ao níquel. Foram realizados testes de absorção de íons de Ce pelos filmes de carbono em duas amostras e foi observado que a absorção não ocorreu devido, provavelmente, ao baixo grau de cristalinidade dos filmes de carbono em ambas amostras.