Submissões recentes

  • IPEN-DOC 28973

    ANDRADE, IZABEL da S. ; ARAUJO, ELAINE C. ; CORREA, THAIS ; MACEDO, FERNANDA de M ; LANDULFO, EDUARDO . Spatial-temporal analysis of NO2 in the Metropolitan Region of São Paulo. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 68-68.

    Abstract: Nowadays, several methods of monitoring air pollutants exist, however few allow a large spatial and temporal coverage. Sentinel-5P is a satellite dedicated to atmospheric monitoring with a high spatial-temporal resolution, offering a large data of miscellaneous chemical species. Nitrogen oxides (NO and NO2), emitted by anthropogenic activities into the atmosphere - in large urban centers their main emitting source is vehicles - need particular attention, , in addition to being primary pollutants, they are precursors for formation of other chemical species due to photochemical reactions, mainly tropospheric ozone. These photochemical interactions of NOX stimulate to reduce its lifetime in the atmosphere. Furthermore, these pollutants are used as air quality indexes. The Metropolitan Region of São Paulo (MRSP) has more than 30 cities, being an important economic center for the state of São Paulo. The MRSP has highways with high circulation of light and heavy vehicles, industries and also a high population density. Such factors make this region a favorable area for a satellite study. Thus, the present work uses Sentinel-5P NO2 L2 data in order to analyze the evolution of concentrations throughout 2019.

  • IPEN-DOC 28972

    PALLOTTA, JUAN; LOPES, FABIO ; BARBOSA, HENRIQUE M.J.; CARVALHO, SILVANIA A.; CACHEFFO, ALEXANDRE; LANDULFO, EDUARDO . Collaborative development of a Lidar Processing Pipeline. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 52-52.

    Abstract: Aerosols, clouds and their interactions are the source of the largest uncertainties in current climate change estimates. More frequent and higher quality measurement of aerosol, clouds, and the physical processes governing their link with climate are needed to reduce these uncertainties, and lidars are a powerful instrument to accomplish this task. However, lidars are generally developed by individual groups for particular applications, and hence typically have very different characteristics. In this sense, lidar networks play a key role as they coordinate the efforts of different groups, providing the guidelines for quality-assured routine measurements on a regional scale. Moreover, a coordinated effort is of utmost importance to homogenize the physical retrievals from the highly non-uniform instruments in a network. This is only possible with the development of a unified processing pipeline that accounts for the hardware heterogeneity in the pool of instruments. Here, we describe an ongoing effort to collaboratively develop a Lidar Processing Pipeline. The LPP is a collection of tools developed in C++ and Python that are planned to handle all the steps of lidar analysis. A first tool converts the raw data files into a single NetCDF file, including detailed information about the instrument and acquisition setup (Level 0 dataset). . Then, this is processed by another tool which applies the necessary corrections and computes the cloud-mask (Level 1 dataset). The final step is the elastic and/or inelastic retrieval of aerosol properties (Level 2 dataset). The development of LPP has been based on the existing analysis routines developed by individual groups, and hence takes advantage of previous efforts for algorithm comparison in the scope of Lalinet Network. A general concept and first steps of the ongoing project are reported, as well as the next steps towards the release of the first operational version of the processing pipeline.

  • IPEN-DOC 28971

    CORREA, THAIS ; MACEDO, FERNANDA M. ; ARAUJO, ELAINE C. ; ANDRADE, IZABEL S. ; GOMES, ANTONIO A. ; SILVA, JONATAN ; LANDULFO, EDUARDO . Methane determination in São Paulo coastal regions using the Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS) technique. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 50-50.

    Abstract: Methane is one of the main greenhouse gases due to its high radiation absorption capacity. The increase in methane emissions from anthropogenic sources causes concern in the entire scientific community due to the aggregated uncertainties, generating several works focused on the identification and quantification of generating sources. This work aims to quantify methane in two distinct regions, the first study region is in Cubatão city, located in the São Paulo coast. It is an important petrochemical complex with high industrial activities and environmental impact, presenting 25 large companies in the chemical sector, distributed in an area of 143 Km2. Another region observed is Intanhaém, on the coast of the state of São Paulo. This region doesn´t present industrial activity and has a low population index. The technique used to detect methane in the atmosphere was Cavity ring-down spectroscopy (CRDS), which consists on analysis of atmospheric components, in a small cavity that has a laser and high reflectivity mirrors of 99.999%, allowing the signal travel for kilometers inside the cavity, in a short time, increasing the sensitivity of detection of compounds in the sample.

  • IPEN-DOC 28970

    MACEDO, FERNANDA M. ; LANDULFO, EDUARDO . Use of SNOM for analysis of biomarker molecules when excited by Raman. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 27-27.

    Abstract: During the last decade, many studies have made significant progress in understanding the causes and implications of our environment, with respect to the atmosphere. Bioaerosols are fundamental in the reproduction of plants and microorganisms (pollen, spores, etc.), which in the atmosphere are transported across borders and long distances. For this reason, bioaerosols have great importance in genetic diffusion between habitats and biomas geographic change, contributing as main elements in the development, evolution and ecosystems dynamics. The consequences related to public health and agriculture are associated by the dispersion of plants, animals, pathogens and human allergens, showed an increase of allergies and asthma cases during storms, due to high concentrations of bioaerosols, especially when attributed to fungal spores. The biological content found in the air of global land surfaces corresponds to a quarter of the total particles found in the air, consisting mainly of proteins, arising from pollens, fungal spores, bacteria, viruses or fragments of plant or animal matter. Some proteins act as marker molecules which autofluoresce if excited at a specific wavelength. A signature of biomarker proteins, existing in the cell wall of fungal spores of medical interest, will be developed using scanning near-field optical microscopy (SNOM). This new high resolution optical methodology will allow detailed analysis of biomarker molecules (ergosterol, mannitol and arabitol), as well as their behavior when excited by Raman. In possession of a molecular standard, a database of these characteristics will be created, which will provide technical support for the remote Raman sensing of these species in the atmosphere of the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP).

  • IPEN-DOC 28969

    SOUZA, GIOVANNI ; LOPES, FABIO J.S. ; LANDULFO, EDUARDO . Study of optical properties and spatial distribution of cirrus clouds over São Paulo, Brazil, using CALIPSO level 2 data. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 67-67.

    Abstract: Cirrus clouds have an important role in the earth’s radiation budget, they have a wide spatial extension and are the most present type of clouds in the atmosphere, especially in tropical regions (Sassen et al., 2018). Due their thickness, Cirrus clouds are almost transparent for the incoming shortwave solar radiation and opaque to the longwave emitted by the planet's surface. Despite the importance of Cirrus clouds in the earth’s climate, there is a lack of studies focused on this type of cloud in the southern hemisphere. Since 2006, the Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), a joint mission between NASA and the French space agency, CNES, provides physical and optical information of clouds and aerosols to improve the understanding of their role in the climate, air quality and radiation budget in the Earth. The primary instrument of CALIPSO payload is the Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP), which is a lidar system operating on 1064 nm and 532 nm (with parallel and perpendicular polarization) wavelengths. CALIOP provides as level 1 data, high-resolution vertical profiles of aerosols and clouds. In turn, the level 2 data provides processed products such as cloud-aersol discrimination, cloud base and top layer altitude, and cloud optical depth. The aim of this work is use the CALIOP global coverage to study the physical and optical properties of Cirrus clouds over the São Paulo State (roughly centered on 21.3°S, 50.3°W), in Brazil. We have employed a statistic analysis of 9 years (2007-2015) of data using the level 2 products to obtain spatial distribution and optical properties of cirrus clouds over São Paulo state, in order to understanding the long-term trend of Cirrus clouds coverage in the São Paulo state and later on Brazil.

  • IPEN-DOC 28968

    MEDEIROS, PEDRO A. ; MARQUES, MARCIA; LANDULFO, EDUARDO . Limits of a prediction model using RNN with four layers LSTM for CRDS data. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 57-57.

    Abstract: Prediction models can be very useful when dealing with ciclic temporal sequence of data. For ciclic sequences that have caotic behavior, like atmospherics measures, the Recurrent Neural Network(RNN) is a potential option to create acurate prediction models.This type of neural network is effective in dealing with temporal sequences because it uses its internal state as a memory to process certain data intervals. In building the model, it is necessary to use layers with neurons to discern a trend that the data sequence takes, for this, in the RNN model it is possible to use the long short-term memory (LSTM) architecture to more easily predict unusual behaviors in the data stream, since its use facilitates the recognition of long-term sequences in the analyzed sequence. This type of architecture can be added in layers to increase model efficiency. For the training and testing of the model, data obtained by the Metroclima project with a Cavity Ring Down Spectroscopy (CRDS) at the UNICID station located in São Paulo were used, with the data ranging from 2019 to 2021. In this process, four LSTM layers will be used to create a prediction model that will be tested to its limit on the effectiveness of predicting atmospheric data of this type.

  • IPEN-DOC 28967

    ARAUJO, ELAINE C. ; ANDRADE, IZABEL da S. ; MACEDO, FERNANDA de M. ; CORREA, THAIS ; LANDULFO, EDUARDO . Preliminary study of greenhouse gases in the Santos Basin. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 49-49.

    Abstract: The production of oil and gas onshore and offshore are associated with significant emissions of greenhouse gases, as the entire production chain of oil exploration is a potential source of emission of these gases, especially CH4, which is in almost all stages of the process However, few data is available on emissions from oil exploration platforms in Brazil, despite the increase in oil production on the Brazilian coast since 2008 with the implementation of the Pre-Salt program, which aims to explore oil in the pre-salt layer. Between the explored areas is the Santos Basin which occupies about 350,000 km2 and is located in the southeast region of the Brazilian continental margin, approximately 290 km off the coast of Rio de Janeiro and encompasses the coastlines of the States of Rio de Janeiro, São Paulo , Paraná and Santa Catarina, with boundaries to the north with the Campos Basin by the Alto de Cabo Frio and to the south by the Pelotas Basin by the Florianópolis Platform. Better understanding the ocean-atmosphere interactions in the Santos Basin region, specifically in the coastal area of São Paulo, a temporal analysis was performed using data from the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) instrument, which provides data on active burning and from Sentinel-5P (Sentinel 5 Precursor satellite) which brings information from several chemical species, such as NO2 and CH4.

  • IPEN-DOC 28966

    SILVA, THAIS A. da ; OLIVEIRA, CARLOS E.S. de; CRUZ, DANILO D.; MEDEIROS, ILCA M.M.A. ; MEDEIROS, JOSE A.G. de ; OLIVEIRA, LUCAS P.; MARQUES, MARCIA T.A.; MEDEIROS, PEDRO A. ; ANDRADE, MARIA F.; LANDULFO, EDUARDO . Measurement of greenhouses gases in the city of Sao Paulo: assessing methane concentrations and sources. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 48-48.

    Abstract: The gases that most contribute to the greenhouse effect are carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O). When those gases have been in the atmosphere for a long time, its effects become almost irreversible with the radiative forcing of years, until natural processes manage to remove the quantities already emitted. Methane is a radiative agent and happens significantly in the southern hemisphere. Methane is a major source of water vapor. When the concentration of water vapor in the stratosphere increases, it contributes to intensifying the greenhouse effect. The large part of carbon dioxide and methane absorbed by the ocean, atmosphere and biosphere, contributes to the global carbon cycle, bringing a stable carbon rate in the air. Forest fires are often responsible for releasing carbon dioxide and methane. It is important to consider the role of photosynthesis in the balance between anthropogenic process, climate change and air quality. Therefore, forest preservation and reforestation projects are fundamental against climate change. The main purpose of Metroclima Project is to assess the sources of greenhouse gases and short-lived pollutants in Sao Paulo and neighboring cities, in the Southeast of Brazil. Currently, the GHG measurement network has four stations (IAG Station, Pico do Jaragua, UNICID and ICESP) extended across the City of Sao Paulo, measuring carbon dioxide and methane concentrations continuously using Cavity Ring Down Spectroscopy (CRDS) instruments. In specific, the goal of this study is related to assessment of methane concentration variability and identification of potential sources near UNICID Station – an urban site; using the CRDS Picarro G2401 system. The data analysis acquired during 2020 and 2021 will be shown. Our results comprise a valuable contribution to the knowledge about methane concentrations in the city and guide public decision based on scientific evidence.

  • IPEN-DOC 28965

    ANTUNA-MARRERO, JUAN C.; ARREDONDO, RENE E.; LANDULFO, EDUARDO ; VEGA, ALBETH R.; SANCHEZ, JUAN C.A.. Extending LALINET observations to the Upper Troposphere and Lower Stratosphere (UTLS): a challenge in the post-COVID-19 era. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 36-36.

    Abstract: By the end of the XX century the lack of resources in the Latin America was not an obstacle to create the Latin America Lidar Network (LALINET). The strategy to build LALINET was to create first a lidar community in the region from the few lidar teams (mainly measuring in the troposphere). A little more than two decades later LALINET resilience will be tested by the post-COVID-19 era. In Latin America the economic crisis resulting from the COVID-19 health crisis will reduce notably funds for many activities, including scientific research. LALINET contingency strategy (to be discussed and approved at the XI WLMLA) has as its main goal to maintain the level of tropospheric aerosols observations and research activities reached during the last decade. However, the contingency strategy has several other goals, including extending LALINET observations to the UTLS making use of the existing lidar facilities. We have been setting up progressively a program for UTLS regular measurements, making use of the existing lidar facilities. It consist in four main steps: 1) Lidars currently retrieving tropospheric aerosols profiles will be tested for its signal to noise ratios in the region of the UTLS to determine if its current characteristics allows retrieving aerosol backscatter profiles in that region; 2) designing the algorithm to be used and implement the version 1 of LALINET standard software/scripts to produce UTLS aerosol backscatter and extinction profiles; 3) implement the processing of UTLS observations at each site having that capabilities; 4) conduct the processing of all the stored profiles at those sites. Several studies on stratospheric aerosols conducted in the region and abroad have accumulated know-how that is being and will be applied to the retrieval of UTLS aerosols lidar backscattering and extinction profiles at LALINET sites. The presentations will show and discuss those studies and also describe the current status of the four steps listed above.

  • IPEN-DOC 28964

    CARVALHO, SILVANIA A.; LOPES, FABIO J.S. ; SILVA, JONATAN J. da ; MENEGATTI, CARLOS R.; CATALANI, FERNANDO; TODERO, CARLOS J.; RIBEIRO, FABIO de J.; ALMEIDA, ROGERIO M. de; LANDULFO, EDUARDO . LIDAR first campaign in the industrial sites of Volta Redonda-RJ and Lorena-SP, Brazil. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 29-29.

    Abstract: Air pollution is recognized as a risk factor for health. The emission of toxic gases and particulates, specially with diameter size smaller than 10 μm, into the atmosphere by industries is correlated with increasing respiratory problems, mortality and cancer in some urban areas. Additionally the aerosol particles play an important role in the Earth’s radiation budget and the understanding of their properties is important to address their effects on the climate and weather conditions. In this study we will present some results of aerosol vertical distribution retrieved using a mobile lidar system and the lidar system on board of the CALIPSO satellite platform. The synergetic use of these platforms helped to understand the impact of the aerosol suspended in the atmosphere in terms of its optical properties in two different sites between two main metropolitan areas of Brazil, which are São Paulo and Rio de Janeiro. In order to obtain a statistical characterization of the aerosol optical properties, level 2-version 4 data from CALIPSO were employed to retrieve the AOD and Lidar ratio values at 532 nm for Volta Redonda and Lorena sites. Lorena campaign was performed during a very dry period in the 2014 Southern hemisphere winter, where it detected the vertical distribution profile with several layers detached from the aerosol boundary layer (ABL) on 26th of June 2014. Volta Redonda-RJ campaign performed from the beginning of November until mid of December of 2018 provided detection of aerosol layers detached from ABL on 4th of December of 2018. We will present a brief description of the experimental apparatus, the data taking, the methodology and the main results which open up the possibility to investigate emission of toxic gases and particulates at this region which has high contribution to local atmospheric pollution due to the Presidente Dutra highway (BR 116), the Companhia Siderúgica Nacional (CSN) and other metallurgical and cement factories.

  • IPEN-DOC 28963

    MORAIS, FERNANDO G. ; FRANCO, MARCO A.; BARBOSA, HENRIQUE M.J.; JORGE, FABIO; ARTAXO, PAULO; LANDULFO, EDUARDO . Seasonal analysis of Brown Carbon, Black Carbon and Dust at Central Amazonia with Ångström Matrices. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 24-24.

    Abstract: Aerosol optical properties are an important and direct way to understand and quantify the seasonal effects of the Amazonian aerosol by means of the intensive optical properties: absorption and scattering Ångström exponent. AERONET photometers measure the aerosol optical properties and associated with a set of algorithms, obtain information of the aerosol physical characteristics such as the aerosol optical depth (AOD) and the absorption aerosol optical depth (AAOD) almost in real time. For the last 22 years, those properties have been measured at several AERONET sites using CIMEL sun photometers in Amazon. Measurements were done in Central Amazonia (Manaus and ATTO tower), as well as in the deforestation arc: Rio Branco, Cuiabá, Ji-Paraná, and Alta Floresta, and results have shown important geographical and seasonal variability in terms of aerosol impacts. We can access the seasonal Brown Carbon, Black Carbon, and Dust calculating the Ångström matrix with absorption and scattering Ångström exponent. We observe a clear separation between dry and wet season, and in the later, also a period in which Dust comes from Saara (mostly between January to April). Therefore, it was possible to observe Brown Carbon (BrC) in addition to Black Carbon (BC), which is responsible for 12% of the AAOD of aerosols at 440nm in the deforestation arc in sites that are about 1000 km apart and show consistency very good. As for pristine sites, such as the ATTO site, the contribution of BrC is 25% in relation to the AAOD at 440nm where we have very little human interference.

  • IPEN-DOC 28962

    SANTOS, AMANDA V. ; LANDULFO, EDUARDO ; MOREIRA, GREGORI A. ; MARQUES, MARCIA T.A.; ANDRADE, MARIA F.. Comparing lidar and ceilometer backscattering measurements for the detection of aerosol layers in the PBL over São Paulo, Brazil. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 22-22.

    Abstract: The Planetary Boundary Layer (PBL) is the lowest part of the troposphere and it is directly influenced by the Earth’s surface and anthropogenic activities. The concentration of aerosol in the PBL is typically much higher than in the free troposphere. Given that most of the air pollution in the troposphere is capped by this layer, obtaining the PBL height (PBLH) and its evolution during the day can assist in monitoring and studying aerosol concentrations and properties and its impact on air quality. Multi-instrument monitoring of the PBLH can assist in identifying the arrival of different air masses and tracking the evolution of aerosol layers during the day. Due to their lower cost, ceilometers can be powerful tools to enhance these measurements, although such an instrument has a few limitations when compared to lidars. The weaker laser light source used in ceilometers can limit the detection of aerosol layers to a few kilometers in height, depending on the presence and distribution of clouds and aerosols in the atmosphere. Given that some methods to estimate the PBLH need strong gradients in the concentration of aerosols to identify it correctly, the improper identification of the aerosol layers can become problematic for obtaining the PBLH. We compared lidar and ceilometer data from two instruments located in the city of São Paulo, Brazil, approximately 15 km from each other. We found that, in clear sky conditions, it is possible to correctly identify aerosol layers in the PBL with data from both instruments. The presence of clouds, signal attenuation and noise can sometimes cause errors in the identification of aerosol layers, especially when using ceilometer data. We found that, despite not being co-located, both instruments show similar profiles, up to a few kilometers in height.

  • IPEN-DOC 28961

    JESUS, ESTER O. de ; ROSARIO, NILTON M.E. do; YOSHIDA, ALEXANDRE C. ; CACHEFFO, ALEXANDRE ; GUERRERO-RASCADO, JUAN L.; LANDULFO, EDUARDO ; LOPES, FABIO J.S. . Study of aerosol optical properties on South America using AERONET data analysis: preparation for EARTHCare ESA Satellite mission. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 21-21.

    Abstract: In the last decade, a new generation of satellite missions have been developed using advanced lidar systems capable to retrieve several cloud and aerosol optical properties and distinguish different aerosol types by applying a polarization sensitive high spectral resolution lidar (HSRL) technique, as is the case of the Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer (EarthCARE) mission, developed by the European Space Agency (ESA) together with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). The EarthCARE payload will be compound by four main instruments, a cloud profiling radar, with Doppler capability, the HSRL system, a multispectral imager and a broadband radiometer, enabling the retrieval of global profiles of clouds, aerosols, precipitation and radiation field properties. The Atmospheric Lidar system (ATLID) on board of EarthCARE will operate at 355 nm and will use the cross and co-polarized components of Mie and Rayleigh scattering to derive aerosol properties. An important task to be developed by ground-based research groups is the data validation process. In this context, the Latin American LIdar NETwork (LALINET) has been playing a key role in the cloud and aerosol studies by using lidar and/or the AERONET sunphotometers data. In order to prepare the most suitable strategy for calibration and validation (CAL/VAL) processes of the EarthCARE mission, we have employed an extensive study of aerosol optical properties derived from 21 AERONET sunphotometer stations all over South America, from a period of at least 20 year. The aim of this work is to present preliminary results of columnar aerosol optical properties, such as AOD, lidar ratio, scattering and absorption Angstrom Exponent, single-scaterring albedo and aerosol fine-mode fraction, in order to select cluster-zones by aerosol types to guide the validation methodology for ATLID system products, since the continent is dominated by high spatial and temporal variability of aerosol systems.

  • IPEN-DOC 28960

    LOPES, PEROLA P.Q. ; LOPES, FABIO J.S. ; LANDULFO, EDUARDO . Study between atmospheric paramenters and pyranometer global radiation measurements at São Paulo, Brazil. In: WORKSHOP ON LIDAR MEASUREMENTS IN LATIN AMERICA, 11th, October 19-22, 2021, Punta Arenas, Chile. Abstract... Punta Arenas, Chile: Universidad de Magallanes, 2021. p. 19-19.

    Abstract: According to the recently released report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) on August of 2021, the well-mixed greenhouse gas (GHG) concentrations have continued to increase in the atmosphere, reaching annual averages of 410 ppm for CO2,1866 ppb for CH4, and 332 ppb for N2O. The GHGs can contribute to warming the atmosphere up to 2.0°C, while aerosols can contribute to cooling up to 0.8°C. in this context, it is increasingly important to monitor the global solar radiation flux incident on the atmosphere. The pyranometer instrument is designed to measure the solar radiation flux density (W/m2) and it can be used to get information about the amount of radiation incident on the ground and how much of this radiation is absorbed or scattered. The aim of this work is to show preliminary results retrieved by Piranometer installed in the SPU Lidar Station, in São Paulo-Brazil, and how the global solar radiation can be correlated with other atmospheric parameters retrieved from AERONET sunphotometer and meteorologic stations, such as the aerosol optical depth (AOD), cloud cover, relative humidity, in order to quantify the aerosol influence in the process of atmospheric radiation and climate change.

  • IPEN-DOC 28959

    CASTRO, P. ; PEREIRA, D. ; ANA, P.; MATOS, C.; ZEZELL, D. . Q-switched Nd:YAG laser on dental enamel with photoabsorber: a confocal Raman pilot study. In: VIRTUAL RAMAN IMAGING POSTER SUMMIT, 1st; INTERNATIONAL CONFERENCE FOR CHEMICAL CHARACTERIZATION & IMAGING, September 28 - October 2, 2020, Online. Abstract... Ulm, Germany: WITec, 2020. p. 33-33.

    Abstract: Nd:YAG lasers emitting λ = 1064 nm at microsecond and nanosecond pulses are alternatives to prevent dental caries and erosion in clinics. This wavelength allows most of photons to penetrate deep in the hard tissue due to low absorption of hydroxyapatite in the region. It is necessary to use photoabsorbers so most of photons are absorbed in the surface of the tissue preventing dental pulp necrosis. Currently the coal paste is used as a photoabsorber but the irradiated tissue turns darker what implies in the patients low adherence to the treatment due to aesthetic reasons. [1,2]. Confocal Raman spectroscopy is a non-destructive optical method to obtain detailed information about molecular composition of biological structures in depth. The most prominent feature of Confocal Raman spectroscopy is the reliable capability to provide the biomolecular data with no use of ionizing radiation to penetrate in the sample. This work aims to characterize the dental enamel irradiated with Nd:YAG laser with nanoseconds pulses, in order to describe the depth related changes promoted in the enamel, by the heat generated due to laser irradiation. For these measurements, 30 bovine enamel blocks of 8 mm2, were randomized into 3 groups: G1 – enamel untreated; G2 – enamel irradiated with Nd:YAG nanopulsed laser (1064 nm, 4 W; 1,05 J/cm2; 5 ns 20 Hz, Brilliant, Quantel Laser) using a coal paste as photoabsorber; G3 -enamel irradiated with Nd:YAG nanopulsed laser ( same parameters as G2) using squid ink as photoabsorber. The assessments of three different depth regions of the cubic shaped samples were: region A- left corner above of the sample, region B-middle of the sample and Region C- right corner below of the sample. The intensity map of phosphate (950 cm-1) regarding the position, were calculated [3,4] as shown in the Figure 01. The comparative results in the Fig.1 demonstrated that application of coal paste associated with Nd:YAG (G2) can preserve the inorganic content better than the squid ink group (G3). These findings have crucial clinical implications in the laser protocol development and it was possible to correlate the heat penetration depth of the laser irradiation with photoabsorber using the images obtained by the confocal Raman.

  • IPEN-DOC 28958

    D'AGOSTINO, GIANCARLO; BLAAUW, MENNO; DUNG, HO M.; LUZIO, MARCO di; JACIMOVIC, RADOJKO; DIAS, MAURO da S. ; SEMMLER, RENATO ; SLUIJS, ROBBERT van; BARRADAS, NUNO P.. The 2021 IAEA software intercomparison for k0-INAA. In: INTERNATIONAL k0-USERS’ WORKSHOP, 8th, June 6-10, 2022, Ljubljana, Slovenia. Abstract... Ljubljana, Slovenia: Institut "Jožef Stefan", 2022. p. 17-17.

    Abstract: In order to establish the variation between results due to software implementation in mass fractions as measured by the k0-method for INAA, the IAEA has organized a software intercomparison. A complete set of test spectra and associated information was assembled. Efficiency curves, neutron spectrum parameters, correction factors and mass fractions were calculated with the participating programs (list of program names here) using identical peak areas. In this paper, we report on the observed discrepancies, causes, remedies and future software developments. The test data, as well as expected and certified mass fractions of the BCR-320R channel sediment sample material will be made available to all.

  • IPEN-DOC 28957

    DIAS, MAURO da S. ; SEMMLER, RENATO ; KOSKINAS, MARINA F. ; MOREIRA, DENISE S. ; YAMAZAKI, IONE M. ; BRANCACCIO, FRANCO ; BARROS, LIVIA F. ; RIBEIRO, RAFAEL V. ; MORAIS, THALES S.L. de . k0-IPEN / a new software for Instrumental Neutron Activation Analysis. In: INTERNATIONAL k0-USERS’ WORKSHOP, 8th, June 6-10, 2022, Ljubljana, Slovenia. Abstract... Ljubljana, Slovenia: Institut "Jožef Stefan", 2022. p. 16-16.

    Abstract: A new software package for INAA, developed at the Nuclear Metrology Laboratory (LMN) of the Nuclear and Energy Research Institute (IPEN-CNEN/SP), called k0-IPEN, is described. The package consists of a main program linked to nine subprograms designed to perform automatically all the tasks necessary in order to obtain the mass fractions of the irradiated samples. The goals of these nine routines are: a) to calculate the experimental peak efficiencies and P/T ratios for the standard sources, together with all the corresponding uncertainties; b) to correct the peak efficiencies for coincidence summing; c) to fit the peak efficiencies and P/T ratios with log-log polynomial functions; d) to determine experimentally the  and f parameters by the Triple Bare and by the Cd Ratio Multimonitor Methods; e) to correct for interferences; f) to determine the average mass fractions, taking into account the correlations among all partial uncertainties involved. In the present version, the only data that must be inserted as input parameter, externally from the package, are the self-shielding correction factor, which is calculated by the MATSSF code, and the geometry factor that corrects for the difference between sizes of standard sources and measured samples. The code can deal with different spectrum formats such as CHN, SPE and CNF. The routine designed to calculate the peak areas has a simple algorithm and is not yet capable of separating multiplets. Therefore, it is suitable for analysing separated peaks, such as those found in standard calibration source measurements. However, for complex spectra, the code can read peak list files obtained from other codes, such as HyperMet or HyperLab. External efficiency curves calculated by the Monte Carlo code MCNP6 can be read to extend the calibration curve to regions where there are only a few experimental points available. The code k0-IPEN is being tested and its validation accomplished by means of an intercomparison sponsored by the IAEA, and presented at this conference.

  • IPEN-DOC 28956

    RIBEIRO, MARTHA S. ; SILVA, CAMILA R. ; YOSHIMURA, TANIA M. . Dosimetria e modo de aplicação dos lasers de baixa potência. In: GARCIA, VALDIR G. (Ed.); THEODORO, LETICIA H. (Ed.). Lasers na Odontologia: Uma Visão Clínica Baseada em Evidências Científicas. São Paulo, SP: Santos Publicações, 2021. p. 87-95, cap. 6.

  • IPEN-DOC 28955

    MARTINS, TAINA M.T.M. . Perfil epidemiológico de caso de câncer de próstata em centro de referência no estado do Ceará entre o período de 2014 a 2019 / Epidemiological profile of patients with prostate cancer in a reference center in the state of Ceará between 2014 and 2019 . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: No Brasil, o câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais comum entre os homens. Estima-se que no ano de 2020 ocorreram 65.840 novos casos da doença. Durante a campanha do Novembro Azul, o Ministério da Saúde e o Instituto Nacional do Câncer (INCA) desempenham um papel de suma importância para quebrar preconceitos e paradigmas entre os homens, fazendo com que haja uma busca por informações sobre prevenção e tratamento da doença. Este trabalho tem como objetivo fazer uma análise do perfil epidemiológico para câncer de próstata entre o período de 2014 a 2019, utilizando dados do Centro Regional Integrado de Oncologia – CRIO, localizado no Estado do Ceará. Para isso, foi feito uma revisão dos prontuários dos pacientes. Correlações foram criadas a partir do perfil clinico, social e regional; tipos e dos tratamentos indicados; fatores de risco associados ao câncer; e correlacionar a incidência com a região do acometido. As análises foram realizadas no software IBM SPSS, as variáveis quantitativas passaram pelo teste de normalidade de Shapiro Wilk e a associação de estadiamento com outras variáveis qualitativas foi feita pelo teste Qui Quadrado A idade média dos pacientes encontrada na amostra desta pesquisa foi de 71,3 anos de idade. A análise da escolaridade revelou que 21,5 % dos pacientes são analfabetos e outros 63,5 % possuem apenas o ensino fundamental. A Grande Fortaleza é a região que detém o maior número de pacientes, 52,5 % e o estadiamento que acomete a maioria dos pacientes é o estágio IIB, seguido do III e IV. As principais modalidades de tratamento inicial foram a radioterapia externa, quimioterapia e hormonioterapia. Esse perfil indica que as campanhas de prevenção podem não estar sendo eficientes e necessitam de adaptações regionais.

  • IPEN-DOC 28954

    HATTORI, RODRIGO R. . Estudo das variações das estruturas de cabeça e pescoço no tratamento de radioterapia / Study of variations in head and neck structures in radiotherapy treatment . 2021. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 59 p. Orientador: Helio Yoriyaz.

    Abstract: Na radioterapia em cabeça e pescoço, geralmente o protocolo é tratar o paciente com dose de 7000 cGy dividido em duas fases. 25 frações de 200 cGy por dia, na primeira fase e 10 frações de 200 cGy na segunda fase, completando 7000 cGy. Tudo planejado em uma única tomografia de planejamento. O objetivo desse trabalho é incluir uma segunda tomografia, adquirida no final da primeira fase do tratamento, para realizar um novo planejamento na segunda fase considerando as alterações de volumes encontradas. Na primeira tomografia será feita os dois planejamentos, da primeira fase e da segunda fase. Essa segunda fase planejada na primeira tomografia, não será aplicada no paciente. Servirá apenas para comparação com o planejamento na segunda tomografia. Nessa nova tomografia será planejado somente a segunda fase com os novos volumes. Foi feita uma comparação, avaliando a dose que as estruturas recebem, alteração das lesões e órgãos de risco dentro do campo irradiado. A repetição das imagens de CT e replanejamento da segunda fase na radioterapia ajudam a garantir doses adequadas para volumes alvo e doses seguras para estruturas normais para pacientes que identificaram clinicamente alterações anatômicas durante o curso do tratamento. As principais conclusões desta investigação estão relacionadas às mudanças dosimétricas que foram observadas sem o replanejamento da segunda fase.

  • IPEN-DOC 28953

    SANTOS, PRISCILA L.C. . Guidelines para implantação e utilização de radiofármacos marcados com gálio-68 a partir de gerador de 68Ge/68Ga em radiofarmácia hospitalar / Guidelines for implementation and use of gallium-68 labelled radiopharmaceuticals from 68Ge/68Ga generator in hospital radiopharmacy . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes.

    Abstract: O gerador de 68Ge/68Ga é um sistema portátil de produção de radionuclídeos e possibilita geração de gálio-68 (Ga-68) e a preparação de radiofármacos para medicina nuclear com tecnologia PET. Este radionuclídeo ganhou popularidade nos últimos anos devido à sua capacidade de complexação com o peptídeo DOTATOC para localização de tumores neuroendócrinos positivos para receptores de somatostatina, com o peptídeo PSMA para a avaliação de tumores que expressam PSMA, como o câncer de próstata, e tem potencial promissor para outras aplicações diagnósticas. Embora a importância dessa tecnologia e o número de serviços licenciados para uso deste radionuclídeo tenham aumentado, existem poucos documentos técnicos que orientem a implantação desses novos sistemas em radiofarmácias e o uso rotineiro de maneira segura e com qualidade. O presente trabalho teve como objetivo promover o uso seguro do sistema gerador de 68Ge/68Ga através da criação de três guidelines que abordam os seguintes assuntos: definição de layout, cálculo de blindagem e dosimetria no primeiro guideline, com destaque para o radionuclídeo Ga-68 em virtude da energia 511 KeV responsável pela taxa de dose no ambiente da radiofarmácia, pela dosimetria da equipe e necessidade de blindagem adicional na infraestrutura; gerenciamento de resíduos no segundo guideline, com destaque para o radionuclídeo Ge-68 que possui tempo de meia-vida longo de 270,95 dias e consequentemente necessita de uma condução adequada desde a geração, segregação, armazenamento temporário e definitivo para este rejeito e, por fim, o controle de qualidade de radiofármacos marcados com Ga-68 no terceiro guideline abordando os ensaios necessários para garantir a qualidade do eluato e do produto final para administração nos pacientes. Os documentos criados, uma vez disponibilizados à sociedade científica, contribuirão para a capacitação de profissionais e também para a segurança das instalações, dos indivíduos ocupacionalmente expostos e dos pacientes.

  • IPEN-DOC 28952

    MENDES, PRISCILA de M. . Elaboração de um guia para braquiterapia ocular com sementes de iodo-125 / Development of a guide for ocular brachytherapy with iodine 125 seeds . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 82 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato.

    Abstract: O Câncer é um problema de saúde pública mundial e pode ser definido como o crescimento desordenado de células que se multiplicam rapidamente criando tumores agressivos e incontroláveis. Estima-se anualmente que a cada milhão de pessoas, aproximadamente seis são acometidas pelo melanoma uveal, um tumor intraocular, que apesar de raro, é considerado o tipo mais comum na vida adulta. O retinoblastoma é o tumor intraocular mais comum da infância com incidência de 1 caso para casa 14.000 – 16.000 nascidos vivos. A radioterapia é uma modalidade de tratamento capaz de destruir as células cancerígenas por meio da radiação ionizante. Com os grandes avanços tecnológicos houve o crescimento da braquiterapia que é caracterizado por ser uma modalidade de radioterapia onde a fonte radioativa é colocada diretamente ou a curta distância da lesão. Desde 1930, a braquiterapia ocular destinada a tumores intraoculares tem sido utilizada, substituindo a enucleação. Para esse tipo tratamento é essencial à contribuição e interação de uma grande equipe multidisciplinar: entre dosimetrista (profissional este que por formação pode ser biomédico ou tecnólogo em radiologia), equipe de enfermagem, física médica, médico oftalmologista e médico radio-oncologista. Além da estrutura física específica necessária, os profissionais precisam ser devidamente treinados, a fim de garantir a execução de todas as atividades com qualidade para atingir os resultados esperados no procedimento. O objetivo deste trabalho foi criação um Guia para o procedimento de braquiterapia ocular com sementes de Iodo-125 a partir da rotina do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE), para o uso da instituição e para outras Instituições que pretendam incluir no serviço de radioterapia a modalidade de tratamento com braquiterapia ocular. O Guia é destinado para os profissionais em fase de treinamento e para consultas rápidas. Este trabalho foi desenvolvido no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) em parceria com o Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE). Para a criação do Guia foram feitos levantamentos bibliográficos e acompanhado a rotina de braquiterapia ocular do HIAE.

  • IPEN-DOC 28951

    ABREU, PAULA P. de . I Manual para Profissionais de Saúde do SUS para Encaminhamento Prévio Odontológico de Pacientes com Câncer / I Guide for SUS Health Professionals for Prior Dental Referral of Cancer Patients . 2021. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 114 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato.

    Abstract: A higiene oral deficiente, bem como a existência de alterações bucais são fatores de riscos para o surgimento de complicações orais durante o tratamento contra o câncer, principalmente a Radioterapia. A saúde bucal satisfatória antes do início da terapia é primordial para que os procedimentos oncológicos possam ter melhor desempenho e possam trazer o mínimo de efeitos colaterais orais, proporcionando ao paciente condições favoráveis para sua recuperação. Todavia, pouca importância é dada à saúde bucal antes do tratamento oncológico segundo a literatura, sendo mais comum essa preocupação em centros de tratamento em que há especialistas em odontologia no mesmo local. A realidade é que muitas vezes o meio bucal não é avaliado ou somente é avaliado durante ou pós procedimento contra o câncer. As consequências para o paciente são prejudiciais, na medida em que são caracterizadas por dor, sangramentos e osteorradionecrose, manifestações essas que poderiam ser evitadas com uma avaliação e tratamento odontológico prévios. O objetivo do tratamento odontológico, portanto, é normalizar a saúde bucal do paciente, para reduzir o processo inflamatório na região em questão e consequentemente eliminar focos de infecção que podem se espalhar por todo o organismo. Pelo exposto, elaborar um Manual para profissionais de saúde que dão o diagnóstico de câncer aos pacientes SUS, parece algo primordial diante da aparente falta de informação e falta de capacitação por parte desses profissionais em identificar problemas bucais. Os profissionais de saúde terão à disposição o passo a passo de como fazer uma breve avaliação da saúde bucal do paciente por meio de um questionário simplificado e terão informações sobre o papel da gerência do estabelecimento e do profissional de saúde no encaminhamento do paciente para tratamento odontológico prévio ao tratamento oncológico.

  • IPEN-DOC 28950

    BARBOSA, PATRICIA A. . Manual Multidisciplinar para Utilização de Sementes de I-125 na Localização de Lesões Impalpáveis da Mama / Multidisciplinary Guidance for Radioactive Seed Localization in Nonpalpable Breast Lesion . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 129 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni.

    Abstract: O câncer de mama é o mais frequente entre as mulheres, o Instituto Nacional de Câncer (INCA) estima que para cada ano do triênio 2020-2022 são esperados cerca de 66.280 novos casos no Brasil. O aprimoramento das tecnologias de rastreamento para câncer de mama, bem como a atual tendência de cirurgias conservadoras da mama e a utilização da quimioterapia sistêmica neoadjuvante, tornaram as técnicas de localização de tumores não palpáveis importantes ferramentas para o tratamento e remoção cirúrgica dessas lesões. A localização de lesões impalpáveis de mama utilizando sementes de I-125 mostra-se em plena ascensão na Europa e América do Norte, pois demonstra ser tão ou mais eficaz que os métodos tradicionais, possibilita maior flexibilidade de agendamento devido a meia vida do I-125, pode substituir o clipe metálico pré-cirúrgico na quimioterapia neoadjuvante e permite utilizar múltiplas sementes na mesma mama. Além disso, por ser uma fonte selada pontual evita-se contaminação da área circunvizinha, podendo proporcionar margens cirúrgicas mais simétricas, um melhor efeito cosmético e conforto ao paciente após a técnica de implantação. Apesar dos benefícios, a implantação de um programa que utilize sementes de I-125, ainda que de baixa atividade, exige uma equipe multidisciplinar bem treinada para executar corretamente todos os processos envolvidos e de acordo com os órgãos competentes locais. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um manual multidisciplinar para sistematizar esses processos de forma exequível e mais próxima da realidade brasileira de um serviço hospitalar que conte com a infraestrutura adequada para o seu desenvolvimento, tendo como base guidelines e estudos já descritos na literatura mundial.

  • IPEN-DOC 28949

    BELLOTI NETO, OSWALDO . Implementação do protocolo clínico de laserterapia de baixa intensidade após exodontia de terceiros molares inferiores inclusos e semi-inclusos / Implementation of the clinical protocol of low intensity laser therapy after extraction of impacted and semi-included lower third molars . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 69 p. Orientador: Denise Maria Zezell.

    Abstract: As exodontias dos terceiros molares são os procedimentos cirúrgico mais frequentes nos serviços de cirurgia oral e maxilofacial e são acompanhados de dor, edemas que afetam diretamente a qualidade de vida e atividade rotineiras dos pacientes. Essas complicações geralmente são controladas com uso de medicações anti-inflamatórias e analgésicas. A laserterapia tem sido utilizada com maior frequência nos últimos anos para o controle de dor, edema, trismo e outras complicações pós-operatórias. O atual estudo tem como objetivo avaliar a eficácia da laserterapia após as exodontias dos terceiros molares no controle da dor, edema, trismo e outras complicações presentes após as exodontias utilizando os parâmetros abaixo. Dez pacientes com indicação de exodontia dos terceiros molares direito e esquerdo foram selecionados no estudo. As exodontias desses pacientes foram selecionados em dois grupos, controle e laser. No grupo controle será realizado apenas uma simulação da aplicação do laser e no grupo laser será aplicado o laser de diodo de GaAlAs em 4 pontos intra-oral com comprimento de onda de 660 nm, potência de 50 mW, energia de 2 J e densidade de energia de 66,6 J/cm2 e em 1 ponto extra-oral com comprimento de onda de 808 nm, potência de 100 mW, energia de 6 J e densidade de energia de 200 J/cm2.

  • IPEN-DOC 28948

    SOARES, MARCIO de C. . Self-assessment como ferramenta de avaliação da gestão de segurança do trabalho durante pandemia pela Covid-19 / Self-assessment as a tool for evaluating the work safety management during the Covid-19 pandemic . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 160 p. Orientador: Jorge Eduardo de Souza Sarkis.

    Abstract: Durante períodos de normalidade em uma organização, é comum adotarem práticas de gestão de saúde e segurança do trabalho amplamente estabelecidas, o que permite uma maior previsibilidade sobre os processos e as rotinas operacionais. Mas em situações de crise, como surtos pandêmicos ou emergenciais, como avaliar se os processos de gestão são maduros, e desempenham com eficiência as responsabilidades previamente estabelecidas? O Self-assessment é uma técnica de autoavaliação que possui um papel fundamental no desenvolvimento e manutenção da conscientização, podendo ser aplicado na avaliação dos aspectos que envolvem a percepção dos indivíduos sobre os processos relacionados a CULTURA DE SEGURANÇA, e consequentemente, indicar a organização os elementos de maior solidez e fraquezas. Este estudo foi realizado no setor de radiologia médica de um hospital público de grande porte, localizado na cidade de São Paulo/SP, e contou com a participação de 173 profissionais distribuídos em áreas multidisciplinares, onde buscou responder, no período de maior criticidade da pandemia, o que levara ao descontrole no número de ocorrências de acidentes e doenças ocupacionais - entre estas possíveis causas, as condições de exaustão emocional, mental e física. Quando se compara o ano de 2019 com o de 2020, observa-se no estabelecimento um aumento de 337,5% em acidentes de trajeto, 250% em acidentes típicos e 500% em doenças ocupacionais. O estudo traz além do processo de construção da metodologia de avaliação - através da coleta de informações preliminares, entrevistas com grupos focais, e os consequentes impactos na segurança dos empregados, também a proposta de um conjunto de ações efetivas, que quando implantadas no estabelecimento auxiliou também na mudança do panorama de ocorrências, o que refletiu no ano de 2021 num cenário de normalidade dentro da organização. Ao final do estudo, foi possível concluir que a ferramenta de autoavaliação se apresentou como um excelente recurso de análise do status quo da organização, sobre as percepções e comportamentos relacionados aos sistemas de saúde e segurança do trabalho.

  • IPEN-DOC 28947

    PAIVA, MARCIA M.D.P. . Análise de custo de tratamento para pacientes com diagnóstico de câncer de próstata em primeira recidiva bioquímica submetidos ao [68Ga] PSMA PET-CT / Financing the line of care in the first biochemical relapse of prostate cancer after (68Ga) PSMA PET-CT . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Lorena Pozzo.

    Abstract: Entre os novos casos de câncer no Brasil, o INCA estima que o de próstata atingirá 66 mil para o triênio 2020 - 2022. O câncer de próstata é o tumor que afeta a glândula prostática e uma das formas de se rastrear é através da dosagem do Antígeno Prostático Específico e exame de toque retal. Após o diagnóstico e estadiamento iniciais o paciente pode ser submetido a prostatectomia radical e/ou radioterapia curativa. Nos pacientes com recidiva bioquímica (PSA > 0,2 ng/ml) tratados inicialmente com prostatectomia radical é indicada a radioterapia externa de resgate. Nos pacientes com recidiva bioquímica (PSA > 2,0 ng/ml) que receberam tratamento com radioterapia inicialmente a indicação é de hormonioterapia. O exame de [68Ga] PSMA PET-CT é utilizado principalmente para localização de câncer de próstata no cenário de recorrência bioquímica e pode influenciar significativamente o manejo clínico do paciente. O objetivo geral do presente trabalho foi realizar uma análise do custo de tratamento para pacientes tratados em primeira recidiva bioquímica de câncer de próstata após a realização de [68Ga] PSMA PET-CT sob a perspectiva do Sistema Único de Saúde. Foi construída uma árvore de decisão após o diagnóstico através de consultas com especialistas da área e após revisão bibliográfica, para delinear todo o tratamento do paciente. Foram levantados custos por procedimento terapêutico modelado em dois cenários diferentes, com e sem [68Ga] PSMA PET-CT. As variações foram analisadas por meio de estudo de sensibilidade.

  • IPEN-DOC 28946

    GUIMARÃES, LARISSA da S. . Desenvolvimento de modelo de cultivo celular tridimensional para estudos in vitro de adenocarcinoma intestinal / Development of a three-dimensional cell culture model for in vitro studies of intestinal adenocarcinoma . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 45 p. Orientador: Daniel Perez Vieira.

    Abstract: A prevalência dos cânceres do trato gastrointestinal vem aumentando nos primeiros anos do século XXI na população brasileira. Há a necessidade de ampliar os estudos desta patologia, sobretudo num contexto de cultivo celular tridimensional, que possibilita a formação de modelos celulares que emulem, mesmo que minimamente, a fisiologia dos tecidos ou tumores in vivo. O trabalho pretendeu padronizar a produção de agregados celulares (esferoides) de células de adenocarcinoma intestinal (HT29-MTX) utilizando técnicas de levitação magnética. Esferoides formados desta forma, foram avaliados por microscopia de fluorescência e os parâmetros morfológicos foram comparados. Os experimentos mostraram a possibilidade de formação de tais agregados celulares e sua manutenção in vitro.

  • IPEN-DOC 28945

    ALMEIDA JUNIOR, JOSÉ N. de . Desenvolvimento de um sistema de filtração adicional semi-automatizado para a implantação de novas qualidades de feixe de raios-X utilizados em radiodiagnóstico / Development of an additional semi-automatized filtration system for the implementation of new X-ray beam qualities used in diagnostic radiology . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 64 p. Orientador: Orlando Rodrigues Junior.

    Abstract: Com o avanço das tecnologias de Imagiologia que utilizam radiação ionizante, novos equipamentos foram agregados à rotina médica. Esses equipamentos trazem novos desafios na sua utilização, em especial na calibração dos sistemas para garantir a correta entrega de radiação para diagnóstico ou terapia. O Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN (LCI-IPEN/CNEN) é composto por um conjunto de laboratórios para a calibração de diversos equipamentos medidores de radiação, para uso em radioproteção, radiodiagnóstico e radioterapia. Os sistemas contam com um razoável grau de automatização, boa parte desenvolvida no próprio IPEN por meio de projetos acadêmicos. Um desses arranjos conta com uma roda de filtros que atende as diversas qualidades estabelecidas nas normas NBR IEC 61267. O sistema semi-automatizado do LCI, de controle e otimização da roda de posicionamento de filtros, por meio do uso do software LabVIEW® e de programas a ele associados, coleta os respectivos fatores ambientais (temperatura e pressão) e físicos (a determinação do filtro adicional), para cálculo dos fatores de calibração, com as devidas incertezas, para cada filtro escolhido conforme a qualidade do feixe de raios X. Para se incorporar novas tecnologias, se torna necessário o desenvolvimento de um sistema que permita maior versatilidade na seleção de mais filtros, para se ter a possibilidade de calibrar diferentes qualidades de feixes atenuados, com o intuito de se poder utilizar uma maior gama de rotinas envolvendo outros equipamentos médicos. No presente trabalho, foi desenvolvido um sistema adicional de porta-filtros com entradas, para encaixe dos filtros correspondentes às qualidades dos feixes escolhidos no programa de seleção de filtros, tendo como objetivo ampliar a capacidade da roda de filtros. Para o desenvolvimento desse projeto, foi utilizada a prototipação rápida com impressão 3D pela técnica FFF (fused filament fabrication) e a partir dos desenhos e modelos finalizados do protótipo, foi desenvolvido um sistema para a identificação de filtros utilizando um microprocessador Arduino. O sistema permite a identificação se existe um filtro adicional em tempo real na sala de controle e pode ser adaptado a uma variedade de arranjos de irradiação. Foram feitos testes e comissionamento do sistema de identificação dos filtros, em ambiente simulando o software da rotina da roda de filtros, com resultado satisfatório, com a roda de filtro selecionando o arquivo gerado do filtro. Com a estrutura de reconhecimento dos filtros estabelecida e os sistemas físicos e de comunicação inseridos, o projeto está em testes para estabelecimento da atenuação com filtros de Ag (prata) e Cu (cobre), com posterior utilização para caracterização de qualidades de feixes de radiação atenuados (RQAs), com adequação do sistema de filtro para diversos usos.

  • IPEN-DOC 28944

    FERREIRA, HORTENCIA de J. . Utilização de semente de iodo-125 para localização intraoperatória de lesões mamárias impalpáveis : parecer técnico científico / Impalpable breast lesions intraoperative localization with 125-iodine seed: scientific technical report . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 242 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato.

    Abstract: O câncer de mama é a neoplasia maligna mais incidente em mulheres no Brasil, sendo considerado um problema de saúde pública. Atualmente, cerca de um terço dos cânceres de mama diagnosticados estão em estágios iniciais, sendo impalpáveis, o que permite a realização da cirurgia conservadora da mama com localização intraoperatória. Dentre as técnicas utilizadas estão wire-guided localization (WGL), radio guided occult lesion localization (ROLL) e radioactive seed localization (RSL). O objetivo deste estudo é desenvolver um parecer técnico científico para avaliar a eficácia, segurança e logística de RSL comparado a WGL e ROLL para lesões impalpáveis da mama. Foi realizada uma busca sistemática na literatura científica, estudos selecionados foram avaliados sobre sua qualidade metodológica e risco de viés e, então, sintetizados quantitativamente ou qualitativamente, conforme a natureza dos dados. Os resultados compreendem uma apresentação do cenário atual de avaliação da tecnologia, fornecido por estudos secundários anteriores; a análise comparativa de RSL contra WGL e ROLL, fornecido por ensaios clínicos e análises econômicas; análise de impacto das instituições que incorporaram a tecnologia RSL, fornecido por séries de casos; e, por fim, recomendações para implantação da tecnologia. RSL demonstrou-se superior as demais tecnologias analisadas, seus benefícios claramente superam os impactos relacionados, sendo uma opção viável a ser implantada em hospitais, com licença para uso de fontes radioativas.

  • IPEN-DOC 28943

    MUNRO, GABRIELA S. . Manual de Boas Práticas em Cultura de Segurança nos Serviços de Radioterapia no Brasil : um guia adaptado para a realidade brasileira / Manual of Good Practices in Safety Culture in Radiotherapy Services in Brazil: a guide adapted to the Brazilian reality . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 54 p. Orientador: Orlando Rodrigues Junior.

    Abstract: Pelo menos 50% dos pacientes em tratamento oncológico necessitarão da radioterapia em algum momento de seu tratamento. Além de seus benefícios, a radiação ionizante traz consigo riscos inerentes à irreversibilidade de seus possíveis efeitos deletérios. A Agência Internacional de Energia Atômica publica periodicamente relatórios sobre eventos adversos ocorridos ao redor do mundo com intuito de evitar sua recorrência e detectar vulnerabilidades nos sistemas e procedimentos empregados nos tratamentos. Desde 2012, o Brasil passa por uma expansão de seu parque radioterápico com o Plano de Expansão da Radioterapia no SUS, importante para reduzir um déficit existente no país, mas que eleva a chance de ocorrência de acidentes. Equipamentos cada vez mais robustos e tecnológicos associados ao grande número de seres humanos envolvidos no processo como um todo contribuem para o aumento do risco de ocorrência de erros potencialmente danosos para o paciente. Os objetivos deste trabalho incluem a realização de um levantamento da situação brasileira e internacional a respeito do tema Cultura de Segurança; a busca por projetos em andamento que possam contribuir para a padronização de um sistema de registro e compartilhamento de dados referentes a quase-erros, incidentes e eventos adversos nos serviços de Radioterapia brasileiros; a elaboração de um manual de boas práticas em Cultura de Segurança e o desenvolvimento de um website de promoção da Cultura de Segurança em Radioterapia. Foi realizada uma busca em bases de dados como PubMed, Google Scholar e Science Direct. Globalmente, diversos grupos têm desenvolvido sistemas para registro e compartilhamento de dados como parte de um esforço para aperfeiçoamento da Cultura de Segurança nos serviços de Radioterapia. No Brasil a norma vigente estabelece que acidentes e erros sejam reportados à Comissão Nacional de Energia Nuclear e por ela divulgados. Nesse cenário, foi elaborado um Manual de Boas Práticas em Cultura de Segurança nos Serviços de Radioterapia do Brasil e como ferramenta de apoio a essa iniciativa, o website www.radonc.com.br.

  • IPEN-DOC 28942

    SILVA, CINTIA M.P.M. da . A efetividade do diagnóstico precoce no estadiamento clínico do câncer de mama por informações obtidas no SIA/SUS pelas APAC oncológicas e produção ambulatorial / The effectiveness of early diagnosis in the clinical staging of breast cancer based on information obtained from SIA/SUS by oncological APAC and outpatient production . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 66 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. Coorientador: Orlando Rodrigues Junior.

    Abstract: Os programas de ações de detecção precoce do câncer visam reduzir a mortalidade através do tratamento eficaz quando o diagnóstico é realizado em estadiamento inicial da doença. O SUS (Sistema Único de Saúde) disponibiliza para as mulheres duas formas de exames: a mamografia de rastreamento e a mamografia diagnóstica. O objetivo do trabalho foi avaliar os dados do DATASUS (Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde) no sistema de informação hospitalar nos arquivos de PA, AQ, AR e EQ para verificar a influência da mamografia de rastreamento no estadiamento clínico do tratamento oncológico em mulheres, no SUS, entre 2010 e 2019. As informações utilizadas do diretório do DATASUS foram: os arquivos de Procedimento Ambulatorial (PA) para os exames de mamografia; os arquivos de Autorizações de Procedimentos Ambulatoriais (AQ e AR) para os estadiamentos clínicos; e os equipamentos de mamografia (EQ). As APAC de PA, AQ, AR e EQ são arquivos do diretório do DATASUS que foram coletadas no portal em março de 2021. Os resultados das análises das PA mostraram que, a partir de outubro de 2013, com as mamografias de rastreamento, registrou-se a maior quantidade de exames por mês no Brasil. Este dado indica a influência da campanha de conscientização do “Outubro Rosa”, sendo que a mamografia de rastreamento foi incluída no SUS em 2009. A faixa etária de recomendação pelo INCA (Instituto Nacional do Câncer) e Ministério da Saúde para o exame de rastreamento constituiu a maior quantidade de exames em comparação com as demais faixas etárias. O tratamento de quimioterapia representa os casos de confirmação de diagnóstico para o câncer de mama pelo exame de mamografia e mostrou alta taxa de tratamento em mulheres idosas. Este ponto sugere que o rastreamento por mamografia deve ser avaliado para a inclusão das mulheres com 70 anos ou mais. Os resultados encontrados nas AQ e AR indicaram que, as regiões Sudeste e Sul, para os estadiamentos avançados, obtiveram redução de 30% entre 2015 e 2019.

  • IPEN-DOC 28941

    LIMA, CÁTIA C.A. . Avaliação dos possíveis benefícios do rastreamento do câncer de mama em mulheres entre 40 a 49 anos em Ipatinga, Minas Gerais / Assessment of possible benefits of breast cancer screening in women aged 40 to 49 years in Ipatinga, Minas Gerais . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: Apesar das evidências científicas que demonstram redução da mortalidade com a mamografia de rastreio, existem divergências em qual idade esse rastreio deve iniciar. No Brasil, o Ministério da Saúde recomenda o rastreio a partir dos 50 anos. No entanto, no Brasil, cerca de 25 % dos casos de câncer de mama ocorre entre 40 e 49 anos. Esse trabalho tem como objetivo avaliar os benefícios do rastreio mamográfico em mulheres entre 40-49 anos na cidade de Ipatinga/ Minas Gerais. Para isso, foi utilizado como metodologia a busca retrospectiva de prontuários médicos no Hospital Marcio Cunha, entre 2008 e 2019. Foram estabelecidos dois grupos de estudo e comparado os resultados entre os mesmos: pacientes com diagnóstico de câncer a partir da mamografia de rastreio e pacientes diagnosticadas a partir da mamografia diagnóstica. O estudo demonstrou que, mulheres não rastreadas tiveram diagnósticos mais tardios; logo, a mortalidade foi 5 vezes maior, durante o período de coleta de dados. Mesmo entre os tumores biologicamente mais agressivos, a mamografia de rastreio possibilitou diagnósticos mais precoces. Além disso, mulheres que tiveram diagnóstico do câncer de mama por meio da mamografia de rastreio, tiveram maior possibilidade de preservação das suas mamas e menos linfadenectomias axilares. Foi criado um site divulgando os principais resultados do estudo. Além disto, foi realizado uma lista de recomendações cuja finalidade é despertar o interesse público por um serviço de vigilância ao câncer de mama que traga maior número de informações. Os resultados servem de argumento para ampliar o acesso à mamografia de rastreio a todas mulheres a partir dos 40 anos na cidade de Ipatinga (região do Vale do Aço) e estimular a reprodução deste trabalho em outras regiões em escalas maiores.

  • IPEN-DOC 28940

    CELESTINO, ALIDE C.P. . Validação de método de pureza radioquímica em IOD-IPEN-123 / Validation of radiochemical purity method in IOD-123 . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 82 p. Orientador: Margareth Mie Nakamura Matsuda.

    Abstract: A tireoide é uma glândula endócrina controlada pela hipófise (sistema hipotálamo hipófise) e regulada pelo sistema nervoso (neuroendócrino). Está localizada na região cervical, adiante da traqueia e apresenta a função de regular o metabolismo do corpo, influenciar o funcionamento de diversos órgãos como coração, cérebro, fígado e os rins. A presença de disfunções na glândula tireoide pode desencadear hipotireoidismo ou hipertireoidismo, e possíveis aparecimentos de nódulos, assim como de neoplasias. A medicina nuclear é uma especialidade médica que usa radiofármacos, medicamentos formados por um ligante e um radionuclídeo, sendo este responsável pela emissão da radiação em exames diagnósticos ou tratamentos terapêuticos e alguns procedimentos cirúrgicos. A cintilografia da tireoide é um exame da medicina nuclear que utiliza radiofármacos com iodo-131 ou iodo-123. A radiação gama emitida pelo iodo é captada por detectores do equipamento SPECT (tomografia computadorizada por emissão de fóton único) que produz imagem da distribuição do radionuclídeo no órgão. As imagens permitem avaliar a função do órgão e, quando associadas com imagens radiológicas de alto detalhe anatômico, como a tomografia computadorizada (SPECT/CT), aumentam a capacidade diagnóstica. Os radiofármacos apresentam tempo de meia-vida física relativamente curto, indo de minutos até alguns dias e devem atender a especificações de qualidade. Em muitos casos, eles são liberados para administração no paciente após a sua produção, antes da obtenção dos resultados de todos os ensaios de controle de qualidade. Para isso, um sistema de garantia da qualidade deve ser implementado para o uso eficiente e seguro em humanos. O controle de qualidade é um conjunto de operações com o objetivo de verificar e assegurar que os radiofármacos são produzidos de acordo com as Boas Práticas de Fabricação (BPF). Para o atendimento pleno às BPF, é imprescindível que os métodos analíticos de controle de qualidade dos radiofármacos estejam validados de acordo com a legislação específica da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). O objetivo deste trabalho foi revisar o protocolo de validação do método de pureza radioquímica do radiofármaco IOD-IPEN-123 e executar a validação completa do método, que consiste em realizar ensaios de seletividade, linearidade, intervalo (ou faixa de trabalho), precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e robustez. Os resultados de todos os ensaios atenderam aos requisitos e a pureza radioquímica do produto foi acima de 95%, como especificado na farmacopeia europeia. A execução do protocolo permitiu concluir que a cromatografia em papel é uma técnica adequada para uso na rotina de controle de qualidade para determinação da pureza radioquímica de IOD-IPEN-123.

  • IPEN-DOC 28939

    KANTOVITZ, K.R.; CABRAL, L.L.; CARLOS, N.R.; FREITAS, A.Z. de ; PERUZZO, D.C.; FRANCA, F.M.G.; AMARAL, F.L.B. do; BASTING, R.T.; PUPPIN-RONTANI, R.M.. Impact of resin composite viscosity and fill-technique on internal gap in Class I restorations: an OCT evaluation. Operative Dentistry, v. 46, n. 5, p. 537-546, 2022. DOI: 10.2341/20-144B-L

    Abstract: The aim of this in vitro study was to quantitatively evaluate the internal gap of resin composites of high-and low-viscosity used in single- and incremental-fill techniques in Class I cavities exposed to thermal cycling (TC) using optical coherence tomography (OCT). Cavities of 4-mm depth and 3-mm diameter were prepared in 36 third molars randomly distributed into four groups, according to viscosity of restorative resin-based composite (high or low viscosity, all from 3M Oral Care) and technique application (bulk or incremental fill) used (n=9): RC, high-viscosity, incremental-fill, resin-based composite (Filtek Z350 XT Universal Restorative); BF, high-viscosity, bulk-fill, resin-based composite (Filtek One Bulk Fill); LRC, lowviscosity, incremental-fill, resin-based composite (Filtek Z350 XT Flowable Universal Restorative); and LBF, low-viscosity, bulk-fill, resin-based composite (Filtek Flowable Restorative). Single Bond Universal Adhesive system (3M Oral Care) was used in all the experimental groups. The incremental-fill technique was used for RC and LRC groups (2-mm increments), and a single-layer technique was used for BF and LBF groups, as recommended by the manufacturer. The internal adaptation of the resin at all dentin walls was evaluated before and after TC (5000 cycles between 5°C and 55°C) using OCT images. Five images of each restored tooth were obtained. Images were analyzed using ImageJ software that measured the entire length of the gaps at the dentin–restoration interface. The length of gaps (μm) was analyzed using two-way repeated measures ANOVA and the Tukey tests (α=0.05). There was a significant interaction between material types and TC (p=0.006), and a significant difference among all material types (p<0.0001), before and after TC (p<0.0001). Increased internal gaps at the dentin–restoration interface were noticed after TC for all groups. RC presented the lowest value of internal gap before and after TC, while LBF showed the highest values of internal gap after TC. In conclusion, TC negatively affected the integrity of internal gap, whereas high-viscosity, incremental-fill, resin-based composite presented better performance in terms of internal adaptation than low-viscosity, bulk-fill materials in Class I cavities.

    Palavras-Chave: resins; viscosity; in vitro; dentistry; composite materials

  • IPEN-DOC 28938

    ZEZELL, DENISE M. ; ANA, PATRICIA A.. Lasers in caries and erosion prevention: fluoride synergy and spectroscopy monitoring. In: ROMANOS, GEORGIOS E. (Ed.). Laser Light Therapy in Dentistry: Efficacy, Uses and Limitations. New York, NY, USA: Nova Science Publishers, 2021. p. 123-171, cap. 6. (Dentistry and Oral Sciences). DOI: https://doi.org/10.52305/YICB6320

    Abstract: The use of laser radiation has shown benefits in different areas of human health. In Dentistry, laser radiation at high or low intensity is widely used as an adjunct strategy to the traditional therapeutic techniques in different specialties, and the observed effects depend both on the parameters of the radiation used, as well as on the tissues to be treated and their clinical condition. High intensity lasers are used for cutting both hard and soft tissues, as well as for hemostasis, vaporization, removal of decayed tissue, calculus, biofilm, and for decontamination. Also, lasers can be used for preparing dental hard tissue for prosthetic treatment, as well as to non-invasively remove ceramic or resin restorations, crowns, and laminates. Still, due to its thermal effect, lasers have shown promising results in preventing the appearance and progression of caries and erosion lesions in enamel and dentin. These thermal effects can also enhance the action of other preventive strategies, among which the topical application of fluoride stands out. The compositional effects of Nd:YAG (λ = 1,064 nm), Er:YAG (λ = 2,094 nm) and Er,Cr:YSGG (λ = 2,078 nm) laser wavelengths, applied under different conditions and in association or not with fluoride, have been evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy, a non-destructive technique that allows the broad evaluation of the same sample in different periods; for this reason, it is an extremely attractive technique for monitoring the treatments. Infrared thermography was also used in order to guide the choice of safe irradiation parameters tested for future clinical use of these lasers. These aspects will be detailed in this chapter.

  • IPEN-DOC 28937

    DE LEO, THAIS C.; SANTOS, SOFIA N. dos ; BERNARDES, EMERSON S. ; CUMMINGS, RICHARD D.; STOWELL, SEAN R.; DIAS-BARUFFI, MARCELO. Molecular imaging for in vivo tracking and detection of 2 galectin binding partners. In: STOWELL, SEAN R. (Ed.); ARTHUR, CONNIE M. (Ed.); CUMMINGS, RICHARD D. (Ed.). Galectins: Methods and Protocols. New York, NY, USA: Humana, 2022. p. 339-352, (Methods in Molecular Biology, 2442). DOI: 10.1007/978-1-0716-2055-7_18

    Abstract: Molecular imaging (MI) is a non-invasive growing technology that allows the investigation of cellular and molecular processes in basic and clinical research and medicine. Luminescent proteins and radionuclides can be associated to target molecules providing high-definition and real-time image of whole body in few minutes or hours. Several MI studies have enabled the determination of molecular partners, in vivo tracking, and fate of compounds in different disorders. Considering that galectins are multifaceted proteins with great impact in many biological events, here we describe methods and strategies to generate labeled galectins for in vivo non-invasive imaging studies.

  • IPEN-DOC 28936

    HELLEIS, RODRIGO; MAIA, GUILHERME A.R.; CASTRO, ERYZA G. de; BERBEL, LARISSA O. ; COSTA, ISOLDA ; BANCZEK, EVERSON do P.. Niobium- and titanium-based coating for the protection of carbon steel SAE 1020 against corrosion. Anti-Corrosion Methods and Materials, v. 69, n. 4, p. 426-433, 2022. DOI: 10.1108/ACMM-10-2021-2561

    Abstract: Purpose: The purpose of this paper is to evaluate the protection against corrosion of carbon steel SAE 1020 promoted by a niobium- and titanium-based coating produced from a resin obtained by the Pechini method. Design/methodology/approach: A resin was prepared with ammonium niobium oxalate as niobium precursor and K2TiF6 as titanium precursor. Carbon Steel SAE 1020 plates were dip coated in the resin and calcinated for 1 h at 600 ºC. Scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction were used to characterize the coating morphologically and structurally. Open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy, anodic potentiodynamic polarization and scanning vibrating electrode technique were used to evaluate the corrosion protection of the coating. Findings: The electrochemical analyses evidence slight protection against corrosion of the coating by itself; however, the needle-like crystal structure obtained may potentially provide a good anchorage site, suggesting the coating could be used as a pretreatment that may present similar application to phosphating processes, generating lower environmental impacts. Originality/value: Due to increasingly restrictive environmental laws, new environmentally friendlier surface treatments must be researched. This paper approaches this matter using a combination of niobium- and titanium-based coating, produced by a cleaner process, the Pechini method.

    Palavras-Chave: niobium; titanium; surface coating; corrosion resistance; carbon steels; electrochemistry

  • IPEN-DOC 28935

    FREIRE, LUCIANO O. ; ANDRADE, DELVONEI A. de . A preliminary proposal for a hybrid lattice confinement fusion-fission reactor for mobile nuclear power plants. Fusion Science and Technology, v. 78, n. 4, p. 259-274, 2022. DOI: 10.1080/15361055.2021.2000327

    Abstract: Scientists detected 2.45-MeV neutrons and in smaller yields 4- and 5-MeV neutrons in deuterated metals under a 2.9-MeV electron beam. Such discovery could allow the use of deuterated metals at temperatures below their melting point to provide nuclear fusion reactions. Such reactions could provide fast neutrons and energy in the form of heat. This work analyzed the results of some experiments to infer the neutron multiplication rate in such environments. It also considered the possible roles that such phenomena could play in a commercial nuclear power reactor under economic and compactness constraints. It seems the best way to promote nuclear fusion is the irradiation of deuterated metals by fast neutrons. This work presents the concept of a hybrid fusion–fission reactor using fissile or fertile fuel to generate heat and fast neutrons along deuterated metals providing excess neutrons (reactivity boost). Additionally, deuterated metals also may have a role in neutron moderation requiring less volume than other moderators (water or graphite). Such a reactor, given its reactivity boost, may burn radioactive residuals (transmutation) at affordable costs while generating power. Alternatively, this hybrid fusion–fission concept could also breed fissile fuel from fertile isotopes using natural uranium as seed.

    Palavras-Chave: metals; deuteration; cold fusion; hybrid reactors; mobile reactors; fission

  • IPEN-DOC 28934

    SANTOS, SILAS C. dos ; RODRIGUES JUNIOR, ORLANDO ; CAMPOS, LETICIA L. . Evaluation of rare-earth sesquioxides nanoparticles as a bottom-up strategy toward the formation of functional structures. Current Applied Materials, v. 1, n. 1, p. 65-74, 2022. DOI: 10.2174/2666731201666220111102037

    Abstract: Background: The strategy to form functional structures based on powder technology relies on the concept of nanoparticles characteristics. Rare-earth sesquioxides (RE2O3; RE as Y, Tm, Eu) exhibit remarkable properties, and their fields of application include energy, astronomy, environmental, medical, information technology, industry, and materials science. The purpose of this paper is to evaluate the characteristics of RE2O3 nanoparticles as a bottom-up strategy to form functional materials for radiation dosimetry. Methods: The RE2O3 nanoparticles were characterized by the following techniques: XRD, SEM, PCS, FTIR, ICP, EPR, and zeta potential. Results: All RE2O3 samples exhibited cubic C-type structure in accordance with the sesquioxide diagram, chemical composition over 99.9 %, monomodal mean particle size distribution, in which d50 value was inferior to 130 nm. Among all samples, only yttrium oxide exhibited an EPR signal, in which the most intense peak was recorded at 358mT and g 1.9701. Conclusion: Evaluating nanoparticle characteristics is extremely important by considering a bottom-up strategy to form functional materials. The RE2O3 nanoparticles exhibit promising characteristics for application in radiation dosimetry.

    Palavras-Chave: rare earth compounds; ceramics; nanoparticles; oxides; dosimetry; radiation doses; structure functions

  • IPEN-DOC 28933

    BARBOZA, WANESSA das G. ; MILAGRE, MARIANA X. ; DONATUS, UYIME ; MACHADO, CARULINE de S.C.; RAMIREZ, OSCAR M.P.; ARAUJO, JOAO V. de S. ; SILVA, REJANE M.P. da ; COSTA, ISOLDA . Corrosion behaviour of the 2098-T351 Al–Cu–Li alloy after different surface treatments. Corrosion Engineering, Science and Technology, v. 57, n. 3, p. 269-279, 2022. DOI: 10.1080/1478422X.2022.2054915

    Abstract: The effect of different surface treatments on the corrosion resistance of the AA2098 Al–Cu–Li alloy has been investigated. Surface characterization was performed using 3D optical profilometry, energy dispersive X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy. The corrosion resistance of the 2098 alloy after the surface treatments was investigated in 0.1 mol L−1 NaCl solution by electrochemical techniques and microscopy. Corrosion results showed that the untreated and the chemically etched surfaces were more active than the mechanically abraded and mechanically polished surfaces owing to differences in the nature of the native oxides formed after the surface treatments. Corrosion rate and mode were also affected by how close the exposed surface was to the mid-thickness region of the AA2098-T351 plate relative to the actual top surface (before polishing). This is associated with the variation in the volume fraction and distribution of the T1 phase as the mid-thickness region of the AA2098-T351 plate is approached.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; lithium alloys; copper alloys; surface treatments

  • IPEN-DOC 28932

    FONTOLAN, ALESSANDRA F.A.M. . Avaliação da percepção pública sobre a radioatividade para criação de cartilha educativa / Assessment of the public perception about radioactivity for the create of an educational booklet . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: A energia nuclear divide a opinião pública com suas consideradas boas e más aplicações. Quase imediatamente após a descoberta da radiação, elementos radioativos purificados pelo casal Curie foram utilizados em tratamentos de saúde, mas com as bombas nucleares de Hiroshima e Nagasaki, o ramo ficou marcado pela má opinião pública, sendo relacionado com a morte e a destruição. Este trabalho propõe mudar um pouco desse paradigma. Através de um questionário foi avaliada a percepção e o conhecimento público sobre a radioatividade. O questionário foi respondido por 488 pessoas e destas responderam que não tem conhecimento sobre radioatividade, 72,13 % sabem um pouco sobre o tema, mas apenas 39,34 % sabem a diferença entre radiações ionizantes e não ionizantes. Apesar de 94,4 % dos entrevistados já ouviram falar em doença causadas pela radiação, a maioria (58,89 %) respondeu que não sabe se ela é prejudicial à saúde e 215 pessoas responderam que já ouviram falar em acidentes nucleares. Nas questões sobre o uso das radiações no dia a dia, a maioria das pessoas colocaram exemplos relacionados ao diagnóstico e tratamento de doenças, mas 70 % assinalaram micro-ondas, que usa uma radiação de baixa frequência, além de respostas incorretas como 68,4 % ressonância magnética, 31,6 % ultrassom, 17,3 % usina hidroelétrica, demonstrando de maneira geral a falta de informação sobre o tema. Nas perguntas de opinião sobre radiação, 55,94 % têm medo da energia nuclear, 55,76 % não apoiam a construção de mais reatores nucleares no Brasil, mas 96,1 % acham que as pesquisas nas áreas de radiação devem continuar, 75,41 % acham que o Brasil deve instalar mais equipamentos que utilizem radiações na medicina e 58,76 % acham que a radiação é segura. Na pergunta sobre uma possível mudança de opinião 76,84 % responderam sim ou talvez, demonstraram interesse em obter mais conhecimento nessa área, justificando a confecção da cartilha. Após a análise dos resultados do questionário, tópicos foram selecionados para a construção de uma cartilha educativa. Ela foi elaborada com um amplo conteúdo sobre a energia nuclear, didática e de fácil entendimento para a disseminação de conhecimento das aplicações das radiações. Um site gratuito foi criado para download do material.

  • IPEN-DOC 28931

    GASPARIAN, PATRICIA B.R. . Desenvolvimento, produção e caracterização de filmes OSLD baseados em CaSO4 para aplicação em dosimetria das radiações / Development, production and characterization of OSLD films based on CaSO4 for radiation dosimetry applications . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 126 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-155232

    Abstract: Nos tratamentos modernos de radioterapia (RT), campos pequenos e distribuições de dose complexas requerem técnicas de dosimetria adequadas e precisas. Filmes radiocrômicos e arranjos de câmaras de ionização (CI) apresentam limitações, como alto custo, precisão dependente da variabilidade de produção dos filmes e resolução limitada (arranjo de CI). Estudos recentes demonstraram que sistemas de luminescência opticamente estimulada (do inglês optically stimulated luminescence -OSL) permitem a avaliação de doses para mapeamento 2D de forma relativamente rápida e simples e os resultados mostram resolução submilimétrica. Este trabalho apresenta, pela primeira vez, um dosímetro de luminescência opticamente estimulada (OSLD) na forma de um filme flexível feito com partículas de CaSO4:Eu embebidas em uma matriz de elastômero de silicone. O filme OSLD foi produzido por uma metodologia relativamente simples e de baixo custo. Esse filme é reutilizável e o sinal pode ser limpo satisfatoriamente com uso de LEDs azuis. As principais propriedades dosimétricas foram avaliadas utilizando o leitor TL/OSL Risø com estimulação azul e filtro Hoya U-340. A investigação mostra repetibilidade dentro de 3% ao medir com a mesma amostra de filme. Em relação à homogeneidade do filme OSLD, foi observada uma mudança de sensibilidade de aproximadamente 12% ao longo do filme OSLD de 5 x 5 cm2. Além disso, a curva de resposta em função da dose mostra linearidade de 5 a 25 Gy. O desvanecimento do sinal OSL é relativamente alto, cerca de 50% nas primeiras 48h, e depois fica estável. Um filme OSLD de 3 x 3 cm2 foi usado com sucesso para mapear a distribuição de dose em radiocirurgia (feixe de fótons de 6 MV). Este trabalho demonstra a viabilidade da dosimetria 2D usando filmes OSLD reutilizáveis baseados em CaSO4:Eu.

    Palavras-Chave: luminescence; optical systems; dosimetry; radiation doses; films; calcium sulfates

  • IPEN-DOC 28930

    LIVINALLI, MARINA M. . Development of functional layers for direct ethanol solid oxide fuel cells / Desenvolvimento de camadas funcionais para células a combustível de óxidos sólidos a etanol direto . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 195 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-154257

    Abstract: This thesis explores the synthesis and application of cerium oxide as a material in solid oxide fuel cells (SOFC) with tailored properties to decrease the processing temperature and improve the effectiveness of the catalytic and electrochemical reactions. Three approaches were investigated: i) a precipitation route for the synthesis of gadolinium doped ceria (CGO) with a sintering aid, ii) shape control of nanoceria by a hydrothermal route and application of the materials as an SOFC electrolyte and as catalytic layer for direct operation of an SOFC with ethanol, and iii) the application of a doped ceria barrier layer and nanostructured layer by a physical deposition method. The precipitation route showed to be efficient for the synthesis of nanometric ceria and the addition of Fe2O3 enhanced the sintering mechanism. It was inferred that Fe mostly segregates at the grain boundary interfaces of CGO, therefore, decreasing the grain boundary energy and favouring the elimination of the solid-gas interface. Nonetheless, Fe-rich phase precipitates were found to enhance the electronic contribution of CGO. Thus, the use of transition metal oxide as a sintering aid in ceria-based electrolytes should be controlled to avoid changes in charge transport in the electrolyte. The hydrothermal route was investigated as a novel approach to controlling the densification mechanism in the material. Through this simple route, CGO nanorods and nanocubes were synthesized by controlling the temperature. The CGO nanorods exhibited high surface energy, promoting mass diffusion at lower temperatures leading to a rapid densification and were therefore successfully applied as an electrolyte material in an electrolyte supported SOFC fully sintered at 1150 ºC operating at intermediate temperature. On the other hand, the CGO nanocubes had a very low sintering activity, attributed to their higher surface stability. The CGO nanorods and the CGO nanocubes were further evaluated to be applied as support materials for Ni-based catalysts in the steam reforming reaction of ethanol at intermediate temperature. The Ni catalyst on the CGO nanorod support displayed the highest activity after a heat treatment analogous to that for processing SOFCs. Hence, it was employed as a catalytic layer in an SOFC operating directly with ethanol. It was demonstrated that the fuel cell remained stable under operating condition with a continuous flow of anhydrous ethanol. Nanostructured doped ceria functional layers deposited by pulsed laser deposition (PLD) were applied as a barrier layer and as a cathode interlayer. The deposition of such functional layers was shown to enhance the cell's performance, having a role in both the durability, and increasing the oxygen reduction reaction sites. In summary, this thesis contributes towards the development of nanomaterials with tailored properties for application as functional layers of high performance SOFC.

    Palavras-Chave: temperature measurement; catalytic converters; electrochemical cells; solid oxide fuel cells; cerium oxides; gadolinium; iron oxides; nanomaterials; synthesis; steam; reformer processes; hydrogen production; layers; deposition; pulse shapers; lasers

  • IPEN-DOC 28929

    MASSEI, MARIANA G.R. . Estudo da interação da radiação ionizante como método de esterilização de filmes de poliuretano termoplástico aplicados como biomaterial / Study of the interaction of ionizing radiation as a method of sterilization of thermoplastic polyurethane films applied as a biomaterial . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 115 p. Orientador: Monica Beatriz Mathor. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18082022-153425

    Abstract: Novos materiais estão sendo amplamente estudados e aplicados na área da saúde, estes são denominados biomateriais. Diferentes métodos são utilizados para esterilização de materiais, dentre eles a radiação ionizante vem sendo utilizada pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos diversos. Para a utilização deste tipo de radiação deve-se avaliar não apenas a eficácia de seu poder esterilizante, mas a influência que esta pode exercer sobre as cadeias poliméricas, a fim de avaliar possíveis perdas ou modificações que alterem o material a ser utilizado. Desta forma, no presente trabalho, o filme de poliuretano do tipo termoplástico com base policarbonato foi submetido a tratamento com solvente orgânico, em ambiente com temperatura e umidade controladas, sendo avaliada por meio da caracterização química, físico-química e mecânica, a extensão das alterações causadas no material pela radiação ionizante. Também foi avaliado se o material apresenta as características necessárias para ser utilizado em testes clínicos, por meio de ensaios de biocompatibilidade descritos pela ISO 10993. Para estudo da esterilização, o filme foi submetido a doses crescentes de radiação gama (15, 25 e 50 kGy), Óxido de Etileno e plasma, caracterizados com técnicas comparativas, reavaliando possíveis alterações. Os filmes após os processos de esterilização mantiveram as características muito próximas ao material manufaturado, demonstrando que a radiação ionizante na dose de 25 kGy é a ideal para a esterilização deste tipo de material. A metodologia empregada na fabricação dos filmes pode levar a confecção de stents esofágicos, recobrimento de marca-passos, substituição de tecidos biológicos lesados, dentre outros. O estudo permitiu a criação da metodologia de processo que gerou a patente de invenção com numeração BR 1020170202658.

    Palavras-Chave: polyurethanes; thermoplastics; ionizing radiations; infrared thermography; fourier transformation; sterilization; biological materials; films; interaction range; thermal gravimetric analysis; calorimetry; x-ray diffractometers; optical systems; materials testing

  • IPEN-DOC 28928

    SILVESTRE, LARISSA J.B. . Aplicação de testes de associação explícita e implícita na comunidade acadêmica médica para avaliar a resistência no uso de sistemas de apoio ao diagnóstico médico / Application of explicit and implicit association tests in the medical academic community to assess resistance in the use of medical diagnostic support systems . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 177 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-151540

    Abstract: Com a evolução tecnológica no âmbito da saúde, o desenvolvimento de softwares que auxiliam o médico em suas decisões sobre o diagnóstico do paciente tem se intensificado nos últimos anos. O Sistema de Apoio ao Diagnóstico Médico (SADM) torna-se uma ferramenta relevante nesse processo, pois pode contribuir para uma melhor assistência ao paciente e para um diagnóstico mais assertivo. O objetivo deste trabalho é medir os possíveis preconceitos/resistências ao uso do SADM em grupos constituídos de professores médicos e acadêmicos de medicina da FAPAC/ITPAC Porto, em Porto Nacional, Tocantins. Para a medida da memória explícita, foi utilizado um questionário elaborado nesta tese. Já para a memória implícita utilizou-se o Teste de Associação Implícita (TAI) aplicado por meio do software FreeIAT, que mede a latência de resposta do participante, a fim de quantificar os preconceitos dos dois grupos, quanto ao uso do SADM. Como parte deste trabalho, foi desenvolvido um pós-processador gráfico com interface amigável, o que facilitou a apresentação e a interpretação dos resultados por parte dos usuários do FreeIAT. O Teste de Associação Implícita (TAI) do software utilizado neste trabalho, foi customizado com a finalidade de comparar as associações implícitas, tanto de professores médicos, quanto de acadêmicos, em relação às categorias-alvo: "INFORMÁTICA" e "MANUSCRITO". Para validação dos testes de associação explícita e implícita, um pré-teste foi aplicado a um grupo de professores médicos. Antes da pandemia da COVID-19, o teste de associação implícita foi aplicado para os acadêmicos de medicina no primeiro mês de aula da disciplina Informática Médica e após quatro meses, o teste foi reaplicado. O treinamento para esse grupo consistiu na exposição dos conteúdos abordados durante as aulas, sendo apresentadas as mais variadas aplicações da informática na área médica. Após a ministração da disciplina, os acadêmicos apresentaram resultados mais positivos em relação à "INFORMÁTICA". Paralelamente, foi aplicado o FreeIAT customizado para os professores médicos, além da realização de um treinamento multissensorial. Finalmente, o TAI foi reaplicado a esses participantes, cujos resultados mostraram que após o treinamento multissensorial, as associações positivas à "INFORMÁTICA" aumentaram. Devido à pandemia da COVID-19, a proposta desta pesquisa foi ampliada, a fim de verificar se houve um aumento nas associações positivas à "INFORMÁTICA". O mesmo TAI customizado e o treinamento multissensorial, utilizados na pré-pandemia, foram aplicados a dois novos grupos de professores médicos e acadêmicos de medicina. A metodologia multissensorial elaborada e utilizada neste trabalho para os professores e acadêmicos teve êxito no período da pré-pandemia ao possibilitar mudanças nas associações implícitas, modificando a percepção dos participantes e possibilitando a redução do preconceito/resistência à utilização de SADMs. Já no período da pandemia, apenas os acadêmicos demonstraram maior força de associação à "INFORMÁTICA", após cursarem a disciplina Informática Médica. Já os médicos, apresentaram menor força de associação à "INFORMÁTICA". Os resultados desta pesquisa promovem uma reflexão sobre como o conhecimento de sistemas computacionais confiáveis pode alterar a percepção prévia de um acadêmico ou médico e minimizar a resistência quanto ao uso desses sistemas. O software TAIGraph, desenvolvido neste trabalho, encontra-se disponível para ser utilizado, especialmente por pesquisadores que fazem uso do FreeIAT.

    Palavras-Chave: medicine; education; personnel; medical supplies; computer codes; programming languages; tools; diagnostic techniques; control systems; comparative evaluations

  • IPEN-DOC 28927

    TEIXEIRA, BRUNA S. . Incorporação e nanoencapsulação de agentes antioxidantes em filmes de amido e ação da irradiação por feixes de elétrons / Incorporation and nanoencapsulation of antioxidant agents in starch films and the action of electron beam irradiation . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 142 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-145813

    Abstract: O desenvolvimento de filmes biodegradáveis é uma alternativa ao uso de embalagens n o amigáveis ao meio ambiente. Para produção desses filmes, diversos polímeros naturais podem ser utilizados, dentre eles, o amido, no qual apresenta boas características, propriedades e facilidade para sua obtenção. A adi o de antioxidantes naturais livres ou encapsulados pode contribuir ainda mais no desenvolvimento de filmes funcionais com atividade antioxidante. O objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes ativos, à base de polímeros naturais de fonte renovável, o amido, pela técnica casting e extrusão, adicionados com compostos bioativos de hibisco e cúrcuma livres e nanoencapsulados e ação da irradiação por feixes de elétrons. Procedeu-se a extração por micro-ondas e ultrassom dos compostos bioativos do hibisco e da cúrcuma com diferentes solventes e temperaturas, assim como a caracterização em relação à atividade antioxidante, determinação dos compostos fenólicos, atividade anti-inflamatória e antimicrobiana. Foi realizado a encapsulação desses compostos através da secagem por vaporização (nanospray dryer) e caracterizados quanto às propriedades físicas, fisico-químicas, morfológicas, bioativas, parâmetros colorimétricos, diâmetro e tamanho das partículas. As partículas mais estáveis dos extratos foram incorporadas nos filmes preparados por extrusão. As soluções filmogênicas para a técnica casting foram preparadas nas concentrações de 5% (p/v) de amido de batata, 3% de glicerol, 0.5% de propionato de cálcio (C6H10CaO4) sob agitação constante até gelatinização do amido. Os filmes com os compostos bioativos foram preparados com solução de 1 e 2% de hibisco e cúrcuma, com as mesmas proporções de plastificante glicerol e conservante (propionato de cálcio). Análise do perfil de viscosidade desses hidrogéis foi realizado. Os filmes processados por extrusão foram preparados com as partículas encapsuladas com os compostos bioativos. Foram elaboradas 5 formulações: filme de amido, filme de amido com nanoapartículas de hibisco a 1 e 2% e filme de amido com nanopartícula de cúrcuma a 1 e 2%. Após o preparo os filmes foram irradiados com feixes de elétrons com doses de 5, 10, 20 e 40 kGy. A irradiação ionizante foi utilizada com o intuito de verificar a influência nas propriedades bioplásticas dos filmes à base de amido, assim como as propriedades mecânicas e de barreira. Estes bioplásticos foram caracterizados quanto às propriedades físicas, fisico-químicas, morfológicas, biotivas, mecânicas, de barreira e térmicas. As propriedades dos filmes estudados foram afetadas dependendo da proporção de antioxidante adicionado.

    Palavras-Chave: biological materials; biodegradation; packaging; films; carbohydrates; starch; potatoes; nanotechnology; encapsulation; antioxidants; synchrotron radiation sources; ionizing radiations; environmental protection

  • IPEN-DOC 28926

    SARDO, ARIANE V. da N. . Laser de baixa intensidade no tratamento de mucosite oral induzida por radiação : avaliação imunohistoquímica com marcadores de citoqueratinas CK 10 e CK 14 / Low-level laser in the treatment of radiation-induced oral mucositis: immunohistochemical evaluation with cytokeratin marker CK10 and CK14 . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-144812

    Abstract: A mucosite oral (MO) é uma lesão frequente em pacientes oncológicos e que pode ser causada tanto por radioterapia em região de cabeça e pescoço ou por certos quimioterápicos. Podendo variar no grau clínico de sua manifestação, a MO quando causa ulcerações gera severo quando álgico, risco de infecção local e sistêmica e aumento de custo no tratamento, principalmente quando causada por radiação ionizante. Não há um consenso terapêutico quanto ao manejo da MO e, nas últimas décadas, há um destaque para a fotobiomodulação (PBM), com laser de baixa intensidade, nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho. Esta é uma opção não medicamentosa capaz de diminuir o desconforto e acelerar a cicatrização das feridas. Os mecanismos de ação da PBM na evolução do reparo da MO não são esclarecidos. Visando elucidar a atuação da PBM na evolução da maturidade epitelial em úlceras de MO induzidas por radiação ionizante, o presente estudo avaliou o efeito da PBM com comprimento de onda (λ) vermelho, de 660 nanometros (nm) e infravermelho, de 780 nm em feridas de MO radioinduzidas, na língua de ratos, oito e vinte dias após irradiação, em tempo único, com 20 Gy, de fonte de raios gama. Avaliou-se, na área epitelial das lesões, a área percentual correspondente a marcação positiva para as proteínas citoqueratinas 10 (CK10) e 14 (CK14), por meio de técnica de imunohistoquímica (IHQ), após 8 e 20 dias da indução das lesões, e comparou-se com um grupo controle não tratado. A CK10 é uma proteína relacionada a células epiteliais de maior grau de maturidade e diferenciação, sendo capazes de colaborar com a resposta de defesa inata tecidual, e foi significativamente mais expressa no grupo tratado com PBM de 660 nm. A CK14, que é característica de células epiteliais de menor maturidade, menos diferenciadas, importante para o reparo e resistência mecânica epitelial e, normalmente, devendo estar restrita à camada basal de epitélios saudáveis, não apresentou diferenças quantitativas entre os grupos avaliados. No entanto, seu padrão de distribuição no epitélio das amostras do grupo controle no vigésimo dia, ainda se apresentava alterado, ao passo que nos grupos tratados com PBM, a CK14 já aparecia restrita à camada basal do epitélio, como esperado em epitélios saudáveis. O estudo permitiu concluir que a PBM foi capaz de melhorar indicadores de maturidade epitelial da ferida de MO reparada, o que potencialmente se traduz em um epitélio funcionalmente mais competente para um mesmo tempo clínico do grupo controle, na qual as lesões seguiram seu curso natural de cicatrização.

    Palavras-Chave: oral cavity; mucous membranes; inflammation; radiotherapy; radiation induced mutants; cytology; keratin; biological markers; immunoassay; biological repair; lasers

  • IPEN-DOC 28925

    MELO, CAMILA G. . Otimização do tingimento de algodão com o corante Reactive Blue 21 e tratamento do respectivo efluente têxtil com acelerador de elétrons para a redução da cor e dos efeitos tóxicos agudos / Optimization of cotton dyeing with Reactive Blue 21 dyestuff and treatment of the corresponding textile effluent with electron accelerator to reduce color and acute toxic effects . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 134 p. Orientador: Maria da Conceição Costa Pereira. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-122403

    Abstract: A indústria têxtil demanda de grande volume de água e diversos insumos químicos em seus processos, sobretudo de beneficiamento secundário, gerando efluentes com elevados índices absorciométricos, altas cargas de contaminantes e potencialmente tóxicos. O Planejamento Experimental surge como ação mitigadora para o uso racional da água na etapa de tingimento. Os processos de Oxidação Avançada se destacam dentre os métodos de tratamento para a degradação do corante e de contaminantes presentes no efluente. Neste contexto, a tecnologia de radiação ionizante por feixe de elétrons, pode ser vista como a próxima geração de técnicas de tratamento sem adições químicas e formação de resíduos e, portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito e a eficácia da radiação ionizante por feixe de elétrons em efluente oriundo de tingimento otimizado de algodão com o corante Reactive Blue 21 - RB 21. Para o planejamento e otimização de um processo de tingimento com um maior valor de Intensidade Colorística (K S-1) foi empregado a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) e os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA). O efluente foi submetido à tratamento de irradiação em acelerador de elétrons, com variação de dose entre 2,5 e 15 kGy. As análises ecotoxicológicas para efeito agudo foram realizadas com o microcrustáceo Daphnia similis e com a bactéria marinha Vibrio fischeri. A prática de reúso do efluente tratado foi determinada pela análise da concentração de Cloreto de Sódio do efluente e de ensaios de solidez da cor dos tecidos. O efluente sem tratamento apresentou toxicidade para ambos os organismos-teste, com valores de CE 50 de 5,28% para Daphnia similis e de 0,43% para Vibrio fischeri. O tratamento de irradiação por feixe de elétrons reduziu em mais de 60% a cor e a toxicidade do efluente, na dose de 7,5 kGy. Em relação à prática de reúso do efluente tratado, a diferença de cor (ΔE), o K S-1 e os ensaios de solidez da cor não apresentaram diferenças significativas em comparação ao tingimento realizado com água de abastecimento. A otimização do processo de tingimento propiciou um melhor esgotamento do banho e, consequentemente, um efluente com menor carga orgânica. O tratamento com irradiação por feixe de elétrons apresentou eficácia para a redução da cor e de contaminantes do efluente. Além disso, se mostrou viável para a prática do reúso em um novo tingimento com o corante RB 21, proporcionando economia de água e de eletrólito ao processo.

    Palavras-Chave: cotton; textile industry; chemical effluents; liquid wastes; waste processing; optimization; mathematical models; color; dyes; chemical properties; acute exposure; toxicity; synchrotron radiation sources

  • IPEN-DOC 28924

    SALVADOR, FRANCINE F. da S. . Desenvolvimento de nanomateriais luminescentes de óxido de estanho e óxido misto de estanho/titânio dopados com íons terras raras para aplicações biológicas / Development of luminescent nanomaterials based on rare earth ions doping tin oxide and tin / titanium mixed oxide for biological applications . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 191 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-18082022-120116

    Abstract: Atualmente, nanocristais semicondutores de banda larga dopados com íons lantanídeos trivalentes (Ln3+) têm sido o foco de interesse da pesquisa devido às suas propriedades ópticas distintas e potenciais aplicações em dispositivos ópticos e biosondas luminescentes. Devido à grande razão superfície / volume e ao efeito de confinamento quântico, as propriedades físico-químicas das matrizes em nanoescala podem diferir do material "bulk", afetando as propriedades de luminescência e a dinâmica dos estados excitados dos íons Ln3+. No entanto, uma questão importante para as nanopartículas (NPs) semicondutoras é se os íons Ln3+ são realmente incorporados na rede cristalina, uma vez que suas propriedades químicas geralmente diferem das dos cátions dos semicondutores. Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudos de fotoluminescência do óxido de estanho dopado com európio e térbio (SnO2:Eu3+; SnO2:Tb3+ e SnO2:Eu3+, Tb3+), preparados pelo método de coprecipitação, bem como do óxido misto de estanho / titânio dopado com neodímio (Sn1-xTixO2:Nd3+), preparado pela combinação dos métodos de coprecipitação e hidrotérmico. Esses materiais foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, difração de raios X (método do pó), microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva por raios X e microscopia eletrônica de transmissão. As propriedades ópticas foram investigadas por espectroscopia de reflectância difusa, espectroscopia de fotoluminescência, bem como curvas de decaimento de emissão. Sabe-se que na "janela biológica", na região do infravermelho próximo (NIR), a emissão dos biomarcadores não se sobrepõe à emissão dos constituintes fisiológicos (isto é, pigmentos, proteínas, coenzimas, água). Então, aproveitando-se da vantagem que os íons Nd3+ possuem bandas de absorção e emissão na região NIR, as propriedades luminescentes das soluções sólidas Sn1-xTixO2:Nd3+ foram investigadas sob excitação laser de 808 nm, visando aplicações biotecnológicas. Devido às informações sobre a toxicidade dessas NPs em células serem escassas, foram realizados ensaios de citotoxicidade in vitro dessas NPs com linhagem celular normal de fibroblastos murinos NIH/3T3 . Dessa forma, os estudos de fotoluminescência e citotoxicidade sugeriram que esses luminóforos podem ser potencialmente usados para bioaplicação.

    Palavras-Chave: lanthanum; rare earths; titanium oxide; tin oxides; nanomaterials; luminescence; ions; doped materials; biological markers

  • IPEN-DOC 28923

    ISHIMARU, GABRIEL . Estudo comparativo entre a bromélia Tillandsia usneoides e as cascas da árvore Tipuana tipu para uso no biomonitoramento ativo da poluição atmosférica / Comparative study between the bromeliad Tillandsia usneoides and the Tipuana tipu tree barks for use in active biomonitoring of atmospheric pollution . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Mitiko Saiki. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-113427

    Abstract: O biomonitoramento da poluição atmosférica é uma técnica na qual organismos são utilizados para quantificação dos níveis de poluentes. Atualmente, diferentes espécies de plantas têm sido analisadas a fim de avaliar a viabilidade para uso no biomonitoramento de poluentes. O objetivo desta pesquisa foi fazer uma comparação entre a bromélia T. usneoides e as cascas da árvore T. tipu para aplicação no biomonitoramento ativo da poluição atmosférica. A parte experimental consistiu das etapas: aquisição de amostras de ambas as espécies de biomonitores, preparo de amostras para exposição, exposição, coleta de amostras expostas, tratamento das amostras para análise e análises pela técnica de Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA). O controle da qualidade analítica foi realizado pelas análises dos materiais de referência certificados, cujos resultados indicaram boa precisão e exatidão com valores de |En score| < 1. Os resultados obtidos nas análises de biomonitores indicaram que em ambas as espécies foi possível a determinação de As, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cs, Fe, K, La, Mg, Mn, Na, Rb, Sb, Sc, V e Zn e foi verificado que houve diferença significativa (p < 0,05) entre as frações mássicas médias obtidas nas amostras controles e nas expostas para a maioria dos elementos. A T. usneoides apresentou fatores de enriquecimento das frações mássicas mais elevados que os das cascas da T. tipu para a maioria dos elementos, devido, possivelmente, aos mecanismos distintos de retenção de poluentes entre as duas espécies. Para T. tipu não foi possível utilizar uma única amostra controle representativa para exposição devido à variabilidade dos teores de elementos das cascas coletadas de árvores cultivadas no mesmo local de amostragem. Entretanto, esta dificuldade foi sanada analisando uma amostra controle para cada ponto de exposição. Os resultados indicaram acúmulo de elementos durante a exposição para a maioria dos elementos e a correlação destes elementos com possíveis fontes de emissão em ambas as espécies. Pelos resultados obtidos pode se concluir que a T. usneoides e as cascas da T. tipu podem ser utilizadas no biomonitoramento ativo da poluição do ar de áreas urbanas.

    Palavras-Chave: ornamental plants; bark; trees; biological materials; biological indicators; air pollution monitors; air pollution control

  • IPEN-DOC 28922

    CELESTINO, PEDRO A.P. . Estudo das Vestimentas de Proteção Radiológica (VPRs) para manutenção de usinas nucleares móveis / Study of Radiation Shielding Protective Clothing's (RSPCs) for maintenance of mobile nuclear power plants . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 119 p. Orientador: Gian Maria Agostino Angelo Sordi. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-111933

    Abstract: A maior parte da exposição à radiação dos Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOEs) em uma usina nuclear vem da inspeção, manutenção e reparo dentro do compartimento do reator. O objetivo do estudo foi desvendar a vestimenta que, concomitantemente, apresenta o melhor resultado para atenuação de radiação ionizante, bem como, uma boa ergonomia para o profissional de manutenção de usinas nucleares móveis. Para isso foi realizada uma pesquisa de mercado e, como resultado, foram encontradas nove Vestimentas de Proteção Radiológica (VPRs), de cinco fabricantes diferentes e proveniente de três países, Estados Unidos, Japão e China; e que se apresentam factíveis de serem adquiridas. Para escolha da VPR foram utilizadas as técnicas de otimização da publicação 55 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (CIPR): análise de prioridades com atributos múltiplos e análise com critérios múltiplos excedentes. Com base nas informações disponibilizadas pelos fabricantes foram escolhidos cinco atributos para comparação: custo de proteção, percentual de atenuação de radiação ionizante, peso, conforto e descontaminação superficial da vestimenta. Para verificar a robustez da solução analítica encontrada, foram variados os valores das constantes de crescimento, onde observou-se que a solução analítica encontrada é fortemente influenciada quando se altera o custo de proteção, por ser a VPR de maior custo entre todas as pesquisadas. A VPR elegida por ambas as técnicas de otimização foi a STEMRAD 360γ, que apresenta a maior capacidade de atenuação de radiação ionizante, bem como configura-se como VPR com maior ênfase ao quesito ergonomia. Por fim, a partir da vestimenta apontada como o melhor equipamento de proteção, foram propostos ensaios para averiguar a capacidade de atenuação da radiação ionizante, bem como os passos iniciais para desenvolvimento e confecção de uma Vestimenta de Proteção Radiológica Nacional (VPRN) para aplicação em manutenção de usinas nucleares móveis.

    Palavras-Chave: mobile reactors; nuclear power plants; radiation protection; radiation doses; occupational exposure; working conditions; shielding materials; ionizing radiations

  • IPEN-DOC 28921

    LANA, JANIS G. . Utilização da radiação ionizante como melhoramento tecnológico e estrutural em Diospyros kaki (caqui) rama forte fresco e desidratado / Use of ionizing radiation as a technological and structural improvement in fresh and dehydrated Diospyros kaki (persimmon) rama forte . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 58 p. Orientador: Anna Lucia Casañas Haasis Villavicencio. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-092300

    Abstract: O objetivo desse estudo traz como proposta o aumento do tempo de prateleira do caqui (Diospyros kaki), uma vez que o mesmo possui grande relevância na segurança alimentar, sendo consumido em quantidades consideráveis, contribuindo de forma impactante na economia relacionada a fruticultura, além de ser uma fruta detentora de uma extensa gama de nutrientes. Algumas análises foram minunciosamente efetuadas e propuseram quantidades de dose e taxa de irradiação seguras para atingir o objetivo esperado, levando em conta a manutenção das propriedades do fruto, sem a perda da sua qualidade durante o processo de melhoramento tecnológico. A análise de cor e textura dos caquis frescos irradiados com uma dose de 1kGy possibilitou a manutenção das perfeitas condições para consumo do fruto após 28 dias de tratamento tecnológico, enquanto a amostra de frutas controle apresentou degeneração em sua qualidade após 14 dias de armazenamento. Os caquis desidratados permaneceram em perfeitas condições para consumo até 20 dias após a exposição ao processo de tratamento por irradiação de 3kGy, no entanto, com a irradiação de 5kGy e 10kGy, os resultados alteraram o sabor e a textura dos frutos secos. Assim, tanto em frutos frescos como desidratados, a exposição ao tratamento tecnológico para conservação por meio de raios gama mostrou-se eficiente. O teste de firmeza, determinado em frutos de caqui com o auxílio de um texturômetro, apresentou resultados relevantes para as doses 1 e 3kGy. Evidenciou-se, portanto, uma semelhança nos resultados dos caquis frescos irradiados a 1kGy, de forma que foi possível constatar que a irradiação em doses menores pode contribuir para a manutenção da firmeza dos frutos.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; fruits; food industry; technology utilization; quality control

  • IPEN-DOC 28920

    SANTOS, ANA G.M. dos . Utilização de análise por ativação neutrônica em coincidência em amostras de origem biológica e geológica / Use of coincidence neutral activation analysis in biological, environmental and geological samples . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 62 p. Orientador: Frederico Antonio Genezini. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-084725

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um estudo sistemático usando a técnica de Análise por Ativação Neutrônica em Coincidência (CINAA), que é uma técnica usada para quantificar as concentrações dos elementos químicos de materiais, por meio de transições gama emitidas na mesma desintegração. Para tanto, foram utilizados materiais de referências biológicos e geológicos como: DORM4, BE-N, GS-N, OY irradiados juntamente com padrões sintéticos. Todas as aquisições de dados foram realizadas fazendo uso do digitalizador CAEN v1724 no tratamento dos dados, fez-se o uso dos softwares AnalisaCAEN, Genie 2000, e foi utilizado o Método do Pulsador para determinação da taxa real de medição. Com esses dados os valores das concentrações das amostras dos elementos Co, Cs, Sc e Se foram obtidos. De posse destes resultados e das concentrações destes mesmos elementos obtidas através da NAA comparativa convencional, ou seja, com medidas de um único fóton, foi possível fazer um estudo comparativo das duas metodologias. As medidas de coincidência foram feitas em dois modos distintos, janela aberta e fatia. Nos espectros analisados por CINAA verificamos a redução do espectro contínuo devido ao espalhamento Compton e efeito bremsstrahlung, logo esta técnica coincidência γ-γ é a responsável pela diminuição do espectro. Entretanto, o modo fatia foi o único que entregou resultados confiáveis em todos os casos, mas de modo geral com incertezas significativamente mais altas, e o modo single resulta em limites de detecção mais baixos, com a exceção do Sc que ocorreu o contrário.

    Palavras-Chave: coincidence methods; mathematics; neutron activation analysis; bremsstrahlung; biological radiation effects; environmental impacts; geologic structures; sample preparation; cobalt 60; gamma radiation

  • IPEN-DOC 28919

    NOGUEIRA, BEATRIZ R. . Desenvolvimento e abordagem dosimétrica de nanopartículas de 198-Au para aplicação em braquiterapia / Dosimetric approach and development of 198-Au nanoparticles for brachytherapy application . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-04082022-152127

    Observação: Há arquivos retidos devido a solicitação (publicação de dados, patentes ou diretos autorais). Data de Liberação: 29/04/2024.

    Abstract: O câncer é um grande problema de saúde pública mundial, e por este motivo o desenvolvimento de novas metodologias para o tratamento de câncer é de grande importância. Os estudos na área de nanotecnologia estão em amplo crescimento, inclusive para o tratamento de neoplasias malignas. Com isso, uma nova modalidade de braquiterapia com uso de nanopartículas (NPs) vem sendo estudada. O objetivo deste trabalho foi realizar o desenvolvimento de uma síntese para a obtenção de nanopartículas de ouro radioativo (198-AuNPs), e caracterização dosimétrica para o uso em braquiterapia de câncer de próstata. Para este trabalho, foi necessário a realização de uma síntese inédita, partindo do ouro metálico radioativo até a obtenção das 198-AuNPs já recobertas, e para fins de comparação, foi realizada também a mesma síntese com o ouro não radioativo. O diâmetro hidrodinâmico das 198-AuNPs logo após a reação foi de 46,86 nm ± 7,17 nm, e o índice de polidispersão foi de 29,38 % ± 0,35 %. Os núcleos das nanopartículas produzidas apresentaram diâmetro médio de 7,6 nm ± 3,4 nm. Para a realização da dosimetria TLD, um objeto simulador, manufaturado por impressão 3D foi produzido. Para validar a geometria deste objeto simulador, foi realizada uma simulação com o código MCNP4C (Monte Carlo N-Particle Transport Code v. 4C). O resultado da dosimetria experimental com as 198-AuNPs foi também validado o código MCNP4C. A simulação por Monte Carlo demostrou que para pontos maiores que 20 mm, as taxas de dose são inferiores a 0,005 cGy/h e tendem a zero. Os dados experimentais e in silico apresentaram comportamentos semelhantes. As taxas de dose obtidas para a distância de 10 mm a partir do centro da fonte de 0,0320 cGy/h. Estes resultados apontam que a braquiterapia com 198-AuNPs é promissora, pois poderá entregar a dose focada na região de interesse.

    Palavras-Chave: nanomaterials; internal irradiation; brachytherapy; gold 198; radioisotopes; effective radiation doses; radiation monitoring; dosimetry

  • IPEN-DOC 28918

    OLIVEIRA, VINICIUS G. de . Análise do comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de basalto/epóxi e de vidro/epóxi submetidos a diferentes temperaturas e carregamento hidrostático / Creep behavior analysis of BFRP and GFRP cylinder subjected to hydrostatic pressure at different temperatures . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-150249

    Abstract: O presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de fibra de basalto e resina epóxi e de fibra de vidro e resina epóxi aplicando-se um carregamento hidrostático constante pelo período de 500 horas em duas diferentes temperaturas: 22 ºC, considerada como temperatura ambiente, e 50 ºC. Os cilindros foram manufaturados utilizando-se a técnica de enrolamento filamentar (filament winding), com a cura da matriz em estufa na temperatura final de 150 ºC. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio dos valores de pressão e deformação de ruptura, bem como as propriedades físico-químicas por meio de ensaios térmicos. As análises microestruturais foram feitas utilizando-se um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e teve como um dos principais objetivos identificar o comportamento da interface fibra/matriz. As micrografias mostraram também uma excelente homogeneidade na impregnação das fibras pela matriz. Os resultados da temperatura de transição vítrea (Tg) apontaram valores entre 120 e 124 ºC, para a fibra de basalto/epóxi e vidro/epóxi, respectivamente, indicando uma cura controlada das matrizes poliméricas. As frações volumétricas de fibra foram obtidas por análise TGA e resultaram em valores de 55% e 57%, respectivamente para os compósitos de basalto/epóxi e vidro epóxi, indicando também um elevado grau de ajuste nos parâmetros de fabricação dos cilindros. Os valores de deformação máximos na fluência medidos na superfície dos cilindros na temperatura ambiente e na temperatura de 50 ºC foram respectivamente 1,2% e 1,25% para o compósito com fibra de basalto e 0,72% e 0,82% para os compósitos com fibra de vidro. Os resultados nominais de deformação na direção radial (tração) foram em média 4 vezes maiores que os valores registrados na direção longitudinal (compressão) para ambos os cilindros. Os cilindros de fibra de basalto/epóxi apresentaram maiores valores nominais de deformação em fluência quando comparados com os cilindros de fibra de vidro/epóxi sob as mesmas condições de carregamento hidrostático e tempo de ensaio. Assim, foi possível conhecer de maneira adequada, as características mecânicas de deformação e fluência dos materiais compósitos de FB/epóxi e de FV/epóxi.

    Palavras-Chave: basalt; igneous rocks; glass; fiber; filaments; epoxides; organic oxygen compounds; hydrostatics; fluid flow; pressure release; heat exchanger method

  • IPEN-DOC 28917

    BORSOI, SAD S. . Avaliação probabilística de segurança de projetos de sistemas elétricos de instalações nucleares / Probabilistic safety assessment of the design of electric power systems in nuclear installations . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 165 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-145120

    Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação de segurança de projetos de sistemas elétricos de instalações nucleares. A metodologia adota a frequência de dano ao núcleo como principal medida de risco para avaliar as diferentes arquiteturas dos sistemas de energia elétrica de uma instalação nuclear, subsidiando a seleção do projeto e o licenciamento destas instalações. Entre as motivações do trabalho está a ausência de uma base normativa que seja específica para o projeto de instalações nucleares que diferem das usinas nucleares de potência convencionais. A adoção de normas de usinas nucleares de potência para aplicação em outros tipos de instalações nucleares, nomeadas não convencionais, não leva em consideração suas particularidades funcionais e operacionais, impondo critérios muitas vezes superestimados, que podem acarretar, inclusive, em um aumento do risco financeiro para execução dos projetos. Nestes casos, análises probabilísticas de segurança tornam-se ferramentas imprescindíveis para o projeto e o licenciamento destas instalações nucleares. Como estudo de caso, considerou-se uma instalação nuclear não convencional com aplicações navais em que foram realizadas, no ambiente do software CAFTA, modelagens e quantificações das falhas dos sistemas responsáveis por garantir a segurança nuclear dessa instalação em modo de desligamento, durante uma parada para troca de combustíveis. Destaca-se neste estudo uma análise comparativa das possíveis configurações dos sistemas elétricos e a influência destas para o risco global da instalação. Como resultado, em função das particularidades funcionais, recomenda-se a revisão da base normativa das instalações nucleares não convencionais com aplicações navais.

    Palavras-Chave: nuclear facilities; reactor sites; ship propulsion reactors; power systems; electric power industry; design; licensing; shutdown; outages; probabilistic estimation; risk assessment; safety analysis

  • IPEN-DOC 28916

    SAVI, MATHEUS B.M.B. . Estudo de materiais e desenvolvimento de um simulador antropomórfico de cabeça e pescoço por meio de impressão 3D / Study of materials and development of an anthropomorphic head and neck phantom through 3D printing . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-04082022-143618

    Abstract: A impressão 3D se desenvolveu e se tornou popular muito rapidamente nos últimos 10 anos. Sua utilização na área da saúde é cada vez mais intensa e uma de suas aplicações é na criação de simuladores do corpo humano (phantoms). Simuladores que mimetizam a interação da radiação com o corpo humano são fabricados há muitos anos com várias tecnologias e demandados por professores, pesquisadores e profissionais de diversas áreas. Porém sua disponibilidade é restrita e seu valor de aquisição é elevado para as instituições que no Brasil que fazem uso destes equipamentos. Por outro lado, existe a possibilidade de produção de phantoms impressos em 3D. Desta forma, esta tese teve por objetivo produzir um phantom de cabeça e pescoço construído com impressão 3D, de tecnologia de Fabricação de Filamento Fundido, com as características físicas mais próximas possíveis de um ser humano. Para tal, inicialmente, foi realizado um estudo com 18 filamentos distintos de forma que foram avaliados parâmetros como densidade, equivalência de números de Hounsfield em tomografia computadorizada, impacto visual na imagem tomográfica em relação ao preenchimento e atenuação à radiação para realizar a escolha do material a ser utilizado na construção do phantom. Na sequência, um phantom CIRS 711 Atom Max foi utilizado como base para a segmentação de 58 modelos 3D distintos por meio do software 3D Slicer. Os filamentos radiopacos XCT-0, XCT-A e XCT-C foram utilizados para construir, respectivamente, tecidos moles, ossos e esmalte dentário. O phantom produzido é composto de 14 fatias que, quando montadas e imageadas em TC e radiografia, possuem similaridade anatômica com o corpo humano. Houve diferença discreta dos números de Hounsfield em relação ao planejado em razão do filamento XCT, o que deve ser melhor estudado posteriormente. O phantom produzido possui preço de fabricação 20 vezes menor que o seu similar importado, o que pode favorecer sua aquisição por instituições nacionais, principalmente com foco na pesquisa e no ensino de exames em radiologia.

    Palavras-Chave: head; neck; thyroid cells; tissue-equivalent materials; phantoms; pmma; methacrylic acid esters; computer-aided manufacturing; filaments; biomedical radiography; nuclear engineering; photon computed tomography; x radiation; photon emission; differential calculus; three-dimensional calculations

  • IPEN-DOC 28915

    RODRIGUES, LAYS N. . Desenvolvimento de célula a combustível de óxido sólido pelo método de colagem de fita e co-sinterização / Development of a solid oxide fuel cell by the tape casting and co-sintering method . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-142530

    Abstract: A célula a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC) é um dispositivo capaz de converter energia química em energia elétrica com elevada eficiência. Uma SOFC de última geração é constituída por dois eletrodos porosos (anodo e catodo) separados por uma camada fina de eletrólito denso. Técnicas cerâmicas tradicionais têm sido estudadas para a produção em série deste dispositivo, que possui exigências de controle e reprodutibilidade, usualmente, obtidas por técnicas físicas de deposição. A fabricação de SOFC envolve desafios de processamento cerâmico importantes para obter camadas com microestrutura controlada a um baixo custo. Neste contexto, uma forte tendência para a fabricação em escala de SOFC aponta para o uso da técnica da colagem de fita. Neste projeto foram estudados os materiais, processamento e configurações ideias para a produção de SOFC's. O foco desse projeto de mestrado é a produção de eletrólitos suporte pelo método de colagem de fita e de meias células suportadas no anodo pelo método de colagem de fitas sequencial seguida pela co-sinterização. Neste estudo, foram produzidas fitas a partir de materiais como zircônia estabilizada por ítria (YSZ) e de céria dopada com gadolínia (CGO) juntamente com a adição de óxido de níquel (NiO) às cerâmicas para a produção de meias células suportadas no anodo e de eletrólitos suporte. Para a produção das camadas de fitas foram preparadas barbotinas, utilizando-se o pó cerâmico de interesse, os agentes dispersante, ligante, plastificante, solvente e formador de poro para as camadas de anodo. Estes reagentes foram processados em moinho de bolas controlando-se o tempo e a velocidade de rotação. A barbotina foi moldada com auxílio de "doctor blade" dupla para o controle da espessura da fita verde. Análises de viscosidade foram realizadas para avaliação do comportamento reológico das barbotinas para a realização da colagem de fita. Análises termogravimétricas das fitas foram realizadas para encontrar as temperaturas de calcinação de 500ºC e 800ºC para eletrólitos suportes e meias células respectivamente. As análises termomecânicas, densidade hidrostática e microscopias eletrônicas de varredura auxiliaram na determinação das temperaturas de sinterização ideais para o controle da porosidade e microestrutura das fitas, estipulando-se 1500ºC para eletrólitos suporte e 1450ºC para as meias células. Após o tratamento térmico às fitas foram depositados os eletrodos para a realização dos testes em célula unitária. Análises eletroquímicas sob hidrogênio das células unitárias suportadas no anodo e eletrólito foram realizadas em estações de testes de desempenho de SOFC. Os resultados preliminares indicaram que as amostras de meias células suportadas no anodo produzidas pela técnica de colagem de fita sequencial e co-sinterização tem potencial de crescimento. Ao final as amostras testadas foram fraturadas e analisadas por microscopia eletrônica de varredura, para verificar a adesão, espessura e a porosidade das camadas.

    Palavras-Chave: sintering; casting; magnetic tapes; iterative methods; electromagnetic interactions; solid oxide fuel cells; fuel slurries

  • IPEN-DOC 28914

    PIOLI, ANDERSON . Proposta para elaboração de um Sistema Nacional Georreferenciado para Registro de Emergências Químicas e Radiológicas - SISNAGREQ / Proposal for the development of a National Georeferenced System for the Registration of Chemical and Radiological Emergencies - SISNAGREQ . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 159 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-141318

    Abstract: O Brasil é o maior país da América Latina, sendo o quinto maior do mundo em área territorial e o sexto em população, com mais de 210 milhões de habitantes. Sua atual Constituição, o concebe como uma república federativa presidencialista, formada pela união de 26 estados, do Distrito Federal e de 5.570 municípios. Com todas essas dimensões, o país apresenta intensa movimentação de produtos químicos e radiológicos nos mais diversos tipos de modais. Toda essa movimentação pode provocar a ocorrência de acidentes, o que é preocupante devido aos perigos intrínsecos aos produtos e ao elevado adensamento populacional urbano das grandes capitais do país. Fatalidades ou severos danos à saúde da população bem como impactos ambientais podem ocorrer em função desses acidentes. O registro das informações de cada emergência torna-se ferramenta importante para a análise e aprendizado de forma a controlar novas emergências. Diversos órgãos em todo o país realizam o atendimento a essas emergências, no entanto, as informações coletadas em cada evento variam muito entre as instituições, não existe uma padronização dos dados coletados em campo, bem como a disponibilização desses dados ao público, não ocorre de forma satisfatória. Este estudo tem por finalidade avaliar como são realizados os registros dos atendimentos às emergências químicas e radiológicas, realizados por diversas instituições nacionais e internacionais, sua disponibilização ao público para consulta, bem como propor a elaboração de um Sistema Nacional Georreferenciado para Registro de Emergências Químicas e Radiológicas, que poderá ser implantado, utilizado e disponibilizado em todo o território nacional, de forma ágil e gratuita para toda a população. Para isso foi realizado um estudo detalhado em diversos formulários e sistemas de registros de emergências químicas e radiológicas utilizados no Brasil e no exterior. Realizou-se também uma pesquisa junto a especialistas de diversas áreas que de alguma forma participam de atendimentos a emergências, de modo a estabelecer uma taxonomia de coleta apropriada de dados e outros parâmetros relevantes para a futura estruturação do Banco de Dados em questão. Por fim, esta dissertação poderá contribuir para elevar a ampliação do olhar da comunidade acadêmica para a importância da criação de um sistema nacional padronizado para registro das emergências químicas e radiológicas que irá contribuir para a geração de conhecimento.

    Palavras-Chave: geologic structures; nuclear data collections; information systems; compiled data; data acquisition; radiology; chemistry; radiation accidents; radiation protection; safety engineering; international convention on nuclear safety

  • IPEN-DOC 28913

    SCHOTT, SANDRO M.C. . Classificação de padrões de escoamento bifásico por meio de redes neurais convolucionais / Two-phase flow pattern classification based on convolutional neural networks . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 142 p. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-10062022-125100

    Abstract: Sistemas passivos, como circulação natural, têm sido cada vez mais utilizados para refrigeração de reatores nucleares. A capacidade de um fluido de transferir calor está fortemente relacionada com seu padrão de escoamento, especialmente quando em escoamento bifásico. Estes padrões vêm sendo utilizados em experimentos e modelos de predição de parâmetros que medem esta capacidade. Uma das técnicas não invasivas que vêm sendo utilizadas é a automatização da determinação do padrão de escoamento por meio de imagens. Este trabalho aplicou Redes Neurais Convolucionais para a classificação de imagens de diferentes padrões de escoamento bifásico relacionados à instabilidade chugging da circulação natural. Estas redes, que têm sido o estado-da-arte em classificação de imagens, não se baseiam em características pré-escolhidas, permitindo investigação de novas características para essa tarefa. São comparadas arquiteturas destas redes com diferentes graus de complexidade. Atualmente, a aplicação destas redes ao problema de escoamento bifásico é uma área pouco explorada. No subconjunto de teste, foi obtido um F1-Score médio ponderado de 0,99 e uma acurácia de 99,5%. Os resultados do trabalho mostram que as redes neurais convolucionais apresentam um bom desempenho preditivo e que detêm recursos ainda não explorados para fins de classificação de padrões em imagens de escoamento bifásico.

  • IPEN-DOC 28912

    BITELLI, ULYSSES d'U. . Comissionamento: carregamento e previsão de massa crítica do núcleo do reator IPEN/MB-01 com elementos combustíveis tipo placa – fase final: 13ª. etapa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Agosto, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-121-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: O presente relatório apresenta o valor experimental obtido de massa crítica de U-235 para as ultimas etapas do carregamento do núcleo tipo placa do Reator IPEN/MB-01, ou seja da 9ª etapa até a 13ª etapa (14ª. etapa não foi necessária), seguindo o procedimento experimental aprovado pela DRS-CNEN [1]. O carregamento em 2020 parou na 8ª etapa das 14 etapas previstas no procedimento em função do valor de 1/M de um dos detectores de nêutrons indicar o valor do inverso da multiplicação de nêutrons 1/M= 0,004, uma aproximação de 300 pcm da condição de criticalidade. O procedimento foi revisto [2] para que pelo menos 3 detectores de nêutrons indiquem esse valor antes da interrupção do carregamento do núcleo ou se os detectores experimentais indicarem a mesma massa crítica com desvio ≤ 1% entre as previsões e o valor calculado de massa crítica[3]. A seguir são apresentados os valores experimentais de massa crítica M-235 obtidos experimentalmente na 13ª etapa do carregamento do núcleo, o valor calculado [1,2,3] e a razão percentual entre o valor calculado (C) e o valor experimental (E), C/E, obtida nesta 13ª. etapa do carregamento do núcleo do reator IPEN/MB-01 com os elementos combustíveis tipo placa. M-235 (Calculo [1,3]) = (4623,00 ± 80) gramas M-235 (13ª. etapa) = (4626,33± 3,82) gramas Logo, C/E= (4623,00/ 4626,33).100 = 0,07 % O resultado é atendido pelo critério de aceitação previsto neste procedimento operacional [2] , ou seja a massa crítica é obtida com desvio ≤ 1% entre as previsões dos cinco detectores experimentais (Tabela 7) .

    Palavras-Chave: commissioning; critical mass; reactor cores; uranium 235; fuel elements

  • IPEN-DOC 28911

    BITELLI, ULYSSES d'U. ; RUBIN, GERSON A. . Revisão do Questionário Técnico do Reator IPEN/MB-01 (BRH / Dezembro 2021). São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Agosto, 2022. (IPEN-CEN-ORG-CENR-100-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator IPEN/MB-01

    Abstract: Esta Informação Técnica tem por finalidade registrar a revisão 8 (Agosto/2022) do Questionário Técnico do Reator IPEN/MB-01, visando o atendimento às exigências do Parecer Técnico nº PT-COSAP/CC-011/2022, rev. 0, de 05/08/2022, constante do Processo SEI nº 01341.004248/2019-60. O Questionário Técnico revisado é apresentado em anexo.

    Palavras-Chave: reactors; fuel elements; criticality; nuclear materials management

  • IPEN-DOC 28910

    OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de . Participação no Workshop on Signatures of Man-Made Isotope Production (WOSMIP VIII). São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Agosto, 2022. (IPEN-CEN-FRH-CEN-055-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro (RMB)

    Abstract: Esta informação técnica visa compor um registro da participação da servidora Patricia da Silva Pagetti de Oliveira, do Centro de Engenharia Nuclear (CEENG) do IPEN, no WOSMIP VIII, “Workshop on Signatures of Man-Made Isotope Production” (Workshop sobre Assinaturas da Produção de Isótopos Feitos pelo Homem), realizado no período de 20 a 23 de junho de 2022, em Estocolmo, Suécia. A servidora foi indicada para representar a equipe do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), que é um projeto conduzido no âmbito da DPD/CNEN, em evento que reúne a comunidade mundial de produtores de radioisótopos e a comunidade de especialistas em detecção de emissões provenientes de testes nucleares não civis. O projeto RMB inclui uma planta de processamento de radioisótopos para produção de Molibdênio-99. Esta instalação poderá emitir efluentes gasosos radioativos pelo seu sistema de exaustão, em especial, isótopos de Xe, que são detectáveis pelo Sistema Internacional de Monitoramento (International Monitoring System, IMS), gerenciado pela Comissão Preparatória para a Organização do Tratado de Proibição Completa de Testes Nucleares (Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, CTBTO). Deste modo, é importante que o RMB esteja inserido na comunidade de produtores de radioisótopos e participe das discussões sobre o IMS do CTBTO. Além disso, sua participação permitiu conhecer tecnologias avançadas nas áreas de medição e monitoração de gases nobres, modelos de transporte atmosférico, sistemas de redução de emissões radioativas, entre outras, tendo em vista aplicar os conhecimentos no projeto do RMB. Essas tecnologias contribuem para que uma instalação de processamento de radioisótopos tenha seu impacto controlado em relação à monitoração ambiental mundial de radiação de fundo.

    Palavras-Chave: reactors; isotope production; molybdenum 99; program management; rmb reactor; training

  • IPEN-DOC 28909

    FERREIRA, MARIA C. de M.S.C.; LEAL, LEONARDO B.; NOGUEIRA, MARCELO S.; CASTRO, PEDRO A.A. ; PERALTA, FELIPE; ZEZELL, DENISE M. ; CARVALHO, LUIS F. das C. e S. de. Biochemical characterization of saliva of smoking and non-smoking patients by using Fourier-transform infrared spectroscopy. In: HUANG, ZHIWEI (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE BIOS, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 119570E-1 - 119570E-12. (Proceedings SPIE 11957, Biomedical Vibrational Spectroscopy 2022: Advances in Research and Industry). DOI: 10.1117/12.2610565

    Abstract: More than 90% of oral malignant neoplasms consist of squamous cell carcinoma originated from extrinsic and/or intrinsic multifactorial etiology on the epithelium of the oral mucosa. This multifactorial etiology makes early-stage cancer detection challenging due to the lack of associated oral-tissue clinical features and absence of changes on conventional cellular-imaging, serological and histopathological exams. By using a molecular-sensitive optical technique such as Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy, disease-specific biochemical changes can be detected non-destructively, non-invasively and with small sample volumes. In this study, we have used FT-IR spectroscopy to analyze saliva samples of control, smoker, and occasional smoker groups and determine their intrinsic molecular changes as well as the performance of sample differentiation by using a neural network classifier. Saliva samples were collected by spitting, homogenized and stored at -20ºC until analysis. Spectral data was collected in the fingerprint region (900cm-1 to 1800cm- 1) by using a Thermo Scientific Nicolet 6700 ATR FT-IR Spectrometer, in which 1-μl samples were placed on the crystal without additives and left to dry completely by an average time of 5 minutes. Data pre-processing and analysis was performed on the OriginPro8.5 and Orange software. Saliva-sample classification was performed with leave-one-out validation. Correctly classified instances were 72.7% for the control group, 65.5% for occasional smokers and 75% for smokers. Sample differences were observed in the peaks at 1076cm-1 (skeletal cis conformation of DNA and symmetric stretching of phosphate [PO2], 1403cm-1 symmetric CH3 modes of protein methyl groups and δsCH3 of collagen, 1451cm- 1 asymmetrical CH3 bending modes of the protein methyl groups, 1547cm-1 of protein band, amide II, peptide and proteins amide II, and 1646cm-1 amide I, C5 methylated cytosine, C==O bond, C==C stretching uracil and NH2 guanine.

  • IPEN-DOC 28908

    BASSO, LUANA; GATTI, LUCIANA ; MARANI, LUCIANO; MILLER, JOHN; GLOOR, MANUEL; MELACK, JOHN; CASSOL, HENRIQUE; TEJADA, GRACIELA; DOMINGUES, LUCAS ; ARAI, EGIDIO; SANCHEZ, ALBER; CORREA, SERGIO; ANDERSON, LIANA; ARAGAO, LUIZ; CORREIA, CAIO ; CRISPIM, STEPHANIE; NEVES, RAIANE. Regional variability in Amazon methane emissions based on lower-troposphere observations. In: EGU General Assembly, May 23-27, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Göttingen, Germany: Copernicus, 2022.

    Abstract: After a period where atmospheric methane (CH4) levels were nearly steady, its levels have been rapidly raising since 2007, but the main reasons remains uncertain. Increases in wetlands emissions could be one possible reason, mainly at tropical regions like Amazonia, which host some of the largest wetlands/seasonally flooded areas on the globe. Based on 590 lower troposphere vertical profiles of CH4 and carbon monoxide (CO) observations over four sites at Amazon (at the northeast, southeast, northwest-central and southwest-central regions) we estimated that Amazon region contributes with 8% of global CH4 emissions, and wetlands are the mainly CH4 source to the atmosphere (Basso et al., 2021). Vertical profiles are sampled using light aircraft, high-precision greenhouse gas and CO analysis of flask air, fortnightly between 2010 and 2018. We observed an unexpected east-west gradient in CH4 emissions, with higher emissions in northeast Amazon region. The higher emissions are mainly from wetlands and are not explained by biomass burning and anthropogenic emissions (like enteric fermentation), but its causes remains unclear. In the other three sites located further downwind along the main air-stream the CH4 emissions represents approximately 24-36% of what is observed in the northeast region. Our wetlands emission estimates of each region were compared to analogous fluxes from the WetCharts wetland model ensemble (Bloom et al., 2017). The estimates were similar except for the northeast region, where WetCharts does show substantial emissions, but still just 40% of our estimates based on the lower troposphere observations (Basso et al., 2021).

  • IPEN-DOC 28907

    TEJADA, GRACIELA; GATTI, LUCIANA V. ; BASSO, LUANA S.; MATAVELI, GUILHERME A.V.; CASSOL, HENRIQUE L.G.; VON RANDOW, CELSO. Forest biomass: an uncertainty source of land use and land cover change related carbon emissions in the Amazon. In: EGU General Assembly, May 23-27, 2022, Vienna, Austria. Abstract... Göttingen, Germany: Copernicus, 2022.

    Abstract: Tropical forest plays a fundamental role in the ecosystem services maintenance. Amazon forests have been subject to intense land use and cover changes (LUCC), mainly in the Southeast portion. Like many tropical countries, more than 70% of Brazilian greenhouse gasses emissions come from LUCC. Under the framework of the CARBAM Project, atmospheric CO2 measurements in four sites of the Amazon, show that there is a reduction in the Amazon forest capacity to absorb C in the proximities of previous deforested and degraded forest areas, such as the well-known “Deforestation Arc” in the Southeast amazon. There are many LUCC databases now available that allow to assess the deforestation, degradation and second forest dynamics and contribute to a better understanding of the carbon dynamics of nine years of in situ atmospheric CO2 measurements. Nevertheless, in order to know how much CO2 is released to the atmosphere due to LUCC, it is necessary to quantify how much carbon is stored in the forest biomass and to assess the biomass variability along the different datasets. Here we compared the forest biomass quantity of three biomass maps: the fourth national communication of Brazil map (official), a global map (Baccini et al. 2012) and a regional map for the Brazilian Amazon (EBA project). We found significant differences for the Brazilian Amazon: between the official biomass map and the regional map 27%, between the global and regional map 25% and the smallest difference was between the official and the global map (3%). Even though the official and the regional maps were obtained using the same data inputs, the official map refers to a potential biomass for 2010 and the regional map reflects the real biomass in 2016, this could explain the difference. The official and global maps represent the potential biomass, and as we used the mean forest area, the biomass content is similar. When comparing these maps at a deforested pixel level the differences could be larger. The spatial and temporal scale of biomass maps make it hard to estimate the CO2 emissions of degradation and secondary forest loss and growth which are fundamental to understand the Amazon C balance under climate change and LUCC pressures.

  • IPEN-DOC 28906

    SOUZA, FELIPE C.R. de; MACHADO, ALISSON R.; ROSSI, WAGNER de ; COSTA, EDER S.; AIRES, LEONARDO C.. Efeito da texturização em ferramentas de PCD no torneamento de alumínio 2011-T4. In: COLÓQUIO DE USINAGEM, 24., 25-27 de maio, 2022, Curitiba, PR. Anais... Recife, PE: Even3, 2022. DOI: 10.29327/usinagem.485690

    Abstract: A usinagem, por ser um dos processos de fabricação mais utilizado na indústria manufatureira, tem seu aprimoramento como um grande propósito entre pesquisadores. Dentre essas possíveis técnicas de aprimoramento, a texturização da ferramenta de corte é um destaque. Neste aspecto, é notório que algumas combinações de materiais são mais favoráveis à usinagem para a durabilidade das texturas durante o corte, como é o caso da usinagem do alumínio, um material dúctil e amplamente utilizado nas indústrias, aliada a uma ferramenta de alta resistência como o PCD. Esta combinação é altamente viável, pois não há desgaste significante na ferramenta, ao contrário da maioria dos casos, em que há um desgaste rápido na ferramenta que consome a textura em pequenos percursos de usinagem, diminuindo ou anulando o efeito da textura. Logo, a fim de verificar os efeitos da texturização, este trabalho realizou testes de torneamento da liga de Alumínio 2011-T4, com ferramentas de PCD com diferentes tipos de texturas e considerando a temperatura de usinagem medida por uma termocâmara infravermelha. Testes com ferramentas sem texturas (lisas) também foram conduzidos para comparação. As texturas foram usinadas por laser femtossegundos de Ti:safira, variando-se a direção, profundidade e largura dos canais. As texturas beneficiaram a segmentação do cavaco e consequentemente a dissipação do calor gerado e também o acabamento da peça. As texturas perpendiculares à aresta de corte com lubrificante foram as que apresentaram os melhores resultados em relação às ferramentas sem textura: para dimensões menores reduziu a temperatura em 9 %.

  • IPEN-DOC 28905

    SIGLER JUNIOR, EDUARDO; ROSSI, WAGNER de ; SANTANA, TATIANA D.; BARBOSA, PATRICIA A.; CARNEIRO, MARCELO B.. Avaliação de ferramenta de corte cerâmica texturizada à laser: proposta de trabalho. In: COLÓQUIO DE USINAGEM, 24., 25-27 de maio, 2022, Curitiba, PR. Anais... Recife, PE: Even3, 2022. DOI: 10.29327/usinagem.478682

    Abstract: Ferramentas cerâmicas com elevada dureza a quente, inércia química, e tenacidade promovida por adições de partículas (TiC e TiN), reforço com fibra (SiCw) e transfomação de fase (ZrO2 estabilizada), são utilizadas na usinagem de ferros fundidos, aços liga e aços endurecidos. Técnicas de texturização vem sendo empregadas em insertos de usinagem para diminuir as forças de usinagem; atrito; melhorar a rugosidade na peça; aumentar a vida útil da ferramenta. Assim, o objetivo desta proposta de trabalho é avaliar o desempenho de ferramentas de corte cerâmica a base de óxido alumínio texturizadas por laser de pulsos ultracurtos, no torneamento de ferro fundido cinzento e aço inoxidável martensítico. Além de estudar o comportamento tribológico desse material cerâmico em ensaios de microabrasão. Nos testes de usinagem serão monitorados esforços e temperatura de corte; avaliados os parâmetros de rugosidade (Ra e Rz); e circularidade e cilindricidade das peças. Como resultado espera-se compreender o comportamento da textura em ferramentas cerâmicas na usinagem de materiais que geram cavacos curtos e longos; e evidênciar o efeito da texturização na força e temperatura de usinagem; no acabamento da superfície e nos desvios geométricos da peça; além da resistência ao desgaste microabrasivo da ferramenta.

  • IPEN-DOC 28904


    Abstract: Rare-earth elements have been used in the thermochemical treatment of boronizing to enhance boron diffusion. In order to further investigate the effect of these elements on the process, neodymium-, samarium-, and gadolinium were utilized for the treatment of AISI 1045 samples carried out at the temperature of 1173 K for 4 h. The resulting boride layers formed were characterized through optical microscopy, microhardness test, and X-ray diffraction (XRD). The comparison of the layers showed that the addition of neodymium increased the depth by 48%, with samarium by 54%, and with gadolinium by 76%.

  • IPEN-DOC 28903

    REDÍGOLO, MARCELO M. ; CALVO, WILSON A.P. ; BOIANI, NATHALIA F. ; TOMINAGA, FLAVIO K. ; BORRELY, SUELI I. . Gas chromatography-mass spectrometry analysis of irradiated fluoxetine aqueous samples. In: ALAPI, TUNDE (Ed.); BERKECZ, ROBERT (Ed.); ILISZ, ISTVAN (Ed.) INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANALYTICAL AND ENVIRONMENTAL PROBLEMS, 27th, November 22-23, 2021, Szeged, Hungary. Proceedings... Szeged, Hungary: University of Szeged, 2021. p. 292-296.

    Abstract: The last decade witnessed the drastic increase in the use of antidepressant drugs, being fluoxetine the most prescribed worldwide. Conventional wastewater treatment is inefficient in removing fluoxetine and its accumulation in water bodies and water living organism is inevitable. Among several methods for contaminant removal from wastewater, electron beam irradiation is an efficient and green technology. This work presents the characterization of aqueous fluoxetine samples before and after irradiation. Gas chromatography coupled to mass spectrometry was used to identify the original compound and its irradiation products. Results indicate a drastic reduction in fluoxetine presence after the irradiation process. Radiolysis pathways were proposed based on mass fragments identification.

  • IPEN-DOC 28902

    GARCIA, VANESSA S.G. ; ROSA, JORGE M. ; SILVA, THALITA T. ; BORRELY, SUELI I. . Ecotoxicological approach of surfactants treated by ionizing radiation. In: ALAPI, TUNDE (Ed.); BERKECZ, ROBERT (Ed.); ILISZ, ISTVAN (Ed.) INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ANALYTICAL AND ENVIRONMENTAL PROBLEMS, 27th, November 22-23, 2021, Szeged, Hungary. Proceedings... Szeged, Hungary: University of Szeged, 2021. p. 56-60.

    Abstract: Removing surfactants from liquid effluents has been a fundamental issue since they are found in several industrial effluents, hospitals, restaurants, and even homes. When disposed into aquatic environmental, surfactants can implicate in significant changes, including several adverse effects to aquatic organisms. The present study was developed to assess the ecotoxicological effects of surfactants (anionic and nonionic) to aquatic organisms Vibrio fischeri bacteria, Daphnia similis crustacean. The ionizing radiation (Electron Beam Irradiation - EBI) was applied as a possible technology for the treatment of these contaminants in order to reduce acute toxic effects. The obtained data showed that the surfactants were toxic for both organisms, and the nonionic were more toxic than anionic. EB irradiation reduced surfactants toxicity by 40% acute toxic effects for nonionic surfactant and more than 70% for anionic, for both exposed organisms classes.

  • IPEN-DOC 28901

    SILVA, CAMILA R. ; PEREIRA, SAULO T. ; CONTATORI, CAROLINA G.S. ; PINTO, MAYARA S. ; SALVEGO, CAMILA A. ; RIBEIRO, MARTHA S. . Efeitos da fotobiomodulação pré-exposição à radiação ionizante em células de câncer de mama. In: FÓRUM ON-LINE DE TECNOLOGIAS DA LUZ NA SAÚDE, 2nd, May 20-22, 2021, Online. Resumo expandido... Campinas, SP: Faculdade São Leopoldo Mandic, 2021.

  • IPEN-DOC 28900

    VIVEIROS, BARBARA V.G. de ; BERBEL, LARISSA O. ; DONATUS, UYIME ; COSTA, ISOLDA . The corrosion behavior on AA2050-T84 and AA7050-T7451 welded and non-welded by FSW. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: In this work, the corrosion resistance of the AA2050-T84 and AA7050-T7451 alloys welded by FSW and non-welded was investigated using chloride solutions. The corrosion resistance, microstructure and microhardness were studied. Microhardness measurements at the cross section and at the top surface of the weld identified significant differences between the various zones resulting from FSW. Characterization of the corrosion resistance was carried out by electrochemical and immersion tests. Localized electrochemical techniques were used in this work, specifically scanning vibrating electrode technique (SVET) and scanning ion-selective electrode technique (SIET). The results showed that the most electrochemically active zone at of the welded alloys was the thermomechanically affected zone (TMAZ). This zone corresponds to the transition between the two alloys. In the top surface of the welded alloys, besides the TMAZ, the heat affected zone (HAZ) was also highly active corresponding to the transition between zones of the AA7050. This was due to the formation of hardening precipitates in the HAZ of the AA7050. In the cross-section, the high activity related to the TMAZ was due to the galvanic coupling between the two alloys where the AA7050 alloy acted as anodic zones, and the AA2050, as the cathodic ones. When the two alloys, AA2050 and AA7050, were exposed separately to 0.005 mol.L-1 NaCl or 3.5 (wt%) NaCl solutions, the AA2050 alloy showed higher electrochemical activity compared to the AA7050 alloy which was due to the higher content of active micrometric precipitates in the AA2050 alloy relatively to the AA7050. However, when the alloys were coupled, the AA2050 was cathodically protected by the AA7050 alloy.

  • IPEN-DOC 28899

    FONSECA, DANIELA P.M. da; LIMA, NELSON B. de ; PADILHA, ANGELO F.. Oxidation behavior of ultra-high-strength 13Ni15Co10Mo maraging steel. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: During solution annealing and aging of maraging steels an oxide layer is formed, usually composed of hematite and/or magnetite. Exploratory analysis of the oxidized surface of 13Ni-15Co-10Mo (wt.%) maraging steel also indicated the presence of austenite. This maraging steel presents ultra-high yield strength (~3 GPa), however, it shows lower toughness than other maraging steel types and the austenite phase on the surface could obstruct crack initiation and propagation improving toughness. The aim of this study was to investigate the microstructure of the steel surface after oxidation in air by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) and X-Ray Diffraction (XRD). Results showed that there are three different regions after oxidation: bulk (constituted of martensite and nanometric precipitates), an intermediate thin layer (composed by austenite, martensite and oxides) and an external layer (constituted of oxides like hematite, magnetite and kamiokite). Chemical microanalysis indicated that the intermediate layer is richer in Ni and Co (austenite stabilizers). Besides identifying the different phases and chemical compositions through the material, from the surface to the bulk, it was possible to understand how austenite is formed during oxidation.

  • IPEN-DOC 28898

    COUTO, CAMILA P. ; BAERT, KITTY; COSTA, ISOLDA ; PANOSSIAN, ZEHBOUR; DE GRAEVE, IRIS; REVILLA, REYNIER I.; TERRYN, HERMAN; ROSSI, JESUALDO L. . Influence of hot-stamping process on the corrosion initiation and properties of corrosion products at the surface of 22MnB5 steel metallic coated with hot-dip Al-Si. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: 22MnB5 is an ultra-high strength steel combined with hot-stamping process, also known as press hardened steel (PHS). It is a strategic material for the automotive industry because it allows safety improvement, lightweight design and consequently reduction of fuel consumption. In order to prevent surface scale and steel decarburisation during the hot-stamping process, the material is often protected with metallic coatings. Hot-dip Al-Si (Si 10 % in mass fraction) is the most used system for hot-stamping application. This study has the objective to characterize the corrosion initiation and the properties of the corrosion products at the surface of samples before and after hot-stamping process. The samples were submitted to several cycles of accelerated corrosion tests in a salt spray chamber. A systematic characterization of the corroded surface was done by means of Raman spectroscopy and scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM - EDS). The samples were also immersed in a Cl– containing solution, after which the morphology of the corrosion attacks and the corrosion initiation process were studied. The thermo-mechanical process changes the corrosion mechanism as well as the nature of the corrosion products.

  • IPEN-DOC 28897

    SILVA, JEFFERSON; REIS, SUELLEN; MAIA, ELOA L. ; TERADA, MAYSA ; BUGARIN, ALINE ; BERBEL, LARISSA ; ANDRADE, RAYANNE A.; GUILHERME, LUIS H.; COSTA, ISOLDA . Effect of pulsed and spray multipass MAG welding on the corrosion resistance of 316L stainless steel. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: In this study, the corrosion resistance of the ASTM A-240 TP 316L stainless steel submitted to a multipass metal active gas (MAG) welding was investigated. The stainless steel was MAG welded in two modes of metal transfer: pulsed and spray with protective gas (98% Argon and 2% Oxygen). The microstructure and corrosion resistance of base metal (BM) and fusion-zone (FZ) were characterized by scanning electron microscopy (SEM), ferritescope test, and anodic polarization tests. All zones were passive in the test solution (NaCl 1.0 mol L-1) followed by passive film breakdown with a potential increase. The BM showed a higher tendency to film breakdown comparatively to the FZ. The FZ in the spray process presented a passive film with higher breakdown resistance than the pulsed FZ.

  • IPEN-DOC 28896

    YOSHIKAWA, DANIEL S.; SANTOS, CELIA A.L.; MARTIN, RAMON V.; ALMEIDA, NEUSVALDO L. de; FARIA, RUBENS N. ; CARVALHO, MATHEUS A.; WENDHAUSEN, PAULO A.; LANDGRAF, FERNANDO J.. Corrosion behavior of NdFeB permanent magnet in two neutral environments. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: The NdFeB uncoated magnets have been magnetically characterized by demagnetization curves and their corrosion behavior have been evaluated (nonmagnetized state) by accelerated, immersion and electrochemical corrosion tests. The hygrothermal corrosion resistance was evaluated by: high accelerated stress test (HAST) and bulk corrosion test (BCT). The immersion tests were performed in ultrapure water with or without addition of chloride ions. The electrochemical tests, open circuit potential (OPC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were carried out in two neutral solutions (NaCl and Na2SO4), and on the two distinct surfaces of cubic magnets, i.e. parallel and perpendicular (pole) to the crystallographic c-axis of aligned ferromagnetic grains. Both accelerated tests presented weight loss below 1.0 mg/cm2 (BCT grade A). The chloride ions additions in immersion tests caused differential aeration corrosion. The EIS tests carried out in NaCl solution were more aggressive than in Na2SO4 solution, and indicated a different corrosion behavior between the parallel and pole faces evidenced by the response of the Nyquist diagrams.

  • IPEN-DOC 28895

    BERBEL, LARISSA O. ; VIVEIROS, BARBARA V.G. de ; MICELLI, ANA L. ; NIGRO, FREDERICO ; ROSSI, JESUALDO L. ; COSTA, ISOLDA . Corrosion of dental implants made of Ti-6Al-4V connected to 316L SS in agressive environment. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: Implants made of dissimilar alloys, such as Ti-6Al-4V, connected to abutment of stainless steel (SS), are being considered for application as dental implants leading to galvanic corrosion. Body fluids are corrosive electrolytes that contain aggressive ions, such as chlorides, leading to localized attack at weak points of the passive film on materials used for implants fabrication. Another reason of apprehension concerning corrosion is the method of joining the different materials. This might lead to small gaps between the two materials and promote crevice conditions that stimulate localized corrosion. In this study, the corrosion resistance of a Morse taper dental implants made of Ti-6Al-4V alloy in contact to a prosthetic abutment of 316L, with the two parts joined by mechanical forces consisting of strikes, using different numbers of strikes (3, 5 and 7), was studied. The study was carried out by SVET technique in phosphate buffer solution (PBS) with an addition of H2O2 and pH adjust to 3 to simulate inflammatory conditions. The results showed high electrochemical activity at the interface between the two alloys. SVET maps showed that the Ti alloy acted as anode whereas the 316L SS as cathode. At the interface of the dissimilar alloys, large amounts of corrosion products accumulated showing the effect of the galvanic corrosion. This was mainly observed for the samples with 3 strikes for joining both alloys. The electrochemical activity was the lowest for the dental implant mounted with 5 strikes. SVET maps and SEM images showed a strong effect of crevice corrosion for the implants joined by lowest number of strikes among the testes.

  • IPEN-DOC 28894

    NASCIMENTO, CAMILA B.; CALABRARO, BRUNO S.; ANJOS, DANILO F. dos; EVANGELISTA, RAFAEL; PIRIELLI, SABRINA S.; COLOSIO, MARCO A.; ROSSI, JESUALDO L. . Characterization of the corrosion behavior of sintered parts obtained by powder metallurgy with different manganese sulfide concentrations. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: Powder metallurgy is a process widely used in automotive parts, such as gears and pistons. The presence of pores is an inherent characteristic of this process. This porosity directly affects machinability, thus making the surface finish of the material rough. One of the alternatives for improving machining is the addition of manganese sulfide (MnS) to the mix composition. This work aimed to investigate the corrosion behavior of an automotive part with a majority iron composition obtained by powder metallurgy with different concentrations of 0%, 0.5% and 1.0% MnS (mass %) and varied densities (5800 kg.m-³, 6200 kg.m-³ and 6600 kg.m-³) in immersion times of 1 h, 4 h, 8 h and 24 h in 3.5% NaCl solution (mass %). The work was undertaken by means of electrochemical tests (electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization) and microstructural characterization, before and after the immersion periods. The results obtained by electrochemical impedance spectroscopy revealed a drop in the corrosion resistance of the samples as the period of immersion in the electrolyte increased, where the condition without the presence of MnS showed higher corrosion resistance than the samples without MnS. The potentiodynamic polarization curves indicated a reduction in corrosion resistance with an increase in the percentage of MnS in the mixture composition.

  • IPEN-DOC 28893

    MACHADO, CARULINE de S.C. ; HERNANDEZ, JOSE W.C.; MILAGRE, MARIANA X. ; ARAUJO, JOAO V. de S. ; DONATUS, UYIME; COSTA, ISOLDA . A homemade electrochemical hanging droplet cell to evaluate the corrosion resistance of friction stir weld zones of the AA2198-T8 Al-Cu-Li alloy. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: In this study, the corrosion resistance of the different zones of the AA2198-T8 alloy welded using friction stir welding (FSW) was investigated by immersion and electrochemical tests during exposure to 0.005 mol L-1 NaCl solution. After immersion tests, the welding zones were classified in two groups, according to their severe localized corrosion (SLC) morphology. Zones exposed to higher temperatures during welding presented intergranular attack, whereas those exposed to lower temperatures presented intragranular attack. Electrochemical measurements performed employing a homemade hanging droplet cell revealed potential galvanic coupling between the two groups. The base metal (BM) presented the most anodic potentials. The open circuit potential (OCP) increased from BM towards the stir zone (SZ). The results obtained by the hanging droplet cell were reproducible and coherent with the classification of the zones in the two proposed groups. The homemade electrochemical hanging droplet cell proved a very reliable tool to investigate the electrochemical behavior of the FSWed zones in Al-Cu-Li alloys.

  • IPEN-DOC 28892

    KLUMPP, RAFAEL E. ; MACHADO, CARULINE de S.C. ; ARAUJO, JOAO V. de S. ; ANTUNES, RENATO A.; MAGNANI, MARINA; COSTA, ISOLDA . A cerium-based nanocoating for corrosion protection of clad on AA 2024-T3 alloy. In: INTERNATIONAL CORROSION CONGRESS, 21st; INTERNATIONAL CORROSION MEETING, 8th, July 20-23, 2021, Online. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Corrosão - ABRACO, 2021.

    Abstract: Aluminum alloys are susceptible to localized corrosion resulting in a major risk for aircrafts due to the extensively use of this material in their structures. Therefore, the surface protection of these alloys against corrosion is fundamental. In this work, an eco-friendly surface pretreatment cerium based for corrosion protection alternatively to chromate based ones was developed and applied on the clad of the 2024-T3 aluminum alloy. The corrosion resistance of the modified surface was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy, polarization and Scanning Vibrating Electrode Techniques The results obtained were compared to a chromium based conventional treatment and revealed that the coating layer resulting from the tested treatment resulted in a film composed by spherical nodular nanostructures of cerium that improved the corrosion resistance of the alloy studied and it was comparable to the effect of treatment with hexavalent chromium showing it is an promising alternative to replacing treatments based on environmental harmful treatments.

  • IPEN-DOC 28891

    VIGATO, ARYANE A.; MACHADO, IAN P.; FRANCO, MARGARETH K.K.D. ; YOKAICHIYA, FABIANO; SAIRRE, MIRELA I. de; ARAUJO, DANIELE R. de. Chemical and structural characterization of hybrid delivery systems studied by FTIR, NMR, and SAS techniques. In: KESHARWANI, P. (Ed.); JAIN, N.K. (Ed.). Hybrid Nanomaterials for Drug Delivery. Cambridge, MA, United States: Woodhead Publishing, 2022. p. 27-51, cap. 2. (Woodhead Publishing Series in Biomaterials). DOI: 10.1016/B978-0-323-85754-3.00005-8

    Abstract: In recent years, the research for new classes of materials for biomedical applications has directed the synthesis and design of hybrid systems composed of two or more components (metals, clays, ceramics, bioglass, polymers, lipids, enzymes) conferring to them multifunctional properties, in general synergistic, different to those obtained for their parent components. One of the main advantages attributed to hybrid systems is their ability to modulate the drug release rate into the biological medium, which improve their therapeutic efficacy. However, this enhanced biomedical performance is a result of chemical interactions among material components that assume different levels of structural organization. This chapter provides a discussion about applications of three physicochemical techniques used for characterizing those materials, Fourier-transform infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, and small-angle scattering. Therefore a brief introduction on fundamental techniques followed by a discussion on relationships between composition and main chemical and structural finding are covered.

  • IPEN-DOC 28890

    MASTRO, NELIDA L. del . Polysaccharides and radiation technology. In: NAEEM, M. (Ed.); AFTAB, TARIQ (Ed.); KHAN, M. MASROOR A. (Ed.). Radiation-Processed Polysaccharides: Emerging Roles in Agriculture. London, United Kingdom: Academic Press, 2022. p. 91-106, cap. 4. DOI: 10.1016/B978-0-323-85672-0.00015-5

    Abstract: Polysaccharides are carbohydrate polymers in which monosaccharide ((CH2O)n) units are covalently joined by an O-glycosidic bond in either a linear or branched configuration. Polysaccharides serve as storage of energy, as in starch (unbranched amylose and branched amylopectin) or in glycogen (highly branched molecule), and as a structural component, as in plant cellulose (linear polysaccharide of glucose), bacterial cell walls or agar of seaweeds. Radiation technology offers versatile tools that have an important role to play in support of sustainable development. Ionizing radiation is sufficiently strong to break molecular bonds, creating ions from otherwise stable substances. Being so, ionizing irradiation coming from gamma sources or electron beam accelerators, is one of the available physical methods that can be employed industrially. Radiation technology is used to modify many kinds of materials, changing some properties, many of which can be used in a wide variety of commercial application. Natural polysaccharides can be either degraded or cross-linked by radiation. In this chapter, the focus will be on the interaction of ionizing radiation with polysaccharides and extracellular polymeric substances.

  • IPEN-DOC 28889

    CERQUEIRA, ISABEL S.A.; HONEGGER, VERENA; MUNHOZ JUNIOR, ANTONIO H.; SILVA, LEONARDO G. de A. e ; BARBOSA, ISABELLA T.F.. Análise sensorial: sua relevância no desenvolvimento de um cosmético. In: FREITAS, DANIELA R.J. (Org.). Produção científica em ciências biológicas 2. Ponta Grossa, PR: Atena Editora, 2022. p. 34-45, cap. 5. DOI: 10.22533/at.ed.7222222065

    Abstract: A indústria cosmética, com seu crescimento acelerado e inovações tecnológicas, desenvolve cosméticos que se diferenciam dos demais por meio da nanotecnologia, otimizando a permeação dos princípios ativos. No entanto, além da eficácia do cosmético, seu aspecto sensorial é muito relevante. A análise sensorial é amplamente utilizada como instrumento de medida científica na avaliação de cosméticos, pois ela é uma fonte única de informação avaliando a aceitação e preferência dos produtos por parte do consumidor. Tendo em vista que existem diversos tipos de análises e testes sensoriais, é imprescindível definir qual o mais adequado para cada tipo de pesquisa. Este trabalho tem como objetivo demonstrar a importância da análise sensorial para a produção e comercialização de um cosmético. Deste modo, foi realizada uma pesquisa exploratória, experimental, qualitativa e quantitativa não probabilística. Inicialmente, realizou-se uma revisão de literatura e na parte experimental foram produzidos cosméticos antienvelhecimento de hidrogel à base de PVP contendo nanoemulsões de ácido mandélico e óleo essencial de lavanda, gerânio, palmarosa e lemongrass. Posteriormente, estes cosméticos foram analisados por meio de testes sensoriais de preferência pareados, utilizando a escala Likert. Por meio destas análises, pôde-se identificar as características específicas desses produtos e definir qual o mais adequado para o mercado consumidor, demonstrando a relevância da análise sensorial no desenvolvimento de um cosmético.

  • IPEN-DOC 28888

    BOCK, EDUARDO G.P.; MARGARIDO, GUSTAVO N.; OLIVEIRA, MAURO M. de; POVEDA, PEDRO F. ; NASCIMENTO, RIDNAL J. do; FOTORAN, WESLEY L.. Utilização de radiação UVC para desinfecção do ar nos ambientes. In: CATAPAN, EDILSON A. (Org.). Avanços dos estudos científicos na área das ciências exatas. São José dos Pinhais, PR: Brazilian Journals Editora, 2022. p. 309-320, v. 1, cap. 20. DOI: 10.35587/brj.ed.0001407

    Abstract: O presente trabalho apresenta o projeto de um dispositivo e os testes realizados em um sistema de auxílio na prevenção de contaminações pelo Sars-Cov2 com a desinfecção do ar pela utilização de UVC como ação germicida. O sistema foi testado com E.colis e proporcionou no ar tratado uma visível taxa de inativação das colônias de bactérias aspergidas em sua entrada.

  • IPEN-DOC 28887

    THIPE, VELAPHI C. ; MALONEY, VICTORIA; KLEIN, ASHWIL; GOKUL, ARUN; KEYSTER, MARSHALL; KATTI, KATTESH V.. RNA interference and CRISPR/Cas9 techniques for controlling mycotoxins. In: ABD-ELSALAM, KAMEL A. (Ed.); LIM, KI-TAEK (Ed.). CRISPR and RNAi Systems: Nanobiotechnology Approaches to Plant Breeding and Protection. Amsterdam, Netherlands: Elsevier, 2021. p. 463-490, cap. 21. (Nanobiotechnology for Plant Protection). DOI: 10.1016/B978-0-12-821910-2.00012-6

    Abstract: The manifestation of toxigenic fungi and their produced mycotoxins have proven to be a universal major agricultural calamity in maintaining secure safe nutritious food supply and a critical health issue in recent years. This is prevented by a spiked increment in the sullying of staple nourishments credited to different factors, for example, climate changes that favor mycotoxigenic fungal growth. Plant/crop development is governed by complex genetic regulatory networks/signaling pathways and it is through understanding these pathways, we can engineer crop assortments with improved yields, healthful properties, and better protection from fungal development/mycotoxin contamination. The understanding of the pathway of plant immunity from protection against pathogenic microorganisms is still in its infancy. The agriculture sector is currently experiencing an RNA interference (RNAi) and clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated protein-9 nuclease Cas9) revolution driven by genetically transforming and editing plants/crops for controlling mycotoxin contamination. The utilization of CRISPR/Cas9 and RNAi systems has an immense impact on understanding gene functioning and related properties. In this chapter, we discuss RNAi and CRISPR/Cas9 technologies that have been used to control mycotoxin contamination.

  • IPEN-DOC 28886

    SANTAELLA, CESAR R.K. ; COTINHO, SAMUEL P. ; CORREA, OLANDIR V. ; PILLIS, MARINA F. . Enhancement of the RE-boronizing process through the use of La, Nd, Sm, and Gd compounds. Journal of Engineering Research, v. 2, n. 14, p. 1-7, 2022. DOI: 10.22533/at.ed.3172142206074

    Abstract: Rare-earth elements have been used in the thermochemical treatment of boronizing to enhance boron diffusion. In order to further investigate the effect of these elements on the process, neodymium-, samarium-, and gadolinium were utilized for the treatment of AISI 1045 samples carried out at the temperature of 1173 K for 4 h. The resulting boride layers formed were characterized through optical microscopy, microhardness test, and X-ray diffraction (XRD). The comparison of the layers showed that the addition of neodymium increased the depth by 48%, with samarium by 54%, and with gadolinium by 76%.

    Palavras-Chave: heat treatments; borides; rare earths; diffusion; boron

  • IPEN-DOC 28885

    ARAUJO, JOAO V. de S. ; SILVA, REJANE M.P. da ; VIVEIROS, BARBARA V. ; MILAGRE, MARIANA X. ; MACHADO, CARULINE de S.C. ; COSTA, ISOLDA . Compreendendo os mecanismos de corrosão de ligas de Al-Cu-Li: uma investigação através de técnicas eletroquímicas globais e locais / On the corrosion mechanisms of Al-Cu-Li alloys: an investigation using global and local electrochemical techniques. Quimica Nova, v. 45, n. 6, p. 680-689, 2022. DOI: 10.21577/0100-4042.20170874

    Abstract: In this study, the corrosion mechanism of an Al-Cu-Li alloy manufactured by two different treatment routes (T3 and T851) was evaluated by immersion and electrochemical tests in solutions containing chloride ions (Cl-). For both alloys, the formation of cavities on the surface was associated with micrometer-sized intermetallics (IM’s), however, in addition to this attack, the alloy submitted to T851 treatment also presented an attack called severe localized corrosion (SLC), caused by the preferential attack to the nanometric T1 (Al2CuLi) phase. The electrochemical concepts involved in these two types of attacks were discussed. During the IM’s corrosive process, whereas the O2 reduction occurred over the IM’s, the Al dissolution is favored around the particle, forming trenching and cavities (with 2 and 6 mm of depth). On the other hand, the mechanism associated with the SLC is related to the formation of a differential aeration cell followed by the evolution of H2, with greater depth of attack penetration (8 and 35 mm). Additionally, by the use of the Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET), it was concluded that the higher anodic currents observed for the T851 temper were related to the relation between the anodic area (Aa) and the cathodic area (Ac).

    Palavras-Chave: corrosion; chemical composition; microstructure; aluminium base alloys; lithium alloys; copper alloys; ion-selective electrodes

  • IPEN-DOC 28884

    BATALIOTTI, MURILO D.; COSTA, FRANCINE B.; MINUSSI, FERNANDO B.; ARAUJO, EUDES B.; LIMA, NELSON B. de ; MORAES, JOAO C.S.. Characterization of tellurium dioxide thin films obtained through the Pechini method. Journal of Sol-Gel Science and Technology, v. 103, n. 2, p. 378-385, 2022. DOI: 10.1007/s10971-022-05844-7

    Abstract: Tellurium dioxide (TeO2) thin films were deposited on silicon substrates through the Pechini method, after which they were heat treated at different temperatures. The heat treatment temperatures were defined from the thermogravimetry-differential scanning calorimetry (TG-DSC) data of the precursor gel. The effects of the heat treatment on the structural properties were investigated through X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy, and Raman spectroscopy. The TG-DSC data showed four different weight loss steps due to the reduction of telluric acid to tellurium, the removal of the excess ethylene glycol, the decomposition of citric acid, and the degradation of polyester. The XRD and Raman data showed the presence of the γ- and α-TeO2 phases in the films treated at 400–500 °C. Lattice parameters of the observed crystalline phases were determined by Rietveld refinement, with which it was possible to evaluate the crystallite size and microstrain using the Williamson-Hall method. The heat treatment temperature directly influenced the crystallite size and the surface roughness of the films, which showed similar behaviors with the temperature.

    Palavras-Chave: tellurium oxides; sol-gel process; crystallization; grain refinement; thin films; x-ray diffraction

  • IPEN-DOC 28883

    BARTOLOMEI, SUELLEN S.; SILVA, FELIPE L.F. da; MOURA, ESPERIDIANA A.B. de ; WIEBECK, HELIO. Recycling expanded polystyrene with a biodegradable solvent to manufacture 3D printed prototypes and finishing materials for construction. Journal of Polymers and the Environment, v. 30, n. 9, p. 3701-3717, 2022. DOI: 10.1007/s10924-022-02465-7

    Abstract: The amount of plastic waste generated is causing damage to the environment, such as sea and soil pollution, and one of the alternatives for disposing of polymers is recycling. This work proposes recycling expanded polystyrene using a biodegradable solvent, its plastification with glycerol, and the preparation of the composite with post-consumer recycled gypsum for applications to manufacturing by 3D printing and for finishing materials for construction. Specimen for tensile testing and shore D hardness were prepared by injection process and by 3D printing. In addition, Thermogravimetric (TG), Fourier-transform infrared spectrometry (FTIR), Differential scanning calorimeter, Scanning electron microscope (FESEM) analyses, and flame propagation tests were also carried out. TG and FTIR analyses show that the recycling process did not degrade the material, and the addition of glycerol and gypsum improved the thermal stability of the composite. The mechanical properties of the injected and 3D printed samples with gypsum were similar, due to the dimensional stability of the manufactured filament, which improved the speed and quality of the specimen printing. The increase in ductility and the reduction in the glass transition temperature showed that the recycled expanded polystyrene (RPS) were effectively plasticized with the addition of 2 wt% glycerol, preserving their flame self-extinguishment when subjected to the flame propagation test. Due to these properties, the plasticized RPS can be used to manufacture articles for finishing in civil construction, and the RPS composite can be used to manufacture 3D printed prototypes.

    Palavras-Chave: 3d printing; recycling; composite materials; gypsum; polystyrene

  • IPEN-DOC 28882

    SOUZA, J.P. ; FUJIMOTO, T.G. ; BATISTA, R.M. ; STEIL, M.C.; MUCCILLO, R. ; MUCCILLO, E.N.S. . Phase transformation/stabilization and ionic conductivity in tantalum oxide co‑doped zirconia‑scandia solid electrolyte. Ionics, v. 28, n. 8, p. 3919-3926, 2022. DOI: 10.1007/s11581-022-04604-5

    Abstract: The influence of small amounts of tantalum oxide as co-dopant on phase transformation and stabilization, microstructure and ionic conductivity of zirconia-10 mol% scandia is reported in this work. Cylindrical pellets were prepared by solid state synthesis with sintering at 1500 °C for 5 h. High relative density values (> 95%) were achieved. Reduction of the enthalpy for the cubic ⇌β-rhombohedral phase transformation was found for increasing amounts of the co-dopant. Full stabilization of the cubic structure at room temperature was obtained with only 0.45 mol% tantalum oxide addition. The ionic conductivity of sintered specimens was investigated as a function of the temperature and oxygen partial pressure by impedance spectroscopy. The fully stabilized co-doped system revealed a pure ionic conduction behavior up to 800 °C with wide electrolytic domain. In the 700–800 °C range, the ionic conductivity of co-doped specimens is similar to that of pure zirconia-scandia.

    Palavras-Chave: zirconium; ceramics; phase transformations; microstructure; solid electrolytes; ionic conductivity

  • IPEN-DOC 28881

    SILVA, FABIO A. da ; BERNARDES, EMERSON S. . Uncovering the role of modified citrus pectin in cancer. Nuclear Medicine and Biology, v. 108-109, S1, p. S176-S177, 2022. DOI: 10.1016/S0969-8051(22)00371-7

    Abstract: Background: Modified citrus pectin (MCP) is a polysaccharide consisting of galacturonic acid with anti-cancer activity that can act synergistically with other treatments to reduce tumor growth, stimulate programmed cell death and reduce the number of metastases. In addition, MCP prevents acute and severe renal syndromes caused by radiation/chemotherapy. All of these effects were reported to be due to MCP ability to specifically inhibit Galectin-3 protein functions. Aims: The aim of this work was to evaluate the anticancer effect of MCP in a Balb/c nude mice xenograft model of ovarian cancer. Methods: The human ovary cancer cell line, SKOV-3, was subcutaneously injected in Balb/c nude mice and tumor growth was monitored daily with a caliper. When tumors reached 250-300 mm3, 20 mg/kl of MCP was administered intravenously (I.V.) in a daily based for 21 days. Tumor growth and mice weight were monitored daily. Additionally, MCP was radiolabeled with 99m-technetium (99m-Tc) with the incubation of MCP (2.5 mg) in saline with SnCl2 (4 mg/ ml), HCl (0.01 M), NaOH (0.01 M) and 99mTc (129,5 MBq) at pH=7 for 30 min. The radiochemical purity was determined by iTLC-SG with acetone and ethanol/NH3/H2O (1:2:5). 99mTc-MCP (37 MBq) was administrated I.V. in Balb/C nude mice bearing SKOV-3 tumors and after 1, 2 and 4 hours, SPECT/CT image was acquired (Albira SI Buker). Ex-vivo biodistribution studies were performed after the I.V. injection of 10 MBq of 99mTc-MCP for 1-hour. The % of injected dose per gram (%ID/g) of tissues of interest was calculated. The tumors were removed, fixed, cut and used for autoradiography studies and stained with hematoxylin and eosin (H&E) to verify hypoxic regions. Results: The I.V. administration of MCP was able to significantly reduce SKOV-3 tumor growth (52% tumor volume reduction) in comparison with the non-treated group, after 21 of treatment. Our biodistribution studies showed that 99mTc-MCP was mainly found in kidneys, bladder and liver of mice (%ID/g = 12.25, 38.57 and 5.71, respectively), and was able to reach the tumor (%ID/g = 0.765 ± 0.045) 1-hour after I.V. administration. 99mTc-MCP accumulation in the tumor site was visualized by μSPECT/CT imaging 1 hour after I.V. administration. The autoradiography and stained (H&E) study demonstrated a correlation between MCP and regions of tumor necrosis. Because of MCP high accumulation in kidneys, renal toxicity was also evaluated. We were able to find that MCP doesn’t induce renal toxicity when administered in a daily base at a concentration of 20 mg/Kg. Conclusion: In this work we demonstrated that a daily treatment of MCP was able to reduce tumor growth of ovarian tumor xenografts (SKOV-3 cells) without showing renal toxicity. We found too that MCP can reach the tumor site, binding mainly in regions of necrosis. However, other studies are needed to unravel the mechanisms of action that act on the antitumor effect of MCP.

  • IPEN-DOC 28880

    LARANJA, MARCIO J.; JUNIOR, FRANCISCO H.S.; NOGUEIRA, GABRIELA A.; VIEIRA, LAIS H.S.; OLIVEIRA, NAIARA C.; SOARES, JOAO M.; CORDEIRO, CARLOS H.N.; OTUBO, LARISSA ; MOREIRA, ALTAIR B.; FERREIRA, ODAIR P.; BISINOTI, MARCIA C.. Valorisation of sugar cane bagasse using hydrothermal carbonisation in the preparation of magnetic carbon nanocomposite in a single-step synthesis applied to chromium adsorption. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, v. 97, n. 8, p. 2032-2046, 2022. DOI: 10.1002/jctb.7074

    Abstract: BACKGROUND: Sugar cane bagasse (SB) is a by-product of the sugar cane industry, and is obtained on a large scale. In this paper, SB was used as a source of carbon for preparing a magnetic carbon nanocomposite (MCN-SB) through one-step hydrothermal carbonisation (HTC), in the presence of iron (III) nitrate. By way of comparison, SB was replaced by glucose in HTC (MCN-GLU), and a thermal treatment of this material was then performed under an N2 atmosphere (MCN-GLU-HT). The physical and chemical properties of the nanocomposites were assessed, and the magnetic samples were applied as adsorbents. RESULTS: MCN-SB and MCN-GLU are composed of iron oxide nanoparticles embedded in carbonaceous matrix which also contain oxygenated groups. The MCN-SB sample was already magnetic after HTC, showing a magnetization saturation (Ms) of 5.0 emu g−1, due to the presence of magnetite, whereas MCN-GLU consisted of hematite and required additional thermal treatment (HT) to acquire magnetic properties, with MCN-GLU-HT showing an Ms of 30.5 emu g−1. In turn, the mesoporous structure and higher specific surface area (SSA) of MCN-GLU-HT (SSA 90 m2 g−1) than MCN-SB (SSA 53 m2 g−1) was a causative factor for its higher capacity of hexavalent chromium [Cr (VI)] removal (939 μg g−1), when compared to MCN-SB (768 μg g−1), which has a nonporous structure. CONCLUSION: The results suggest that SB can be reused, by means of HTC, for the preparation of a magnetically recoverable adsorbent, showing good adsorption properties. © 2022 Society of Chemical Industry (SCI).

    Palavras-Chave: sugar cane; bagasse; nanocomposites; biomass; environment; chemical properties

  • IPEN-DOC 28879

    ARAUJO, LEANDRO G. de ; VIEIRA, LUDMILA C. ; CANEVESI, RAFAEL L.S.; SILVA, EDSON A. da; WATANABE, TAMIRES ; FERREIRA, RAFAEL V. de P.; MARUMO, JULIO T. . Biosorption of uranium from aqueous solutions by Azolla sp. and Limnobium laevigatum. Environmental Science and Pollution Research, v. 29, n. 30, p. 45221-45229, 2022. DOI: 10.1007/s11356-022-19128-8

    Abstract: The main goal of this study was to assess alternatives to the current challenges on environmental quality and circular economy. The former is here addressed by the treatment of radioactively contaminated solutions, and the latter by using abundant and low-cost biomass. In this paper, we examine the biosorption of hexavalent uranium (U(VI)) in a batch system using the macrophytes Limnobium laevigatum and Azolla sp. by three operational parameters: biomass dose, metal ion concentration, and contact time. Simulated solutions were firstly addressed with two biomasses, followed by studies with real liquid organic radioactive waste (LORW) with Azolla sp. The batch experiments were carried out by mixing 0.20 g biomass in 10 mL of the prepared solution or LORW. The total contact time employed for the determination of the equilibrium times was 240 min, and the initial U(VI) concentration was 0.63 mmol L−1. The equilibrium times were 15 min for L. laevigatum and 30 min for Azolla sp. respectively. A wide range of initial U(VI) concentrations (0.25–36 mmol L−1) was then used to assess the adsorption capacity of each macrophyte. Isotherm models validated the adsorption performance of the biosorption process. Azolla sp. presented a much higher U(VI) uptake (0.474 mmol g−1) compared to L. laevigatum (0.026 mmol g−1). When in contact with LORW, Azolla sp. removed much less uranium, indicating an adsorption capacity of 0.010 mmol g−1. In conclusion, both biomasses, especially Azolla sp., can be used in the treatment of uranium-contaminated solutions.

    Palavras-Chave: sorption; uranium; aquatic organisms; radioactive waste management

  • IPEN-DOC 28878

    DEL NERO, R.A.; EMILIOZZI, C.Z.S.; SIQUEIRA, P.T.D. ; ANTUNES, P.C.G. ; SERANTE, A.R.. Influence dosimetric study of different couches in radiotherapy treatments. Brazilian Journal of Radiation Sciences, v. 10, n. 2, p. 1-24, 2022. DOI: 10.15392/bjrs.v10i2.2018

    Abstract: Radiotherapy is a recommended procedure for 52% of cancer cases, in average, as one of the treatment forms, therefore, it is important for the clinical practice to investigate the affecting factors in dose distribution received by the patients, such as immobilization devices and treatment couch. With the introduction of treatments with modulated intensity techniques like IMRT and VMAT, the number of incidence fields used for patient treatment increased, making couch’s dosimetric effect more significant in these modalities. The attenuation data acquisition referring to the treatment couches, as well as the TPS data evaluation, show important parameters for the clinical practice because they influence what happens with the dose delivery during the treatment, ensuring a better quality and safety to the treatments. This research presents experimental results evaluating the couch’s impact in the treatments by a study of perturbation in the distribution of surface dose, and dose attenuation according to the gantry’s angle for the couches BrainLABTM, ExactTM and iBEAMTM. Then we propose better density values for the couches BrainLABTM and ExactTM for their inclusion in EclipseTM TPS. Lastly, we compare the dose difference considering the presence or not of couch in the planning. In conclusion, the beam’s attenuation increase by the couches and the doses alterations on the skin must be taken in consideration in the treatment planning process. It is of great relevance that each treatment center perform internal tests to determinate the best density values for available TPS.

    Palavras-Chave: attenuation; density; dosimetry; irradiation procedures; phantoms; planning; radiation dose distributions; radiotherapy; surface area

  • IPEN-DOC 28877

    BURRELLO, S.; CALABRESE, S.; CAPPUZZELLO, F.; CARBONE, D.; CAVALLARO, M.; COLONNA, M.; LAY, J.A.; LENSKE, H.; AGODI, C.; FERREIRA, J.L.; FIRAT, S.; HACISALIHOGLU, A.; LA FAUCI, L.; SPATAFORA, A.; ACOSTA, L.; BELLONE, J.I.; BORELLO-LEWIN, T.; BOZTOSUN, I.; BRISCHETTO, G.A.; CALVO, D.; CHAVEZ LOMELI, E.R.; CIRALDO, I.; CUTULI, M.; DELAUNAY, F.; FINOCCHIARO, P.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; IAZZI, F.; LANZALONE, G.; LINARES, R.; LUBIAN, J.; MORALLES, M. ; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, L.; PETRASCU, H.; PINNA, F.; RUSSO, G.; SGOUROS, O.; SOLAKCI, S.O.; SOUKERAS, V.; SOULIOTIS, G.; TORRESI, D.; TUDISCO, S.; YILDIRIM, A.; ZAGATTO, V.A.B.. Multichannel experimental and theoretical constraints for the 116Cd(20Ne, 20F) 116In charge exchange reaction at 306 MeV. Physical Review C, v. 105, n. 2, p. 024616-1 - 024616-20, 2022. DOI: 10.1103/PhysRevC.105.024616

    Abstract: Background: Charge-exchange (CE) reactions offer a major opportunity to excite nuclear isovector modes, providing important clues about the nuclear interaction in the medium. Moreover, double charge-exchange reactions are proving to be a tempting tool to access nuclear transition matrix elements (NMEs) related to double beta-decay processes. The latter are also of crucial importance to extract neutrino properties from the half-life of the hypothetical neutrinoless double beta decay and to search for physics beyond the standard model. Purpose: Through a multichannel experimental analysis and a consistent theoretical approach of the 116Cd(20Ne, 20F) 116In single charge-exchange (SCE) reaction at 306 MeV, we aim at disentangling from the experimental cross section the contribution of the competing mechanisms associated with second- or higherorder sequential transfer and/or inelastic processes. Methods: We measured excitation energy spectra and absolute cross sections for elastic + inelastic, one-proton transfer and SCE channels by using the MAGNEX large acceptance magnetic spectrometer to detect the ejectiles. For the first two channels, we also extracted the experimental cross-section angular distributions. The experimental data are compared with theoretical predictions obtained by performing two-step distortedwave Born approximation and coupled reaction channel calculations. We employ spectroscopic amplitudes for single-particle transitions derived within a large-scale shell-model approach and different optical potentials for modeling the initial- and the final-state interactions. Results: The present study significantly mitigates the possible model dependence existing in the description of these complex reaction mechanisms thanks to the satisfactory reproduction of several channels at once. In particular, our work demonstrates that the two-step transfer mechanisms produce a non-negligible contribution to the total cross section of the 116Cd(20Ne, 20F) 116In reaction channel, although a relevant fraction is still missing, being ascribable to the direct SCE mechanism, which is not addressed here. Conclusions: Our analysis provides a careful estimation of the sequential transfer processes which are competing with the direct SCE mechanism for the heavy ion reaction under investigation. The study suggests that the direct SCE should play an important role among the mechanisms populating the final channel. Nevertheless, the analysis of the higher-order processes considered here is mandatory to isolate the direct SCE process contribution and approach structure information on the corresponding NME from the reaction cross section. The description of the latter process and the competition between the two mechanisms deserves further investigation.

    Palavras-Chave: charge exchange; nuclear reactions; nuclear matrix; beta decay; cadmium 116

  • IPEN-DOC 28876


    Abstract: Background: Heavy-ion one-nucleon transfer reactions are promising tools to investigate single-particle configurations in nuclear states with and without the excitation of the core degrees of freedom. A careful determination of the spectroscopic amplitudes of these configurations is essential for the accurate study of other direct reactions as well as β decays. In nucleon transfer reactions core excitations, for both target and projectile systems, are best approached via coupled-channels reaction schemes. Despite being notoriously demanding in terms of computing resources, coupled-channels analyses are progressively becoming more affordable even within model spaces large enough for tackling medium mass nuclei. In this context, the 76Se(18O, 17O) 77Se reaction, here under study, gives a quantitative access to the relevant single-particle orbitals and core polarization configurations built on 76Se. This is particularly relevant, since it provides data-driven information to constrain nuclear structure models for 76Se, which is the daughter nucleus in the 76Ge ββ decay. This reaction is one of the systems studied in the frame of the Nuclear Matrix Elements for Neutrinoless double beta decay project. Purpose: We want to analyze transitions to low-lying excited states of the residual and ejectile nuclei in the 76Se(18O, 17O) 77Se one-neutron stripping reaction at 275-MeV incident energy and determine the role of single-particle and core excitation in the description of the measured cross sections. In addition, we explore the sensitivity of the calculated cross section to different nuclear structure models. Methods: The excitation energy spectrum and the differential cross-section angular distributions are measured using the MAGNEX large acceptance magnetic spectrometer for the detection of the ejectiles and the missing mass technique for the reconstruction of the reaction kinematics. The data are compared with calculations based on distorted-wave Born approximation, coupled-channels Born approximation, and coupled reaction channels adopting spectroscopic amplitudes for the projectile and target overlaps derived by large-scale shell-model calculations and interacting boson-fermion model. Results: Peaks in the energy spectra corresponding to groups of unresolved transitions to 77Se and 17O are identified. The experimental cross sections are extracted and compared to theoretical calculations. A remarkable agreement is found, without using any scaling factors, demonstrating that the adopted models for nuclear structure and reaction take into account the relevant aspects of the studied processes. The main transitions which contribute to the cross section of each peak are identified. Conclusions: The coupling with the inelastic channels feeding states in entrance and exit partitions is important in the one-neutron transfer reaction and should be accounted for in future analyses of other direct reactions such as single and double charge exchange processes involving 76Se isotope. The description of 77Se indicates the need of a large model space, in the view of an accurate description of the low-lying states, a feature that should be likely accounted even for ββ-decay studies of 76Ge.

    Palavras-Chave: nuclear matrix; neutron transfer; double beta decay; oxygen 18; selenium 76

  • IPEN-DOC 28875

    DARRIBA, G.N.; MUNOZ, E.L.; RICHARD, D.; AYALA, A.P.; CARBONARI, A.W. ; PETRILLI, H.M.; RENTERIA, M.. Insights into the aftereffects phenomenon in solids based on DFT and time-differential perturbed γ-γ angular correlation studies in 111In (→111Cd)-doped tin oxides. Physical Review B, v. 105, n. 19, p. 195201-1 - 195201-15, 2022. DOI: 10.1103/PhysRevB.105.195201

    Abstract: Recently, a model based on a combined ab initio/time-differential perturbed γ -γ angular correlation (TDPAC) study in the 111In(→ 111Cd)-doped SnO2 semiconductor was proposed to enlighten the origin of the dynamic hyperfine interactions (HFIs) observed in oxides after the electron-capture (EC) decay of the probe nucleus of the 111In parent. It was demonstrated that both the EC as well as the acceptor level introduced by the Cd impurity can contribute to the variation of the electric-field gradient (EFG) at the Cd site (responsible for this phenomenon) due to charge fluctuations of the electronic holes created [Darriba et al., J. Phys. Chem. C 122, 17423 (2018)]. To disentangle both effects, we performed here TDPAC reversible experiments in 111In(→ 111Cd)-doped SnO in the temperature range 20–900 K and a complete electronic structure density functional theory study of the Cd-doped SnO system as a function of the charge state (q) of the impurity. The isovalent 111Cd probe impurity in this isocationic oxide was selected to demonstrate that the acceptor character of the probe is not a necessary condition to observe this electronic phenomenon when the EC is already present. A majority fraction of probes sensed a time-dependent HFI (HFI1) for all temperatures, and the unexpected minority always sensed a static interaction (HFI2). Comparing results from these experiments, the ab initio calculations of the EFG tensor and defect formation energies, HFI1 and HFI2, were assigned to 111Cd probes localized at substitutional Sn sites free of defects [with the valence band (VB) completely filled, q = 0] and with an electronic hole trapped (q = 1+), respectively. In addition, we show that the systems with charge state between these values have very similar formation energies at the top of the VB and different predicted EFGs, giving support from first principles to the existence of random fluctuations between different EFGs, necessary in the construction of the on-off perturbation factor used. We demonstrate that all the probes fill their electronic holes before the TDPAC time window except the outermost one, giving a quantification of the number of electronic holes involved in the production of the dynamic effect, only one in SnO. The probes related to HFI2 reach their stable electronic configuration (q = 1+) before the emission of the first γ ray (γ1) of the γ -γ cascade, while those related to HFI1 fill the last hole after the emission of γ1, producing the dynamic interaction. Enlighted by these results and reviewing TDPAC experiments from the literature using probes with different nuclear decay characteristics, we concluded that, in the absence of EC decay of the probe nucleus of the parent, any probe impurity introducing acceptor or donor states (in semiconductors and insulators) whose ionization changes the EFG should observe a time-dependent HFI provided the lifetime of the nuclear levels that feed the γ1 level and this level itself is shorter than the lifetime of the recovery process (i.e., the lifetime of the electronic holes or the ionized donor electrons).

    Palavras-Chave: angular correlation; time dependence; tin oxides; cadmium 111; electron capture decay

  • IPEN-DOC 28874

    ZUFFI, ARMANDO V.F. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; SAMAD, RICARDO E. . Below-threshold-harmonics-generation limitation due to laser-induced ionization in noble gases. Physical Review A, v. 105, n. 2, p. 023112-1 - 023112-6, 2022. DOI: 10.1103/PhysRevA.105.023112

    Abstract: This work introduces and validates a model that explains an observed upper limitation of the emission of below-threshold harmonics generated by noble gases bound electrons in a restricted region of space. The model uses fundamental parameters from the gases and the laser beam, and correctly predicts an intensity threshold above which the harmonics yield cannot be increased by raising the laser power. This restraint is a consequence from the depletion of electrons due to laser-induced ionization, which exactly compensates the harmonics yield increase with the excitation power.

    Palavras-Chave: rare gases; harmonic generation; ionization; lasers; beams; pulses

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.