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  • IPEN-DOC 26852

    FRIMAIO, AUDREW . Desenvolvimento de compostos termoplásticos ou termofixos radiologicamente equivalentes ao tecido humano / Development of thermoplastic or thermosets compounds radiologically equivalent to human tissue . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-06022020-104210

    Observação: Acesso restrito até 31/12/2022

    Abstract: Os objetos simuladores constituídos de material tecido equivalente, são utilizados em laboratórios de pesquisa e em ambientes clínicos como parte de rotinas de controle de qualidade e radioproteção, são fundamentais para evitar a exposição de pessoas a doses de radiação. Os objetos simuladores são, na grande maioria, importados e de alto custo. Materiais radiologicamente equivalentes aos tecidos humanos, tem como principal requisito possuir o número atômico efetivo e/ou coeficiente de atenuação linear aproximadamente igual ao do tecido que se quer simular, de modo a reproduzir as suas características de atenuação à radiação ionizante incidente. Neste trabalho foram desenvolvidos compostos e protótipos que suprem a necessidade deste tipo de material radiologicamente equivalente a tecido utilizando tecnologia nacional. Os protótipos desenvolvidos e produzidos contêm substâncias, encontradas comercialmente, que, ao formarem um composto, seus percentuais são equivalentes aos encontrados no corpo humano, tais como tecido mamário, tecido mole, tecido adiposo e água A formulação dos compostos foi realizada por simulação computacional em trabalho realizado anteriormente, visando a produção de placas e/ou objetos (protótipos) com características de transmissão equivalentes ao de tecidos humanos e/ou à água. Os testes de desempenho dos protótipos produzidos apontaram as melhores formulações para aplicação em objetos simuladores na área de diagnóstico por imagem.

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  • IPEN-DOC 26737

    MOREIRA, PRISCILA G. . Análise das propriedades termofísicas dos nanofluidos de AI2O3, TiO2 e ZrO2 em base aquosa visando aplicações em reatores nucleares / Analysis of thermo-physical properties of nanofluids of Al2O3, TiO2 and ZrO2 aqueous base for nuclear reactor applications . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Marcelo da Silva Rocha. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-085344

    Abstract: Esta dissertação apresenta as propriedades termofísicas dos nanofluidos de Al2O3, TiO2 e ZrO2 de medições de bancada e também por comparações com literatura. Estudos existentes indicam que os nanofluidos mostram cerca de 50% de aumento na condutividade térmica em relação ao fluido base que neste estudo será água, dessa forma, podem ser classificados como fluidos promissores para aplicações nucleares. As propriedades estudadas são: condutividade térmica, condutividade elétrica, densidade, viscosidade, tensão superficial e ângulo de contato de superfície e análises microscópicas. Como o propósito é usá-los em aplicações nucleares, o levantamento dessas medidas foi feito antes e depois a irradiação no irradiador multipropósito do IPEN uma fonte de 60Co para estudar o efeito da radiação ionizante (gama) nas propriedades dos nanofluidos. Após as medições pode-se concluir que não houve grande variação das propriedades, por outro lado, as partículas se encontraram mais aglomeradas após a irradiação dando indícios que o pH da amostra pode ter sido alterado e assim alterando a eletrocinética entre as partículas.

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  • IPEN-DOC 26736

    VIRGINIO, SUELI de A. . Sílica do tipo SBA-15 sintetizada por radiação gama e sua aplicação em compósitos de resina epóxi / SBA-15 silica synthesized by gamma radiation and its application on epoxy resin composites . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-091026

    Abstract: A sílica mesoporosa nanoestruturada SBA-15 é definida como uma peneira molecular cuja base em sílica possui estrutura de poro hexagonal.Para obtê-la é preciso realizar uma reação química entre uma substância que funciona como molde chamado de "template" e uma fonte de sílica em meio ácido. O template permite a formação de micelas, as quais fornecem uma estrutura específica e a fonte de sílica preenche essas estruturas micelares. Posteriormente a mistura é aquecida (100°C) por 48 h - o que é chamado tratamento hidrotérmico - e após resfriamento, filtragem, lavagem, secagem e calcinação (500-550°C), as partículas estão prontas para serem usadas. Nesse trabalho, a proposta foi substituir a etapa hidrotérmica pelo processo de irradiação gama em doses de 0,5 kGy a 100 kGy para conseguir partículas com morfologia semelhante às do método clássico. Observou-se que as partículas de sílica obtidas pelo método da irradiação apresentaram alta área superficial e poros dispostos com diâmetro na escala nanométrica e com morfologia hexagonal. As imagens de MET confirmaram essa ordenação hexagonal do poro na SBA-15 mesmo produzidas em baixas doses. As partículas obtidas tanto pelo método clássico quanto pelo método da irradiação foram utilizadas como carga após sua dispersão em resina epóxi. A dispersão das partículas de sílica aconteceu segundo duas metodologias: a) mistura por fusão, onde as partículas de sílica são dispersas na resina a quente e b) mistura por solvente, onde as partículas de sílica são dispersas na mistura resina/acetona para evitar a aglomeração da fase inorgânica. As imagens de microscopia óptica e MEV revelaram homogeneidade na mistura partícula/resina no seio do material polimérico quando se utiliza o método com solvente, no entanto os compósitos obtidos (dispersão por solvente), apresentaram Tg com valor abaixo da resina epóxi padrão e baixa resistência mecânica.

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  • IPEN-DOC 26735

    COELHO, ADRIANA B. . Análise técnica e econômica de um dispositivo experimental de geração de energia fotovoltaica em um sistema on-grid / Technical and economic analysis of an experimental photovoltaic power generation device in on-grid system . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Thadeu das Neves Conti. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-11032020-144836

    Abstract: Desde 2012, quando a resolução N° 482 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) criou o Sistema de Compensação de Energia Elétrica (SCEE), houve a possibilidade de um consumidor brasileiro gerar sua própria energia elétrica, a partir de fontes renováveis, ou, a cogeração qualificada e, inclusive, fornecer o excedente para a rede de distribuição de sua localidade. Este marco motivou a indústria a desenvolver tecnologia na área de energia fotovoltaica. Diante dessa nova perspectiva, tem-se como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica de um sistema fotovoltaico conectado à rede de 3,1kWp instalado na zona rural do estado de Rondônia, localizado na região Amazônica, onde as estações climáticas variam entre chuvosa e seca. Para tanto, aborda-se no projeto e suas correções, os componentes, as estimativas computacionais e o custo, para que se analisem as tensões e corrente contínua, a geração fotovoltaica, tensão e corrente alternada. Dessa maneira, identificam-se melhorias para redução de perdas e aumento de sua eficiência, instalando-se no solo, facilitando a limpeza e escolhendo a melhor posição em relação ao sol. Compara- se, também, as variações climáticas nos períodos de seca e chuva e observa-se melhor geração de energia no período de chuva, devido a temperatura amena e melhor limpeza dos painéis. Por fim, analisa-se a viabilidade financeira para o setor rural e identifica-se como um benefício viável e de qualidade para atender os maquinários utilizados na agropecuária.

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  • IPEN-DOC 26734

    RIOS, DENISE A. da S. . Revisão e otimização do sistema de proteção radiológica de um acelerador de elétrons usado em cura de tintas e vernizes em filmes poliméricos / Radiological protection system revision and optimization of an electron accelerator for ink and varnish curing in polymeric films . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 130 p. Orientador: Janete Cristina Gonçalves Gaburo Carneiro. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-11032020-145556

    Abstract: A Comissão Internacional de Proteção Radiológica sugere uma reflexão estruturada para a realização da otimização da proteção radiológica. Neste contexto, propõe-se revisar o Plano de Proteção Radiológica de uma instalação que utiliza um acelerador de elétrons autoblindado do tipo cortina na cura de tintas e vernizes em substratos poliméricos. Para este tipo de aplicação, o acelerador necessita estar acoplado a uma impressora flexográfica onde a cura é realizada por radiação com feixe de elétrons. O trabalho avalia o controle eletrônico de segurança do equipamento, as probabilidades de falha e antevê as situações mais prováveis de emergência. Por meio de medições da taxa de dose no entorno do acelerador em regime de operação normal e análise dos registros dosimétricos da instalação, avaliou-se a dose dos trabalhadores, a classificação das áreas da instalação e a aderência às normas nacionais e internacionais. Além disso, foram realizadas duas simulações de acidentes que poderiam acarretar exposição potencial aos indivíduos e suas consequências. Concluiu-se que no período analisado nenhum trabalhador recebeu dose superior aos limites anuais para indivíduos do público e que o equipamento é intrinsecamente seguro em consequência das baixas probabilidades de ocorrência de falhas e das pequenas doses decorrentes delas. Em função dos resultados, sugere-se a reclassificação da área onde funciona o acelerador de supervisionada para área livre e a substituição do monitoramento individual pelo de área. A construção das árvores analíticas, ferramentas de otimização, evidenciou a relevância dos treinamentos periódicos específicos de proteção radiológica para os trabalhadores e indicou a necessidade de incluir as brigadas de incêndio como medida eficiente para tratar de acidentes neste tipo de equipamento. Por fim, as estimativas de falha no sistema de segurança consideradas nulas e as doses obtidas demonstraram a conformidade aos requisitos de proteção radiológica e obediência às normas nacionais e internacionais.

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  • IPEN-DOC 26733

    FARIA, DANILO P. . Análise mecânico-estrutural de uma vareta de combustível de aço inoxidável sob condições de ensaio de arrebentamento / Mechanical-structural analysis of a stainless steel fuel rod under burst test conditions . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 81 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-083247

    Abstract: Após o acidente nuclear de Fukushima em 2011, a comunidade científica intensificou as pesquisas para desenvolver combustíveis com tecnologia avançada. Nesse contexto, ligas à base de ferro surgiram como uma boa alternativa para ligas à base de zircônio. Para que a substituição do material do revestimento seja possível, são necessários estudos relacionados a suas propriedades mecânicas. Dessa forma, o presente trabalho realizou avaliações mecânico-estruturais a partir das propriedades mecânicas do aço inoxidável AISI 348, especificamente sob condições do ensaio de arrebentamento. Os ensaios de arrebentamento foram projetados para o intervalo de temperatura de 32°C a 450°. Em seguida, um modelo computacional foi criado baseado no corpo de prova do ensaio experimental. A simulação numérica foi realizada considerando as propriedades mecânicas do material específicas para o intervalo de temperatura de interesse. Os resultados numéricos foram comparados aos experimentais e o modelo foi validado. Como os aços inoxidáveis austeníticos possuem estabilidade estrutural para baixas e altas temperaturas, os resultados puderam ser extrapolados para temperaturas além daquelas fixadas no ensaio de arrebentamento. Após a validação do modelo computacional, foram realizadas simulações para temperaturas superiores a 450°C, e então foi obtida uma correlação entre a pressão de arrebentamento e a temperatura para o aço inoxidável AISI 348. A função encontrada pode então ser implementada em códigos de desempenho de combustível, como o FRAPTRAN e o TRANSURANUS, para que seja possível avaliar o comportamento de varetas de combustível com revestimento em aço inoxidável AISI 348 sob condições de acidente.

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  • IPEN-DOC 26732

    CARLECH, HIGOR S . Avaliação dos efeitos colaterais agudos em pacientes com câncer de próstata tratados com radioterapia conformacional em um hospital no Leste de Minas / Evaluation of acute side effects in prostate cancer patients treated with conformational radiotherapy in a hospital in Eastern Minas Gerais . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 49 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-073702

    Abstract: A radioterapia é frequentemente associada a uma ampla gama de efeitos adversos (EA) significativos. Esses EA são geralmente classificados como agudos ou tardios. Este estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade aguda em pacientes com câncer de próstata tratados com radioterapia conformacional (IMRT)l na Unidade de Oncologia do Hospital Márcio Cunha, no Leste de Minas Gerais. A metodologia utilizada foi um estudo de coorte prospectivo, observacional, realizado através de uma amostra não probabilística de conveniência, totalizando 45 pacientes. Os pacientes incluídos no estudo foram acompanhados desde o início do tratamento até 3 meses após a radioterapia conformacional (IMRT). A observação mais frequente foi de pelo menos um EA agudo por paciente e o menos comum foi a manifestação de quatro EA concomitantemente. Nenhum paciente nesse estudo apresentou mais de quatro efeitos adversos agudos. Com o conhecimento da epidemiologia destes EA melhorou a instrumentalização do médico e paciente para escolher a modalidade terapêutica mais adequada para cada caso.

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  • IPEN-DOC 26731

    RAO, INA P. . Ação da radiação ionizante no resíduo do processo de prensagem para extração de óleo da macadâmia para utilização em alimentos / Influence of ionizing radiation on the residue of macadamia oil extraction to be used as food . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-084046

    Abstract: Muitos subprodutos da indústria de alimentos são ricos em nutrientes, no entanto, ainda são pouco utilizados para consumo, pois necessitam de tratamentos que garantam a segurança microbiológica. A irradiação de alimentos é um processo que responde a esta demanda, pois reduz a população microbiana mantendo a qualidade nutricional do alimento. O objetivo deste trabalho foi estudar a ação da radiação ionizante no resíduo resultante da extração a frio de óleo de macadâmia para utilização em alimentos. Já foi estudada a utilização do resíduo para alimentação animal; entretanto, a originalidade desse trabalho é a proposta da utilização desse resíduo irradiado para consumo humano. O resíduo foi submetido à irradiação em fonte de 60Co Gammacell 220 com doses de 0 - 7,5 kGy. A radiação gama, nas doses aplicadas, não induziu mudanças significativas na composição centesimal e no perfil de ácidos graxos. A caracterização físico-química, pelos ensaios de composição centesimal, mostrou que a macadâmia e o resíduo da extração de óleo, são ricos em gorduras totais, atribuídos principalmente às gorduras monoinsaturadas, além de proteína e fibras. Todo o perfil de ácidos graxos foi analisado sendo encontrado principalmente ácido oleico (cerca de 60 %), palmitoléico (cerca de 18 %) e palmítico (cerca de 8 %). O resíduo após irradiação apresentou o mesmo perfil de ácidos graxos. Pela análise por ativação neutrônica foi possível verificar a presença de minerais relevantes. O resíduo irradiado mostrou-se ainda mais rico do que a própria noz em micronutrientes tais como Ca, K, Mn, Mg, Cu e Zn. Foram realizados ensaios microbiológicos na noz macadâmia e no resíduo irradiado e não irradiado. Foram analisados coliformes a 45°C, Salmonella sp, contagem total de bolores e leveduras, contagem total de aeróbios mesófilos e Bacillus cereus. Os ensaios realizados mostram que doses iguais ou maiores de 5 kGy são suficientes para que o resíduo da macadâmia atenda a legislação vigente e as indicações citadas na literatura, podendo ser utilizado com segurança pela indústria alimentícia.

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  • IPEN-DOC 26730

    SOUFIA, LAYLA B. . Caracterização da composição química da matéria orgânica presente na Lama Negra de Peruíbe / Characterization of the chemical composition of the organic matter present in Peruíbe's Black Lama . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-081116

    Abstract: A Lama Negra de Peruíbe, encontrada nas margens do Rio Preto, é conhecida por suas propriedades curativas e por possui poder anti-inflamatório, pode ser aplicado na recuperação de diferentes patologias dermatológicas, tais como: psoríase, dermatites periféricas e acne, e em tratamentos de artrites (obliterantes ou reumatóide), artropatias (crônicas e subcrônicas secundárias), reumatismo, mialgias, nevrites, entre outros. Rica em compostos químicos orgânicos e inorgânicos, apresenta em sua composição minerais como: argila-silítica, quartzo, halita, filossilicatos e argilominerais apresentando silício, sulfato, zinco chumbo, cromo, níquel e alumínio em sua composição química principal enquanto as análises microbiológicas revelaram a presença de microorganismos e material orgânico oriundo do processo biológico-metabólico, denominado de substâncias húmicas. Embora as argilas (ou os pelóides) sejam consideradas materiais naturais, elas não estão isentas de possíveis efeitos danosos à saúde quando utilizadas com fins terapêuticos. Essa situação destaca a importância da pesquisa científica na caracterização química da Lama Negra de Peruíbe, em primeiro lugar, para encontrar os substratos orgânicos e inorgânicos e suas propriedades terapêuticas. Com intuito de fornecer algum suporte para seu uso médico, e, em segundo lugar, certificar a sua qualidade para ser utilizado em tratamentos médicos.É necessário avaliar a composição química, em particular, da matéria orgânica, fortemente influenciada pela atividade microbiana e pela disponibilidade de componentes orgânicos.A caraterização da composição orgânica foi realizada pela extração e purificação de ácidos fúlvicos e ácidos húmicos, análise do teor de cinzas, determinação da acidez total, carboxílica e fenólica, análise da composição elementar (C, H, N e O), análise espectroscópica de absorção no ultravioleta/visível, e análise por ativação neutrônica associada à espectrometria gama.

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  • IPEN-DOC 26729

    NEMEH, JANINE . Avaliação da influência da aplicação de compósitos de titânia e sílica na preservação de pedras ornamentais / Evaluation of the influence of titania and silica composites application on the preservation of ornamental stones . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 165 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-12032020-075042

    Abstract: A conservação de pedras de patrimônios históricos tem sido foco de diversas pesquisas, principalmente na Europa. Um dos procedimentos estudados é a aplicação de suspensões de sílica com adição de titânia em superfícies de pedras. Essa camada protetora tem sido considerada eficaz, pela estabilidade térmica sob a radiação solar, caráter hidrofóbico da sílica sintetizada e fotocatalítico da titânia. No presente estudo foram avaliadas amostras frescas de pedras ornamentais (granitos e mármores) antes e após a aplicação do compósito sílica-titânia, preparado pela adição de 1 a 2% (p/v) de titânia (Aeroxide ®TiO2 P25) em tetraetilortosilicato (TEOS) na presença de n-octilamina. A aplicação do compósito nas pedras foi feita com pincel, e a secagem das pedras ocorreu ao ar. As técnicas empregadas para caracterização dos pós de partida, compósitos e pedras foram: difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, porosimetria a hélio, medidas de ângulo de contato, espectrofotometria e brilho. Com base em análises de ângulo de contato, espectrofotometria e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se a viabilidade de aplicação do compósito com 1% (p/v) de titânia nas pedras com acabamento tipo levigado. As variações colorimétricas foram resultantes do percentual de titânia no compósito e, de modo geral, esse percentual foi determinante também nas variações de ângulos de contato, cujos valores aumentam com a deposição de compósito. Definida a aplicação com 1% (p/v) de titânia nas superfícies das pedras, foram incluídos os testes de absorção de água - método da esponja, de capilaridade e tubo de Karsten. Verificou-se que as pedras tratadas apresentam menor tendência de absorção de água, em tempos menores de ensaios, notadamente, as silicáticas.

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  • IPEN-DOC 26728

    PIRES, MARINA C. . Estudo do processo de fabricação de placas combustíveis com uma dispersão a base de gama U7Mo / Study of the manufacturing process of gamma-U7Mo dispersion fuel plates . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 82 p. Orientador: Michelangelo Durazzo. Coorientador: Ricardo Mendes Leal Neto. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-04022020-102648

    Abstract: A busca de novos materiais para combustíveis nucleares vem sendo desenvolvida ao longo dos últimos 50 anos com o principal intuito de aumentar a eficiência dos combustíveis durante a operação de reatores nucleares. Os programas de redução de enriquecimento de urânio desde a década de 70 são os principais impulsionadores para a busca de materiais que possibilitam o aumento da densidade de urânio nos combustíveis nucleares com baixo enriquecimento (até 20%). O molibdênio é um elemento que, mesmo em baixas concentrações, consegue reter a fase gama do urânio, estabilizando o elemento combustível durante o processo de fabricação e quando irradiado. Sendo assim, a liga de γU-Mo apresenta grande potencial para desenvolvimento de combustíveis com maior densidade de urânio no núcleo do combustível nuclear. O presente trabalho visa o desenvolvimento tecnológico das etapas de produção de um novo combustível nuclear tipo dispersão a base de uma liga de urânio com 7% em massa de molibdênio em matriz de alumínio. Nestas condições, é possível obter um combustível com uma densidade de urânio de até 7 gU cm-3 em contraponto ao combustível de siliceto de urânio com 4 gU cm-3 qualificado atualmente. Dentre as etapas previamente já conhecidas pelo IPEN para a fabricação do combustível nuclear, a liga de γU-Mo necessita de um processo específico de pulverização devido às propriedades mecânicas do material. A cominuição da liga foi feita através da técnica de hidretação-moagem- desidretação que ainda necessita de estudos mais detalhados de seu processo para sua reprodutibilidade e otimização. As etapas de fabricação do briquete e laminação foram executadas de acordo com a expertise do IPEN. Os resultados indicam que a liga de γU-Mo, embora, seja mecanicamente factível em todas as etapas de fabricação do combustível nuclear, são necessários ajustes nas condições atuais do processo de fabricação para adequação às propriedades da liga e especialmente para evitar oxidação do núcleo da placa combustível.

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  • IPEN-DOC 26727

    CRUZ, PEDRO V.D. da . Efeito do tratamento térmico a vácuo e do processo HDDR nas propriedades eletroquímicas de supercapacitores à base de carbono ativado e óxido de grafeno reduzido / The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of supercapacitors based activated carbon and graphene oxide . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 138 p. Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-13122019-163855

    Abstract: O aumento da necessidade de armazenamento de energia trouxe aos capacitores eletroquímicos de dupla camada elétrica (supercapacitores) maiores proporções nas pesquisas. Com isto, a principal necessidade se tornou o aumento de sua capacidade (capacitância). Visando isto, o presente trabalho busca investigar o efeito do carbono ativado, matéria prima de eletrodos para os supercapacitores, tratado termicamente vácuo em diferentes temperaturas (200, 400, 600, 800 e 1000 °C) e por meio do processo HDDR,nas alterações das características elétricas destes produtos. Foram escolhidos dois eletrólitos de baixa toxidade em duas concentrações para salientar suas diferenças, sendo sulfato de sódio (1,0 mol L-1) e hidróxido de potássio (1,0 e 6,0 mol L-1). As medidas utilizadas para esta caracterização se basearam nos ensaios de voltametria cíclica e ciclos galvanostáticos, efetuados em um analisador computadorizado, determinando a capacitância especifica e resistência interna. Foram realizados, também, ensaios utilizando as seguintes técnicas: impedância, termogravimetria, adsorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X (DRX).

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  • IPEN-DOC 26726

    MESQUITA, ANDERSON dos S. . Efeitos da radiação ionizante nas propriedades mecânicas, térmicas e de mobilidade da blenda de DGEBA/EPDM / Electron beam effect on the mechanical, thermal and mobility properties of the DGEBA/EPDM blend . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-12032020-082221

    Abstract: A busca pelo desenvolvimento de novos materiais é um assunto que atrai pesquisadores de diversas áreas do conhecimento. A possibilidade de criar ou descobrir uma nova blenda polimérica capaz de ser aplicada em determinadas situações específicas, é de grande importância para a sociedade moderna. A blenda de DGEBA/EPDM pode ser usada para revestir a superfície de outros materiais e protegê-los contra condições térmicas e mecânicas elevadas. O objetivo deste trabalho foi obter, caracterizar e irradiar as blendas de DGEBA/EPDM e comparar suas propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de quimiluminescência com as blendas não-irradiadas. Foram obtidas blendas com 25 e 50% em massa da resina epóxi DGEBA. O processo de irradiação das blendas foi feito a uma taxa de dose de 22,41 kGy/s com doses de 30 e 60 kGy. Foram realizados ensaios mecânicos de tração e alongamento na ruptura, ensaios térmicos (DMA e TGA), quimiluminescência, análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), intumescimento e espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Concluiu-se que as blendas irradiadas de DGEBA/EPDM podem ser usadas para muitas aplicações devido à melhoria de suas propriedades mecânicas, térmicas e estruturais. Suas propriedades, após o processo de irradiação, foram satisfatórias para aplicações que necessitem de materiais de resistência elevada.

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  • IPEN-DOC 26566

    IANELLI, RICARDO F. . Eletrodeposição de níquel sobre folhas finas de urânio metálico destinadas a alvos de irradiação para produção de 99Mo / Nickel electroplating over metalic uranium thin foils for irradiation targets destined to 99Mo production . 2019. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Michelangelo Durazzo.

    Observação: Acesso restrito até 30/01/2022

    Abstract: Atualmente, o radioisótopo mais comum na área de diagnósticos em medicina nuclear é o tecnécio-99 metaestável (99mTc), que, hoje está presente em mais de 80% dos diagnósticos nucleares por imagem, em todo mundo. Por ter uma meia-vida pequena, o 99mTc precisa chegar ao consumidor final na forma de seu isótopo-mãe, o molibdênio 99 (99Mo). Uma das rotas de produção deste isótopo se dá por meio de fissão de alvos tubulares de folhas finas de urânio metálico com baixo enriquecimento. O processo de fabricação desse alvo consiste em utilizar folhas finas de urânio metálico enriquecido a 20% em 235U, com espessura de 125 μm. Essa folha fina de urânio é envolvida em uma folha de níquel (14 μm), que atua como barreira para os produtos de fissão, e evita o caldeamento entre o urânio e o invólucro tubular de alumínio no qual este conjunto é montado. Esse invólucro consiste em dois tubos concêntricos, um interno, no qual é usinado um rebaixo para acomodar o conjunto de folha fina U-Ni e um outro externo no qual todo esse conjunto é inserido. O conjunto tem o seu diâmetro interno expandido mecanicamente para tornar a transferência térmica mais adequada durante a irradiação. O invólucro é selado por soldagem. Assim, o alvo após a montagem, está preparado para irradiação neutrônica no reator. Esse processo de montagem de alvos já foi estudado em diversos países, porém, o processo de envelopamento do urânio em uma folha fina de níquel e montagem do alvo é, hoje, feito manualmente. Tecnologicamente, isso impõe um risco da folha de níquel se romper promovendo o contato entre o urânio e o alumínio do invólucro. No presente estudo, analisa-se a possibilidade do uso de eletrodeposição de níquel sobre a folha fina de urânio, para substituir o uso de folhas de níquel. Isso torna o processo mais viável do ponto de vista produtivo. Desenvolveu-se um sistema próprio de conformação das folhas finas de urânio antes da eletrodeposição através de calandragem. Trabalhou-se com diversos procedimentos de preparação da superfície de urânio para receber a cobertura de níquel através de eletrodeposição tradicional. Desenvolveu-se um equipamento automatizado de translação de folha fina conformada de urânio na forma de um eletrodo rotacional. Assim, obtiveram-se recobrimentos homogêneos e com espessura regular sobre a folha fina de urânio. Os resultados também indicam que a eletrodeposição de níquel sobre urânio com alta aderência do níquel ao urânio depende da devida ativação da superfície de urânio, podendo ser química, eletroquímica ou até mesmo mecânica. Esse trabalho registra que esse processo foi desenvolvido e poderá ser utilizado em tecnologia de produção continuada, tais como, a produção de alvos de irradiação para o Reator Multipropósito Brasileiro (RMB)

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  • IPEN-DOC 26642

    TURIBIO, THOMPSON de O. . Caracterização biológica do muco epidérmico da arraia de água doce Paratrygon aiereba / Biological characterization of the epidermic mucus of freshwater stringray Paratrygon aiereba . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-04022020-161042

    Abstract: A epidemiologia dos agravos por peixes peçonhentos é pouco relatada, apesar da elevada morbidade e relevância para a saúde. Na região central do Brasil, as bacias do Tocantins e do rio Araguaia são muito utilizadas para atividades recreativas, especialmente entre junho e agosto. Apesar da dificuldade da identificação do animal causador do acidente por parte do acidentado, a maioria dos trabalhos cita que o gênero Potamotrygon é o mais relacionado a estes agravos. Por outro lado, arraias do gênero Paratrygon embora apresentem um ferrão menor que arraias de outros gêneros, causam bastante acidentes por se camuflarem com facilidade devido a sua cor clara, se confundindo com o fundo dos rios e lagos. O objetivo foi identificar atividades biológicas do muco da arraia Paratrygon aiereba. Os desenhos experimentais utilizando a secreção epidérmica foram a atividade edemaciante, por meio de Pletismografia, a dinâmica da alteração no sistema microcirculatório usando a microscopia intravital, a atividade nociceptiva através de estímulos químicos, o dano celular e atividade necrosante. Analisando o comportamento da atividade edemaciante em relação ao tempo, nota-se que o efeito do edema é mais acentuado nas primeiras horas do acidente, entretanto averígua-se que após 4h do acidente esta ação tende a diminuir. O modelo proposto aponta que o tempo é um fator determinante na formação do edema (p<0.0001), posto isso, realizou-se um teste para verificar se entre os tempos estudados havia diferença significativa, sendo que há uma forte significância (p<0.0001), entre os volumes das patas que receberam o muco e as patas que receberam PBS Com relação a atividade nociceptiva pode-se notar que as concentrações testes apresentaram diferença significativa em relação ao controle PBS (p<0,05). Foi verificado que a atividade nociceptiva não apresentou uma relação dose dependente direta, posto que as maiores médias foram detectadas nas menores concentrações. Com relação a dinâmica do rolamento de leucócito, verificou-se que ao final dos 30 minutos do experimento, notou-se que na concentração de 25 μg de muco, houve um aumento de aproximadamente 4 vezes em relação ao tempo basal. Nos tempos (10, 20 e 30 minutos), ao comparar a quantidaade de 12,5 μg com as concentrações de 100 μg e 200μg, apresentaram diferenças estatísticas (p<0,0001), sendo o efeito da concentração foi considerado extremamente significante. Foram determinados os níveis de lesão celular com liberação de conteúdo citoplasmático, sendo que há uma significância extremamente forte (p< 0,0001) entre os tratamentos. Foi verificado que o muco de arraia Paratrygon aiereba não causou atividade necrosante no modelo e na concentração utilizada neste trabalho. Por fim, conclui-se que o muco da arraia Paratrygon aiereba pode causar atividade edemaciante, atividade nociceptiva, interação leucócito-endotélio e danos celulares. Entretanto, não foi verificado atividade necrosante, com o modelo experimental adotado, causado pelo muco da arraia Paratrygon aiereba.

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  • IPEN-DOC 26641

    AIRES, RAQUEL da S. . Caracterização bioquímica preliminar de toxinas do muco de raia de água doce Paratrygon aiereba / Preliminary biochemical characterization of toxins from the mucus of the freshwater stingray Paratrygon aiereba . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-05022020-100006

    Abstract: As raias de água doce são peixes peçonhentos que vivem no fundo dos rios, podendo esconder-se em covas rasas que são escavadas em locais arenosos ou lodosos. Estes animais não são agressivos, porém devido a estes hábitos, é grande a possibilidade de acidentes, ocorrendo quando os humanos casualmente pisam na parte dorsal destes animais, os quais utilizam a cauda para se defenderem e desferem ferroadas resultando na penetração do aguilhão no corpo da vítima. Esses acidentes ocorrem principalmente no período de estiagem na região norte do país quando os rios estão mais rasos. São descritos vários casos de acidentes por raias na literatura e os ferimentos provocados pelos ferrões destes animais são dolorosos, de difícil cicatrização, causando necroses extensas e, por vezes, fenômenos sistêmicos. Essas manifestações clínicas estão desencadeadas pela ação das proteínas bioativas presentes na peçonha e no muco. Dentre os três gêneros de raias fluviais, a Paratrygon, mesmo apresentando ampla distribuição geográfica e abundância no rio Tocantins, não tem registro de estudos bioquímicos do material secretado do ferrão do dorso do animal. O presente trabalho tem por objetivo fazer uma caracterização bioquímica de forma preliminar do muco da raia Paratrygon aiereba. Ao comparar as amostras de muco epidérmico e da peçonha da P. aiereba verificaram-se perfis proteicos muito parecidos. Através de eletroforese em gel SDS-PAGE 12% foram identificados no muco, vários componentes com massa molecular variando de 8 a 100 KDa. Através da zimografia, foram visualizadas pelo menos três proteínas com atividades gelatinolítica, e pela primeira vez, atividade caseinolítica foi observada no muco. Os dados mostram atividade importante sobre os fosfolipídios. Um peptídeo com 4.907,8 Da, elevada condutividade e discreta atividade antimicrobiana para a bactéria Gram negativa Micrococus luteus foi isolada com características similares a um peptídeo - β-defensina.Os resultados deste trabalho apontam o potencial tóxico do muco epidérmico de P. aiereba podendo agravar as lesões provocadas pela peçonha do animal.

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  • IPEN-DOC 26640

    FERREIRA, MERILYN S. . Laser Raman intracavidade bombeado lateralmente emitindo na região do amarelo / Side-pumped intracavity Raman laser emitting at yellow range . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 106 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-04022020-145524

    Abstract: Lasers amarelos são de grande interesse devido ao seu potencial de aplicação na área médica. Uma das principais aplicações ocorre no tratamento de doenças retinianas, onde a radiação amarela apresenta bons resultados clínicos com o mínimo de efeitos colaterais. Apesar dos avanços no desenvolvimento de lasers com comprimento de onda amarelo, todas as alternativas existentes possuem limitações principalmente com relação à custo e à escolha do comprimento de onda. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de apresentar uma alternativa às opções existentes. Para isto foi empregado um sistema de bombeio lateral por diodo de um cristal de Nd3+:YLiF4 (Nd:YLF) empregando o ângulo de Brewster para obtenção de um laser com comprimento de onda fundamental em 1053 nm. Para a conversão Stokes do comprimento de onda fundamental foi utilizado um cristal de KGd(WO4)2 (KGW) em configuração intracavidade, gerando as emissões Raman em 1147 nm e 1163 nm através dos deslocamentos de Stokes principais de 768 cm-1 e 901 cm-1. Conjuntamente foi utilizado um cristal de LBO (LiB3O5), também intracavidade, que por meio do fenômeno de geração de segundo harmônico (SHG) converte o comprimento de onda Raman em laser amarelo, gerando o comprimento de onda de 573 nm com potência máxima de saída de 6,06 W e com eficiência óptica de conversão diodo-SHG de 12%. São apresentados também resultados para um laser Raman intrínseco de Yb:KGW operando em 1096 nm na conversão Stokes de 89 cm-1. Foram obtidas eficiência de inclinação e eficiência óptica diodo-Raman de 42 % e 33,2%, respectivamente.

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  • IPEN-DOC 26639

    MACHADO, CARULINE de S.C. . Estudo da corrosão localizada da liga de alumínio 2198-T8 soldada por fricção e mistura / Study of localized corrosion on 2198-T8 aluminum alloy welded by friction stir welding . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 159 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-06022020-102545

    Abstract: Neste estudo, a microestrutura e a resistência à corrosão da liga AA2198-T8 soldada pelo processo FSW foram investigadas por técnicas microscópicas, ensaios de imersão e eletroquímicos em soluções contendo íons cloreto. Diferentes tipos de corrosão localizada foram observados na liga, os quais foram correlacionados com a microestrutura, principalmente com a presença da fase T1 (Al2CuLi) e de precipitados micrométricos compostos de Al-Cu-Fe. A simulação do perfil térmico, medidas de microdureza, medidas de calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de transmissão foram usadas para estudar a concentração e distribuição da fase T1 ao longo das zonas afetadas pela solda e vizinhanças. Uma correlação inversa entre a microdureza e a resistência à corrosão localizada severa (CLS) foi obtida e relacionada à concentração da fase T1 nas diferentes zonas da liga soldada. A CLS foi predominante na zona não afetada pela solda, ou metal base (MB), quando testada isoladamente ou acoplada galvanicamente às demais zonas. Quando acopladas galvanicamente, a zona de mistura (ZM) atuou como catodo em relação às zonas vizinhas. No entanto, quando esta zona foi testada isoladamente das demais, a CLS foi observada, entretanto, esta foi associada a fase T2/TB. Diferenças na morfologia e cinética de ataque foram observadas entre a ZM e o MB. As técnicas locais mostraram-se apropriadas para o estudo de corrosão dessas ligas, enquanto que as técnicas eletroquímicas convencionais não apresentaram resolução suficiente para diferenciar os tipos de ataque localizado típicos destas ligas.

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  • IPEN-DOC 26638

    MORAES, DAVI A. . Planta experimental para monitoração e diagnóstico de falhas utilizando inteligência artificial / Experimental plant for monitoring and fault diagnostic using artificial intelligence . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 162 p. Orientador: Iraci Martinez Pereira Gonçalves. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-03022020-110813

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvida uma planta experimental inspirada em um reator nuclear de potência do tipo PWR e posterior aplicação de Inteligência Artificial na Monitoração e Diagnóstico de Falhas, por meio dos métodos GMDH (Group Method of Data Handling) e RNA (Redes Neurais Artificiais). Com a planta experimental, tornou-se possível aplicar conceitos inovadores de modelagem de sistemas (Digital Twin) on line para a monitoração e diagnóstico de falhas individuais e/ou combinadas. Conclui-se que, embora ambos os sistemas de monitoração apresentaram resultados satisfatórios, o GMDH demonstrou um melhor desempenho em relação às Redes Neurais, pois além de apresentar valores de desvios médios menores do que o modelo utilizando Redes Neurais, foi possível realizar a monitoração de todas as variáveis, enquanto que utilizando Redes Neurais não foi possível monitorar as variáveis de potência do aquecedor, nível, e potência e vazões das bombas. A inserção de falhas em uma ou mais variáveis de temperatura, repercutiu na estimativa da rede para as demais variáveis, porém não impediu que o Sistema de Monitoração identificasse a falha. Para determinar o comportamento do Sistema de Monitoração com falhas múltiplas, foram aplicadas falhas simultâneas nos sensores de temperatura.

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  • IPEN-DOC 26637

    DIAS, RENAN A.F. . Caracterização microestrutural e mecânica de ligas à base de níquel após processamento mecânico (deformação plástica severa) e tratamento térmico / Microstructural and mechanical characterization of nickel-based alloys after mechanical processing (severe plastic deformation) and heat treatment . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-04022020-093955

    Abstract: Uma variedade significativa de propriedades apresentadas pelos materiais é fortemente dependente da microestrutura, dentre elas pode-se citar limites de resistência e escoamento, alongamento, tenacidade, resistência ao impacto entre outras. Nas ligas comercializadas a microestrutura dos metais (tamanho de grão) é controlada de acordo com a aplicação, através de tratamentos termomecânicos convencionais, como forjamento, laminação e extrusão, onde o tamanho de grão alcançado pode chegar à ordem dos micrometros. O Equal-Channel Angular Pressing (ECAP), ou Prensagem Angular em Canais Iguais, é uma técnica de processamento não convencional, que tem a capacidade de submeter os metais processado à chamada deformação plástica severa (DPS), permitindo assim a obtenção de metais com tamanhos de grão abaixo de 1μm. O presente trabalho irá analisar os fenômenos metalúrgicos envolvidos na aplicação do ECAP na superliga de níquel Inconel 600 (liga 600), composta de 72% níquel, 14-17% cromo e 6-10% ferro, que é utilizada na indústria nuclear como material dos tubos do circuito primário dos geradores de vapor dos Pressurized Water Reactors (PWR), ou Reatores de Água Pressurizada. Amostras da liga 600 foram solubilizadas e processadas por ECAP até 5 passes utilizando as rotas A e Bc e, após o processamento, algumas foram submetidas à tratamentos térmicos em diferentes temperaturas. Para caracterização microestrutural foram utilizados microscópios óptico, eletrônico de varredura e de transmissão, a textura foi analisada por meio das técnicas de difração de raios X e Electron Backscatter Diffraction, EBSD ou Difração de Elétrons Retro-Espalhados e a dureza foi caracterizada por meio de microdureza Vickers. Após a deformação da liga 600 solubilizada, observou-se uma mudança na microestrutura, a amostra solubilizada possuía grãos grosseiros e apresentava maclas de recozimento e, após o primeiro passe notou-se formação de estruturas de deformação com o aparecimento de linhas de escorregamento e após o terceiro passe são observadas bandas de deformação e de transição. Também foram observadas diferentes subestruturas de discordâncias formadas pelas diferentes rotas de processamento como estruturas celulares e microbandas. A microdureza da liga sofreu um incremento à medida que novos passes foram feitos, fenômeno que pode ser correlacionado com o aumento da resistência mecânica da liga. Além disso, observou-se que pela rota BC os valores de microdureza são mais homogêneos do que os encontrados pela rota A. As análises de EBSD evidenciaram que rota BC produziu grão mais equiaxiais e também uma quantidade maior de grãos com contornos de alto ângulo, enquanto a rota A produziu grãos mais alongados e uma menor quantidade de grãos com contornos de alto ângulo. A análise, por difração de raios X, das amostras deformadas pela rota A, sem tratamento térmico, evidenciou que uma tendência de formação de textura associada aos planos e direções {111} <110>, e após os tratamentos térmicos houve a formação uma nova textura associada aos planos e direções {114} <221>. As amostras deformadas pela rota BC tende a formar texturas referentes aos planos e direções {112} <110> apesar da formação de outras texturas, que após os tratamentos térmicos formaram diversas outras texturas associadas aos planos e direções {110} <110>, {100} <110> e {111} <110>.

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  • IPEN-DOC 26636

    SANTOS, DAVID P. dos . Renaturação da proteína de envelope do vírus da zika e do domínio III da mesma proteína utilizando altas pressões / Refolding of zika virus envelope protein and domain III of the same protein using high pressures . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 60 p. Orientador: Ligia Ely Morganti Ferreira Dias. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03022020-094942

    Abstract: Grande parte das proteínas de importância biomédica são encontradas em concentrações pequenas nas suas formas nativas. Uma alternativa para obtenção de proteínas em grande escala é síntese por bactérias Escherichia coli geneticamente modificadas. Entretanto, frequentemente essas proteínas são produzidas como agregados insolúveis e inativos, denominados de corpos de inclusão (CI). Para se tornarem bioativas as proteínas nos CI devem ser renaturadas. O nosso objetivo foi o estabelecimento de um processo rápido e eficiente de obtenção da proteína de envelope (E) e do domínio III desta mesma proteína (EDIII) do vírus da ZIKA (ZIKV) solúveis e com atividade imunológica a partir de CI. A utilização destas proteínas se justifica pela sua relevância para o desenvolvimento de ensaios diagnósticos e para a produção de vacinas de ZIKV. A associação de alta pressão e pH alcalino se mostrou eficiente para a solubilização dos CI. A incubação dos CI em alta pressão (2,4 kbar por 90 min e 0,4 kbar por 14,5 h) em pH de 10,5 foi a melhor condição encontrada na qual foi obtida solubilização eficiente dos CI com baixa desnaturação proteica. O enovelamento das proteínas presentes nos sobrenadantes das suspensões submetidas à alta pressão foi obtido por diálise em tampão em pH de 8,5. A recuperação do E solúvel nesta condição foi de mais de 90% e a de EDIII foi de 80% em relação às quantidades totais dessas proteínas nos CI e os rendimentos foram de 130 mg de E e de 35 mg de EDIII/L de cultura bacteriana. As proteínas E e EDIII permaneceram imunologicamente ativas e foram recuperadas principalmente como monômeros e dímeros. O procedimento proposto representa uma alternativa para a produção de proteínas recombinantes imunologicamente ativas expressas como CI.

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  • IPEN-DOC 26635

    CORREA, JOAO C. . Caracterização das propriedades físicas de solo arenítico da Formação Botucatu - na região da cidade de Bofete - SP / Characterization of the physical properties of sandstone soil of Botucatu Formation - in the region of the city of Bofete - SP . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03022020-121456

    Abstract: O Desenvolvimento humano sempre foi galgado pela utilização dos recursos naturais encontrados, porém nem sempre de maneira ordenada e correta. Um dos principais recursos utilizados pela humanidade é a água, que vem sendo retirada dos grandes aquíferos, tais como o Aquífero Guarani, que se localiza no território centro-sul da América do Sul, incluindo em seu traçado, países como Brasil, Argentina e Paraguai, de forma a comprometer a sustentabilidade do uso deste recurso com o risco de subsidência ou acomodação das camadas do sub-solo, devido à explotação de água destes reservatórios. Este fenômeno precisa ser analisado e caracterizado com bastante cuidado para prevenir ou mitigar acidentes ou incidentes em edificações e pavimentos. Em virtude da complexidade e heterogeneidade de suas estruturas e composições de acordo com sua localização, este trabalho tem o intuito de ampliar o conhecimento sobre a rocha do reservatório da Formação Botucatu, utilizando diferentes técnicas para sua caracterização, como ensaios geotécnicos, microscópio eletrônico de varredura, fluorescência e difração de raios X e tomografia computadorizada de terceira geração. A taxa de cisalhamento (Vs) foi associada a diferentes parâmetros da rocha, como densidade seca, índice de vazios, teor de umidade, grau de saturação e porosidade. O coeficiente de permeabilidade (k) obtido no teste foi de 3,34E-04 cm/s e é consistente com o valor do solo arenítico, proveniente da rocha do reservatório. O teste para obtenção do limite de plasticidade indicou que o solo rochoso avaliado não é plástico. O arenito analisado pela técnica de fluorescência de raios X é predominantemente composto por SiO2 (76%) e Al2O3 (20%), seguido por Fe2O3 (2,3%). Nos difratogramas de raios X, as amostras do arenito apresentaram picos relativos de SiO2 e Al2O9SiO2 corroborando os resultados obtidos nas medições de fluorescência de raios X. Os estudos SEM mostraram que as rochas não apresentaram cimentação em suas estruturas, indicando que são rochas de reservatório, com potencial para armazenamento de água. Uma boa resolução foi encontrada para as imagens das rochas arenito Botucatu seca, úmida e úmida contendo bário. A distribuição das densidades das partículas das rochas foi apresentada no histograma construída pelas intensidades dos pixels das imagens.

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  • IPEN-DOC 26634

    ROCHA, GILBERTO A. dos S. . Determinação da dependência temporal dos parâmetros de ablação por pulsos ultracurtos de sólidos não-metálicos pela técnica D-Scan / Determination of the temporal dependence of ablation parameters by ultrashort pulses in non-metallic solids by the D-Scan technique . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 87 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03022020-151555

    Abstract: Este trabalho consiste no estudo e determinação do limiar de ablação de amostras sólidas não-metálicas por pulsos laser ultracurtos, verificando a sua dependência com a duração dos pulsos e sua dispersão. Para a determinação dos limiares de ablação foi utilizada a técnica do D-Scan (Diagonal-Scan), desenvolvida pelos pesquisadores do Centro de Laser e Aplicações (CLA) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP), que consiste na movimentação diagonal da amostra através da cintura de um feixe gaussiano focalizado. Em cada amostra e para cada duração temporal foi determinada a dependência do limiar de ablação com a sobreposição dos pulsos, com o objetivo de determinar os parâmetros de ablação destes sólidos, que são sua fluência limiar de ablação para um único pulso e para um grande número de pulsos (infinitos), além do fator de incubação, que quantifica a formação de defeitos que modificam os valores dos limiares. Foram utilizadas amostras dielétricas de vidro borossilicato (BK7), safira (Al2O3), sílica fundida (SiO2), fluoreto de cálcio (CaF2), fluoreto de bário (BaF2), fluoreto de magnésio (MgF2), seleneto de zinco (ZnSe), e os semicondutores silício (Si) e germânio (Ge). Os materiais foram selecionados em função da energia de seus bandgaps, objetivando analisar a influência deste parâmetro na ablação por pulsos ultracurtos. Observamos que os limiares de ablação aumentam com o crescimento do bandgap dos materiais e com a duração dos pulsos, porém sem exibir dependência com a dispersão destes. Também determinamos que o acúmulo de defeitos nos materiais cresce com a duração do pulso e com a energia do bandgap, nos levando à hipótese que quanto mais fluência a ablação requer para ocorrer, maior a sobra de energia no material, que acaba sendo redistribuída para a criação de defeitos.

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  • IPEN-DOC 26633

    KIBRIT, EDUARDO . Modelo de sistema de gestão da sustentabilidade para organizações operadoras de reatores nucleares de pesquisa / Sustainability management system model for operating organizations of nuclear research reactors . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 216 p. Orientador: Afonso Rodrigues de Aquino. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-05022020-171939

    Abstract: A Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas estabelece 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Técnicas nucleares e isotópicas contribuem diretamente para alcançar os ODS relacionados à energia, saúde humana, produção de alimentos, gerenciamento de água e proteção ambiental. Esta tese propõe um modelo de sistema de gestão da sustentabilidade para organizações operadoras de reatores nucleares de pesquisa apoiado em quatro pilares da sustentabilidade: institucional, econômico, ambiental e social. Cada pilar da sustentabilidade é formado por categorias de indicadores encontrados nas referências bibliográficas e validados por especialistas acadêmicos nucleares e de sustentabilidade, utilizando a metodologia Delphi. O modelo de sistema de gestão proposto tem uma estrutura de alto nível baseada em padrões estabelecidos pela International Organization for Standardization (ISO), considera os requisitos de segurança da International Atomic Energy Agency (IAEA) e os requisitos de sustentabilidade corporativa encontrados nas referências bibliográficas. Os requisitos e expectativas das partes interessadas são entradas do sistema de gestão. O foco do sistema de gestão é a segurança nuclear e o compromisso da organização com o desenvolvimento sustentável. Uma metodologia para a validação do sistema de gestão da sustentabilidade, uma matriz de desenvolvimento sustentável para avaliar a maturidade da gestão da sustentabilidade ao longo do tempo e um modelo de valor sustentável que avalia o caminho da organização em direção ao desenvolvimento sustentável são ferramentas que apoiam o sistema de gestão proposto. As saídas do sistema de gestão são decisões gerenciais que atendem à política, objetivos e processos da organização; produtos que atendem aos requisitos e expectativas das partes interessadas; e um Relatório de Sustentabilidade que contém indicadores nas dimensões institucional, econômica, ambiental e social. Adicionalmente, uma pesquisa de campo foi realizada para avaliar a percepção da sustentabilidade na gestão estratégica dos institutos da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) que operam reatores nucleares de pesquisa.

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  • IPEN-DOC 26632

    MAZER, AMANDA C. . Estudos dosimétricos utilizando um sistema 3D para controle de qualidade em radioterapia / Dosimetric studies using a 3D system for quality assurance in radiation therapy . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 108 p. Orientador: Hélio Yoriyaz. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03022020-125621

    Abstract: Nos últimos anos, foi desenvolvido e comercializado um moderno sistema dosimétrico 3D composto por 1386 diodos arranjados de forma helicoidal, chamado ArcCHECK, para controle de qualidade de técnicas que envolvem modulação dos feixes na radioterapia. O escopo deste trabalho é contribuir para estudos dosimétricos para o controle de qualidade, através da análise e da compreensão de medidas experimentais realizadas com o ArcCHECK e de simulações computacionais no código MCNP, baseado no Método Monte Carlo. Foram observadas as respostas do sistema para irradiações simples e estáticas, comparadas aos resultados de dois modelos computacionais desenvolvidos para simulações, além disso o método de interpolação e a sensibilidade de detecção do sistema foram testados. Foram encontradas boas reprodutibilidade, repetitividade, linearidade com a dose e com a taxa de dose e sensibilidade de detecção, embora alguns efeitos inesperados tenham sido observados principalmente devido à representação da aquisição helicoidal da dose em um mapa de distribuição 2D. O modelo computacional proposto de forma mais simples, assim como o algoritmo desenvolvido para interpolação dos dados, auxiliou na compreensão dos efeitos do ArcCHECK. O modelo mais detalhado proposto foi validado e pode ser usado como referência para diferentes simulações futuras.

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  • IPEN-DOC 26631

    LAINETTI, FABIANA de F. . Desenvolvimento do projeto arquitetônico de uma unidade móvel de irradiação do IPEN-CNEN/SP para o tratamento de efluentes industriais / Development of the architectural design of a mobile electron beam accelerator unit of IPEN-CNEN/SP for the treatment of industrial effluents . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 5 p. Orientador: Wilson Aparecido Parejo Calvo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-06022020-153956

    Abstract: No mundo, há um aumento na demanda por água para consumo humano, bem como a priorização do uso de recursos hídricos disponíveis para abastecimento público. Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, boa parte das águas residuais são despejadas sem tratamento em rios, lagos ou oceanos. Portanto, é necessário adotar estratégias que visem maximizar o uso dos recursos hídricos e minimizar os impactos negativos relacionados à geração de efluentes pelas indústrias. As necessidades de preservar o meio ambiente, bem como a busca pelo desenvolvimento sustentável, geraram várias ações de grupos não governamentais e mudanças na legislação em muitos países. Como consequência, restrições foram impostas quanto à liberação de efluentes no meio ambiente. O IPEN-CNEN/SP decidiu desenvolver e construir uma unidade de irradiação de feixe móvel para o tratamento de efluentes industriais. A unidade móvel terá como uma de suas principais vantagens a possibilidade de tratar os efluentes no local onde a fonte está localizada, eliminando custos e problemas burocráticos associados ao transporte de resíduos, além de divulgar a tecnologia em diversos locais no Brasil. Para implementar o projeto, o IPEN-CNEN/SP vem consolidando parcerias com empresas nacionais e internacionais. Os recursos para o desenvolvimento da unidade foram fornecidos pela Agência Brasileira de Inovação (FINEP) e pela Agência Internacional de Energia Atômica, financiando o Projeto Nacional da IAEA TC Project BRA1035 - Mobile electron beam accelerator to treat and recycle industrial effluents. O layout foi discutido com o objetivo de facilitar a manutenção do equipamento; o bem-estar e ergonomia dos operadores; otimização do espaçamento e também compatibilizar a necessidade da presença de equipamentos e espaço para os operadores.

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  • IPEN-DOC 26629

    YOSHIMURA, TANIA M. . Luz de baixa potência como proposta terapêutica à síndrome metabólica em modelo animal / Low level light therapy as a therapeutic proposal for mice with metabolic syndrome . 2014. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-09042015-143109

    Abstract: A síndrome metabólica (SM) é uma condição clínica que agrupa uma variedade de morbidades, como hiperglicemia, pressão arterial elevada, dislipidemia aterogênica e obesidade (particularmente na região abdominal). Nessa conjuntura, os principais tecidos-alvo da ação da insulina sofrem alterações metabólicas que aumentam o risco de ocorrência de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2. As alterações teciduais observadas são caracterizadas por infiltrados de células do sistema imune, especialmente macrófagos. Citocinas pró-inflamatórias, como TNF-α, são liberadas e alcançam a corrente sanguínea, promovendo nesses indivíduos um estado de inflamação crônica e sistêmica. O tecido adiposo intra-abdominal parece ser de particular importância no estabelecimento desse quadro inflamatório, e estratégias direcionadas no sentido de modular os processos inflamatórios nesse tecido podem atenuar as consequências da SM. Os reconhecidos benefícios da terapia com luz de baixa potência em condições inflamatórias nos permitem supor que essa poderia ser uma proposta terapêutica para a SM. Sendo esse o nosso foco de estudo, camundongos adultos, machos, das linhagens C57BL/6 e BALB/c receberam dieta hiperlipídica durante 8 semanas para indução do quadro de SM. Os animais foram então irradiados sobre a superfície abdominal no decorrer de 21 dias, usando um LED (λ = 850 nm, 6 sessões, 300 s por sessão, potência = 60 mW, fluência = 6 J/cm², taxa de fluência = 19 mW/cm²). Antes e durante o tratamento, amostras de sague foram coletadas para quantificação de glicose, colesterol total e triglicérides plasmáticos. Considerando os parâmetros de irradiação adotados, a terapia com luz de baixa potência não se mostrou efetiva para alterar massa corporal, glicemia, colesterol total e triglicérides de camundongos alimentados com dieta hiperlipídica.

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  • IPEN-DOC 26630

    GOMES, ANTONIO M.S. . Determinação da capacidade de adsorção de Cu, Mn e V em biomassa seca de macrófitas / Determination of Cu, Mn and V adsorption capacity in dry macrophyte biomass . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-27122019-132214

    Abstract: Os corpos hídricos sempre foram expostos a todos os tipos de contaminação, sejam eles naturais ou antropogênicos, desde erupções vulcânicas até a liberação deliberada de esgoto químico sem qualquer tratamento. Nesse contexto, as macrófitas possuem grande importância para os ambientes aquáticos, embora ainda desconhecida para muitos. Dada a importância de pesquisas relacionadas as formas de minimizar os efeitos nocivos causados pela descarga de poluentes, o objetivo deste trabalho foi determinar a capacidade de adsorção, de elementos em soluções aquosas, por biomassa seca obtida de macrófitas (Eichhornia crasssipes, Egeria densa, Pistia stratiotes e Salvinia auriculata), como forma de contribuir para a remoção de contaminantes de efluentes, e também, como forma de utilização da matéria orgânica produzida por estas plantas. Os elementos analisados foram o cobre, manganês e vanádio, este último com poucos trabalhos relatados em literatura. A metodologia utilizada consistiu no cultivo de plantas em um ambiente livre de cargas poluidoras, produção da biomassa, determinação de características físico-químicas, determinação da capacidade de adsorção em função da variação do pH, tempo de contato e concentração dos elementos de interesse na solução. Os métodos analíticos empregados foram análise por ativação neutrônica e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite. Os resultados indicaram que as biomassas secas produzidas não adsorveram o cobre. A biomassa de S. auriculata foi a que apresentou a maior capacidade de remoção de Mn e E. Crassipes foi a que apresentou a maior capacidade de remoção de V em soluções aquosas, nas condições em que foram realizados os procedimentos neste trabalho.

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  • IPEN-DOC 26628

    GROSCHE, LUCAS C. . Síntese de material de valor agregado a partir de coproduto da combustão de carvão : caracterização e aplicação na remediação de efluente aquoso / Synthesis of value-added material from coal combustion co-product: characterization and application in aqueous effluent remediation . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 95 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-05122019-111420

    Abstract: O presente projeto se insere na sugestão encontrada no "Roadmap tecnológico para a produção e uso limpo do carvão mineral nacional: 2012 a 2035" quanto às ações necessárias para que seja estabelecido um ambiente favorável ao maior uso do carvão mineral no Brasil. Isso se dá no que tange ao desenvolvimento de tecnologia considerada prioritária para o setor da geração termelétrica, a saber: aproveitamento de coprodutos da combustão de carvão (PCC). Neste contexto, o projeto envolveu o desenvolvimento de processos capazes de sintetizar material de valor agregado a partir de PCC, como fonte alternativa de silício e alumínio. O material escolhido, proveniente da queima do carvão foi o resíduo de dessulfurização de gases de exaustão, e os nanomateriais sintetizados são considerados produtos de alto valor agregado por possibilitar inúmeras aplicações. O presente trabalho foi dividido em duas etapas; a primeira etapa tratou da síntese e caracterização dos nanomateriais obtidos a partir de diferentes condições da reação de ativação alcalina buscando aperfeiçoar o processo de síntese. Os resíduos de dessulfurização foram coletados de três localidades diferentes, que no início do projeto representavam todas as localidades onde a tecnologia de dessulfurização já estava sendo aplicada na geração de energia elétrica a partir do carvão. Quanto a caracterização dos resíduos, embora existam diferenças envolvidas nos processos que originam as amostras gerando muitas vezes materiais com formas cristalinas diferentes, foram encontrados em todas as amostras os elementos cálcio, alumínio e sílicio. As amostras das três localidades de amostragem foram submetidas ao processo de ativação hidrotérmica alcalina formando principalmente materiais zeolíticos (Sodalitas), tobermoritas e outros compostos do tipo hidrotalcitas. A segunda etapa do trabalho foi direcionada ao uso dos materiais no tratamento de água contaminada com césio, com este objetivo o resíduo de dessulfurização que indicou maior presença de tobermoritas e hidrotalcitas foi selecionado para otimização do processo de síntese hidrotérmica por duas etapas incluindo fusão previa do resíduo. E o material com os melhores resultados de acordo com os materiais cristalinos obtidos foi testado quanto a sua capacidade de remoção de íons de césio em solução, assim como sua seletividade em relação ao sódio presente em certos meios como, por exemplo, na água do mar, em soluções salinas sintéticas e também em uma amostra de água marinha. A capacidade de adsorção do Cs+ sobre o material adsorvente foi de 1949 μmol g-1, indicando que o adsorvente sintetizado pertence ao grupo de materiais com alta capacidade de adsorção de césio quando comparado com outros materiais estudados na literatura, além de apresentar seletividade para o íon de césio em relação à água do mar. Por fim entende-se que o material tem grande potencial para aplicações em remediações em acidentes como o de Fukushima, onde césio radioativo foi liberado na água do mar. Especialmente devido ao material como o resíduo de dessulfurização ser produzido em larga escala e não possuir aplicação na indústria sendo destinado a aterros onde pode se tronar passivo ambiental.

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  • IPEN-DOC 26627

    CAMARGO, ELAINE F. de . Síntese de suportes de eletrocatalisadores para aplicação em células a combustível poliméricas alimentadas por álcoois : óxido de índio dopado com estanho (ITO), óxido de estanho dopado com antimônio (ATO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) / Synthesis of electrocatalyst support for application in alcohol-fueled polymer fuel cells: tin doped indium oxide (ITO), antimony doped oxide (ATO) and reduced graphene oxide (rGO) . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-13122019-112147

    Abstract: No sentido de aumentar a eficiência das células a combustível de baixa temperatura de operação, utilizando o etanol como combustível, busca-se desenvolver eletrocatalisadores de alta atividade. Neste estudo, eletrocatalisadores de platina, suportados sobre óxido de índio dopado com estanho (ITO) e de óxido de estanho dopado com antimônio (ATO) foram sintetizados com o intuito de promover a maior eficiência das reações de eletrooxidação do etanol, por promoverem a oxidação do CO intermediário nas reações de oxidação do combustível. A presença de rGO no compósito também foi avaliada, considerando que os grupos contendo oxigênio na borda ou superfície podem aumentar a transferência de elétrons. Os óxidos dopados de índio e estanho foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini). O rGO foi obtido pela exfoliação química do grafite (método de Hummers modificado) seguida de redução com bissulfito de sódio. Os eletrocatalisadores contendo platina foram sintetizados pelo método de redução por borohidreto de sódio. Os pós cerâmicos particulados de ITO e ATO foram calcinados em diferentes temperaturas. A calcinação a 450 °C resultou no melhor suporte para o catalisador de platina, frente ao carbono Vulcan XC- 72, mais utilizado, segundo a literatura, no que se refere à reação de oxidação do etanol. A inclusão do rGO no suporte mostrou-se mais efetiva quando este é submetido a tratamento de agitação laminar de alta energia para a redução do tamanho das folhas. Porém estudos devem ser realizados para melhorar seu desempenho eletroquímico. Comparando-se todos os suportes estudados, observou-se que os compósitos Pt/ITO e Pt/ATO apresentaram os melhores resultados para a eletrooxidação do etanol. Observou-se que o aumento da área superficial dos pós e o efeito bifuncional promovido pelos óxidos são fatores importantes em sua aplicação como eletrodo.

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  • IPEN-DOC 26626

    CAMARGO, VICTOR F. de . Síntese de eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO pelo método de borohidreto de sódio para eletrooxidação do etanol em meio alcalino / Synthesis of PtRh/C-ITO electrocatalysts prepared with sodium borohidride method for ethanol electrooxidation in alkaline media . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-27122019-133317

    Abstract: Eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO foram preparados em uma única etapa, usando H2PtCl6.6H2O e RhCl3.xH2O como fonte dos metais, borohidreto de sódio como agente redutor e uma mistura física de 85% de carbono Vulcan XC-72 e 15% In2O3.SnO2 (indium tin oxide - ITO) como suporte. PtRh/C-ITO preparados neste trabalho foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), espectroscopia in situ de infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR), voltametria cíclica, cronoamperometria e testes de performance em uma célula a combustível de etanol direto (DEFC). Espectros de difração de raios X para todos eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO indicaram um deslocamento nos picos da Pt(fcc), mostrando que o Rh foi incorporado na matriz da Pt. Histogramas obtidos pelas imagens do MET para PtRh/C-ITO mostraram nanopartículas, com tamanho entre 3,0 e 4,0 nm, homogeneamente distribuídas sobre o suporte. Resultados do XPS da PtRh(70:30)/C-ITO mostraram a presença de uma mistura de espécies de diferentes estados de oxidação (Sn0 e SnO2), o que pode favorecer a oxidação de espécies intermediarias adsorvidas, através do mecanismo bifuncional. PtRh(90:10)/C-ITO foi a mais ativa nos estudos eletroquímicos devido a maior produção de CO2, indicando possuir maior seletividade na quebra da ligação C-C. Experimentos em DEFC mostraram que os valores de densidades de potência obtidas com PtRh(70:30)/C-ITO e PtRh(90:10)/C-ITO foram maiores do que com o Pt/C, indicando um efeito benéfico na adição de Rh a Pt, além do ITO no suporte de carbono.

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  • IPEN-DOC 26625

    YOSHIMURA, TANIA M. . Fotobiomodulação na síndrome metabólica : efeitos nos tecidos adiposos branco e marrom de camundongos / Photobiomodulation in metabolic syndrome: effects on white and brown adipose tissues from mice . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-12122019-172926

    Abstract: A síndrome metabólica (SM) é uma condição clínica que agrupa uma variedade de morbidades, como intolerância à glicose e obesidade. Na obesidade, o tecido adiposo branco (TAB) apresenta características inflamatórias que interferem na ação da insulina, levando à ocorrência de Diabetes do tipo 2. O tecido adiposo marrom (TAM), que tem como principal função a termogênese através da oxidação mitocondrial de cadeias carbônicas, se encontra hiporresponsivo aos estímulos clássicos na SM, como, por exemplo, a exposição ao frio. Estratégias para modular os processos inflamatórios do TAB e ativar o metabolismo do TAM podem atenuar as consequências da SM. Os reconhecidos efeitos anti-inflamatórios e de ativação do metabolismo mitocondrial da fotobiomodulação (PBM) indicam que essa poderia ser uma proposta terapêutica para a SM. Sendo esse o nosso foco de estudo, camundongos adultos, machos, da linhagem C57BL/6 receberam dieta hiperlipídica para indução da SM. Os animais foram então irradiados usando um dispositivo LED sobre a superfície abdominal (λ = 850 nm) ou interescapular (λ = 660 nm) para modular a inflamação do TAB ou ativar o TAM, respectivamente. O tratamento consistiu em 6 sessões de irradiação, distribuídas no decorrer de 21 dias. Apesar de não terem apresentado alterações na massa corporal e Índice de Lee, os animais irradiados na região abdominal (HFABD850) apresentaram 50 % menos células inflamatórias no TAB epididimal e também apresentaram melhora no teste de tolerância à glicose 24 h após a última sessão de tratamento. Nos animais obesos irradiados na região interescapular (HFTAM660), as irradiações promoveram aumento de duas vezes na massa do TAM, além de aumento da temperatura dorsal e da captação de 18F-FDG após exposição a baixas temperaturas. O soro desses animais (HFTAM660) também se mostrou mais semelhante ao de animais eutróficos. Nossos achados indicam que a PBM, nos parâmetros investigados, pode ser aplicada ao tratamento da SM.

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  • IPEN-DOC 26624

    GONÇALVES, PEDRO do N. . Caracterização química inorgânica e distribuição vertical de radionuclídeos das séries de decaimento do 238U e 232Th e 40K em testemunhos de sedimento e perfis de solo coletados na área de influência do reservatório de Jundiaí, estado de São Paulo / Inorganic chemical characterization and vertical distribution of natural radionuclides from 238U and 232Th series and 40K determined in sediment cores and soil profiles collected in the catchment area of Jundiaí reservoir, state of São Paulo . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 152 p. Orientador: Sandra Regina Damatto. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-03122019-111205

    Abstract: O reservatório de Jundiaí, localizado no estado de São Paulo, é um dos reservatórios de água que integram o SPAT - Sistema Produtor do Alto Tiête. A presença de poluentes no solo e no sedimento do manancial é um dos parâmetros para a avaliação da contaminação ambiental, que por sua vez pode afetar a qualidade da água do reservatório. O objetivo desta dissertação foi determinar as concentrações de elementos maiores e traços e as concentrações de atividade de radionuclídeos naturais em perfis de solo e testemunhos de sedimento do reservatório de Jundiaí. Os elementos traço As, Br, Co, Cr, Cs, Hf, Rb, Sb, Sc, Ta, Cd, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu e Se e os elementos maiores Fe, K e Na foram determinados por Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA); os radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U e 232Th e o radionuclídeo 40K foram determinados por espectrometria gama. Avaliou-se também o fator de enriquecimento dos elementos maiores e traço utilizando os valores de referência de concentração na Crosta Continental Superior (CCS). Os parâmetros físico-químicos das amostras de solo e sedimento foram determinados com o intuito de verificar a influência que eles desempenham na disponibilidade dos radionuclídeos e elementos traço no solo e sedimento. Os elementos As e Br apresentaram enriquecimento que variaram de moderado até significante nos perfis de solo e testemunhos de sedimento. O elemento Se apresentou enriquecimento significante nos três testemunhos de sedimento analisados; as concentrações médias obtidas nos três testemunhos foram 5,4 mg.kg-1, 2,4 mg.kg-1 e 2,2 mg.kg-1. Esse elemento é considerado um elemento potencialmente tóxico (EPT) e pode ocasionar efeitos adversos à biota quando em concentrações elevadas. O radionuclídeo 232Th apresentou valores de concentração de atividade que ultrapassaram os valores de referência do UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) em todos os compartimentos analisados; os radionuclídeos 238U e 226Ra também apresentaram valores mais altos que os níveis de referência do UNSCEAR em parte dos perfis e testemunhos analisados.

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  • IPEN-DOC 26623

    SOUZA, P.R.D. de . Avaliação comparativa de dosimetria com LiF:Mg,Ti (TLD-100) em phantom antropomórfico com o sistema de planejamento (TPS) para câncer de pulmão / Comparative assessment of LiF:Mg, Ti (TLD-100) dosimetry in anthropomorphic phantom and planning system (TPS) for lung cancer . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 70 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-09122019-121029

    Abstract: O câncer de pulmão é o mais comum de todos os tumores malignos. Em 90% dos casos diagnosticados o câncer de pulmão esta associado ao consumo de derivados de tabaco. A radioterapia atua como forma de tratamento e existe duas formas de aplicação; a teleterapia e a braquiterapia. Na teleterapia é utilizado um acelerador linear para fazer a aplicação da dose. Antes de começar o tratamento é realizado um planejamento que faz a aquisição de todas informações anatômicas do paciente e em seguida a classificação das áreas de interesse para o tratamento. Na radioterapia a dosimetria é aplicada como uma forma de medição independente e neste trabalho tem como objetivo fazer a comparação do plano dosimétrico de tratamento com os valores de dose calculados no sistema de planejamento (TPS) utilizando um phantom antropomórfico. A dosimetria foi realizada com dosímetros termoluminescentes (Lif:Mg,Ti-TLD-100). Foram selecionados 25 TLD's que passaram por processo de seleção com as seguintes etapas: tratamento térmico, seguido de irradiação, leitura e posteriormente a calibração para uso no acelerador linear. Com os dosímetros já selecionados, foi elaborado o plano de tratamento feito no sistema de planejamento Eclipse da Varian e em seguida comparado à dosimetria realizada com os TLD'S alocados no phantom antropomórfico, para este mesmo caso. Um acelerador linear com energia de fótons/6MV, modelo 2100 da Varian foi utilizado para fazer a aplicação da dose de 200 cGy e 250 cGy. Os valores obtidos apresentaram-se de acordo com o recomentado pelos protocolos, 5% AAPM-TG-51 e 5 a 7% ICRU 50 e 60.

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  • IPEN-DOC 26622

    ARAUJO, JOAO V. de S. . Influência dos tratamentos termomecânicos na microestrutura e no comportamento de corrosão da liga AA2198 / The influence of the thermomechanical treatments in the microstructure and corrosion resistance of 2198 alloy . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 120 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-13122019-092227

    Abstract: Ligas Al-Cu-Li têm mostrado grandes vantagens em relação às ligas convencionais de Al-Cu-Mg usadas na indústria aeroespacial, devido à suas excelentes propriedades, como alta resistência à fadiga e baixa densidade. As propriedades mecânicas destas ligas dependem de sua microestrutura, e esta, por sua vez, dos tratamentos termomecânicos aos quais as ligas são submetidas durante o processo de fabricação. Neste estudo, os efeitos de três tratamentos termomecânicos, T3 (deformação em uma direção e envelhecimento natural), T8 (deformação em uma direção e envelhecimento artificial) e T851 (deformação em duas direções e envelhecimento artificial), na resistência à corrosão da liga 2198, foram avaliados por ensaios de imersão e ensaios eletroquímicos, em soluções contendo íons cloreto (Cl-). A fase T1 (Al2CuLi) é a principal responsável pelo endurecimento desta liga. A presença deste precipitado foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microdureza e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados de análises de microestrutura e microdureza mostraram diferenças para as ligas submetidas aos três tratamentos. As ligas submetida aos tratamentos T8 e T851 mostraram maior densidade de fase T1 em relação ao tratamento T3. Esta fase é eletroquimicamente mais ativa do que a matriz de alumínio e, quando exposta a meios corrosivos, resulta em corrosão localizada severa (CLS), proveniente de ataque cristalográfico. A CLS tem como principal característica a evolução de gás hidrogênio, o que foi confirmado pelos ensaios de visualização em gel e de microscopia eletroquímica de varredura (SECM). Por outro lado, a liga 2198-T3 apresentou corrosão por pites que resultou na formação de cavidades ou trincheiras (trenching) associadas aos intermetálicos de dimensões micrométricas. Estes geram descontinuidades no filme passivo e criam micropilhas, dando início ao processo de corrosão localizada da liga. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica e da técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET) confirmaram as observações dos ensaios de imersão, desde as primeiras horas de ensaio. Foi observada menor resistência à corrosão localizada para as ligas T8 e T851 quando comparadas com a liga T3. Os resultados permitiram concluir que os tratamentos termomecânicos T8 e T851 são prejudiciais para a resistência à corrosão da liga 2198.

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  • IPEN-DOC 26500

    SILVA, ISRAEL G.F. da . Avaliação do desempenho de diferentes materiais de tubulação para aplicação do Leak-Before-Break (LBB) / Performance evaluation of different piping materials for application of Leak-Before-Break (LBB) . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 65 p. Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-03072019-152331

    Abstract: Fundamentado na mecânica da fratura, o conceito do Leak-Before-Break (LBB) "Vazamento Antes da Falha" considera que um vazamento proveniente de uma trinca pode ser detectado antes de alcançar um tamanho crítico que implique na falha da tubulação, ou seja, a análise do LBB demostra através de uma justificativa técnica que a probabilidade de ruptura da tubulação é extremamente baixa. Dentre os aspectos que envolvem a aplicação do LBB, os principais são: a definição das propriedades do material, que são extraídos através de ensaios à tração e à fratura; a análise do vazamento, que determina a taxa de vazamento devido à presença de uma trinca passante; e a análise que verifica se a trinca é estável considerando os modos de falha por rasgamento dúctil e por colapso plástico. Os materiais SA-508 Cl. 3, SA-106 Gr. B e SA-376-TP304 foram avaliados quanto aos seus desempenhos para o LBB. Utilizaram-se dados extraídos de casos da literatura para as propriedades dos materiais, e para a geometria e carregamentos da tubulação, todos correspondentes ao circuito primário de um reator PWR. Após aplicação do LBB, constatou-se que todos os três materiais atenderam os limites do estabelecidos na metodologia. Verificou-se que os materiais SA-508 Cl. 3 e SA-376-TP304 mostraram o melhor desempenho para falha por rasgamento dúctil e falha por colapso plástico, respectivamente, e o material SA-106 Gr. B teve o menor desempenho em ambos. Todos os três materiais apresentaram o colapso plástico como modo de falha mais provável. De uma forma generalizada, o material SA-376-TP304 obteve o melhor desempenho para o LBB dentre os três materiais avaliados neste trabalho.

    Palavras-Chave: safety engineering; reactor safety; pressure vessels; pipes; radioactivity transport; gases; oils; reactor control systems

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  • IPEN-DOC 26496

    RIBEIRO JUNIOR, IBERE S. . Uso de sistema de coincidência gama-gama associado à espectroscopia simples em medidas de análise por ativação neutrônica / Use of gamma-gamma coincidence system associated to simple spectroscopy in neutron activation analysis measurements . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 152 p. Orientador: Frederico Antonio Genezini. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-22072019-080949

    Abstract: Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema de aquisição γγ que possibilita realizar medidas de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental por espectroscopia gama unidimensional e em coincidência simultaneamente para os elementos As, Co, Cs, La, Sc, Se e Sm. Para tal foram realizadas medidas preliminares em sistemas de aquisição γγ baseados em instrumentação analógica e digital a fim de se verificar a eficiência da técnica a partir de medições de padrões sintéticos e análises de materiais de referência certificados. Essas medidas também auxiliaram na escolha do tipo de instrumentação mais apropriada para o desenvolvimento do sistema de aquisição no Laboratório de Física Nuclear Aplicada (LFNA) do IPEN. O sistema montado no LFNA é composto de uma placa digitalizadora da marca CAEN modelo v1724 e dois detectores de germânio hiperpuro. A aquisição dos dados é controlada pelo software MC2Analyzer, que fornece dados brutos de energia e tempo dos pulsos registrados. Foram desenvolvidos dois programas de redução de dados que selecionam os eventos em coincidência a partir dos espectros unidimensionais: o DPP que prepara os dados para serem analisados em programas de análise de espectros bidimensionais; e o AnalisaCaen que trata os dados para sejam analisados em programas de análises de espectros unidimensionais. Foram realizadas análises de materiais de referência certificados biológicos e geológicos, e também padrões sintéticos utilizando-se as técnicas de Análise por Ativação Neutrônica convencional e em coincidência. Os resultados permitiram verificar a confiabilidade dos valores das concentrações dos elementos As, Co, Cs, La, Sc, Se e Sm obtidos com o sistema de coincidência desenvolvido. Os resultados obtidos por ambas as técnicas, Análise por Ativação Neutrônica Convencional e Análise por Ativação Neutrônica em Coincidência, foram comparados e valiados em termos de precisão e exatidão pelo critério de Enscore. Em alguns casos, os resultados de concentração obtidos por meio das medidas de coincidência forneceram melhores do que os resultados obtidos pela espectroscopia gama convencional.

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; coincidence spectrometry; coincidence methods; radiation detection; gamma-gamma logging; measure theory; perturbed angular correlation; compton effect; bremsstrahlung; limiter circuits; data acquisition systems; data transmission; digital systems

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  • IPEN-DOC 26492

    PEREIRA JUNIOR, JEDAIAS T. . Desenvolvimento de processos de ablação dos polímeros poliestireno e polidimetilsiloxano com lasers de pulsos ultracurtos / Development of ablation processes of polystyrene and polydimethylsiloxane polymers with ultrashort pulse laser . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 95 p. Orientador: Wagner de Rossi. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22072019-074048

    Abstract: Através da aplicação de microusinagem com laser de femtossegundos é possível fazer ablação de cavidades com precisão de poucos μm. Se comparado com o processo de litografia, por exemplo, apresenta algumas vantagens como poder ser aplicada em praticamente qualquer tipo de substrato e utilizar tecnologia simples de usinagem assistida por computador para a geração de perfis de duas ou três dimensões. O objetivo deste trabalho foi estudar estratégias e parâmetros com laser de femtossegundos para ablação dos polímeros poliestireno e polidimetilsiloxano (PDMS), de forma a afetar o mínimo possível as características das regiões adjacentes à usinagem. Como exemplos de aplicações, temos o primeiro material que tem sido texturizado para cultura controlada de células do coração e o segundo que faz parte da estrutura de certos circuitos microfluídicos. A fim de se fazer um levantamento dos limiares de ablação destes materiais, foram utilizadas as técnicas D-Scan e regressão de diâmetro. Diversos traços foram realizados variando-se as velocidades de deslocamento da amostra. Com isso, foram analisados os efeitos de incubação e a relação da sobreposição de pulsos com a largura dos traços criados. Por fim foram incluídos incrementos laterais entre os traços, obtendo-se uma área ablacionada. Procurou-se variar a frequência dos pulsos nos experimentos para investigar o aparecimento de um possível efeito térmico com diferentes intervalos de tempo entre pulsos consecutivos. Foram conseguidos parâmetros em que é possível realizar a ablação de pontos, traços e superfícies sem aparente fusão do material. Porém observou-se que o aspecto do perfil ablacionado não tem a tendência de ficar liso e uniforme. Os resultados demonstram a enorme variedade de combinações e parâmetros que podem ser obtidos com a técnica de microusinagem com laser de femtossegundos e favorecem o estudo do processamento destes polímeros.

    Palavras-Chave: polystyrene; organic silicon compounds; organic polymers; ablation; microstructure; machine tools; electromagnetic pulses; amplification; lasers; scanning electron microscopy; process development units

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  • IPEN-DOC 26491

    MACHI, ANDRE R. . Efeitos da radiação ionizante nas fases do ciclo evolutivo de Aedes aegypti L. visando o seu controle através da técnica do inseto estéril / Ionizing radiation effects on stages of evolution cicle of Aedes aegypti L. aiming the control across of the insect sterile technique . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-20052019-085251

    Abstract: Aedes aegypti L. é um dos principais insetos causadores de doenças no mundo, sendo assim, é importante trabalhos envolvendo o seu manejo. O objetivo do projeto foi avaliar os efeitos da radiação gama do Cobalto-60 nas fases do ciclo evolutivo de A. aegypti, visando a aplicação da TIE. O trabalho foi realizado no Laboratório de Radiobiologia e Ambiente do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP) em Piracicaba- SP. A criação do A. aegypti foi mantida nas instalações do laboratório, sob condições de 25±2°C, UR 50-70% e fotofase de 12 horas. A irradiação de todas as fases do ciclo foi realizada em uma fonte de Cobalto-60 tipo Gammacell-220, instalada no CENA/USP, nas seguintes doses: 0 (controle) até 70 Gy sob uma taxa de dose de 0,356 kGy/hora. Quando ovos foram irradiados, avaliou-se viabilidade contando o número médio de larvas L4, pupas e adultos fêmeas e machos emergidos. Foi também avaliado a porcentagem de eclosão em larvas L1 da geração F1. Para larvas irradiadas, avaliaram-se a o número médio de larvas L4, pupas, adultos fêmeas e machos emergidos, porcentagem de eclosão em larvas L1 e larvas L4 F1. Das pupas irradiadas, avaliaram-se a média de eclosão de larvas F1, de larvas L4 F1, porcentagem de pupas F1 e média de adultos machos e fêmeas F1. Em adultos irradiados, avaliaram-se a média de eclosão de larvas F1, larvas L4 F1, pupas F1 e adultos machos e fêmeas F1. Avaliaram-se parâmetros de competitividade e longevidade de machos F1. Os resultados mostraram que as doses esterilizantes para as fases irradiadas: ovo, larva e pupa foram de 15 Gy, 20 Gy e 60 Gy, respectivamente. Já para adultos da geração F,1 as doses de 45 Gy e 50 Gy para macho e fêmea. Para a fase adulta, doses de 40 Gy e 45 Gy foram esterilizantes para machos e fêmeas. No teste de competitividade, a proporção de 10 machos estéreis: 1 macho não irradiado: 1 fêmea não irradiada causou 92,2% de ovos inviáveis, na dose de 50 Gy. A longevidade dos machos foi reduzida em pupas e adultos irradiados com a dose de 40 Gy.

    Palavras-Chave: mosquitoes; sterile insect release; sterile male technique; irradiation; sterilization; radiosterilization; biological effects; pest control; viral diseases; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 26489

    GARCIA NETO, JOSE dos S. . Análise da viabilidade de um sistema de produção de energia limpa a partir da fonte primária solar convertida em energia química : o hidrogênio / Analysis of the viability of a clean energy production system from the solar primary source converted into chemical energy: hydrogen . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 225 p. Orientador: Adonis Marcelo Saliba Silva. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-03072019-141816

    Abstract: Frente a um panorama de escassez de combustível convencional fóssil e disponibilidade hidráulica para a produção de energia elétrica, fontes alternativas de energia renovável se tornam cada vez mais urgentes e necessárias. O hidrogênio é o elemento químico mais abundante disponível no planeta, tornando-se um potente candidato para suprir essa escassez de energia, pois, é capaz de conter um grande potencial energético comparável aos combustíveis fósseis, como a gasolina ou carvão. Sendo ele um vetor energético, não se tem a possibilidade de sua "extração" direta, porém, técnicas de obtenção do hidrogênio são bastante flexíveis, conhecidas e utilizadas comercialmente. Este trabalho teve como objetivo o estudo e construção de um sistema para produção de energia limpa a partir da produção de hidrogênio gasoso por eletrólise da água em meio alcalino, fazendo uso de um painel fotovoltaico como fonte alternativa de energia elétrica, bem como, a análise da eficiência energética desta produção. Para garantir a obtenção dos gases hidrogênio e oxigênio separadamente foi utilizada uma membrana separadora de gases, o Zirfon® Perl, permitindo a eletrólise pelo eletrolisador projetado e construído especificamente para este estudo, sem a necessidade de um sistema de circulação do eletrólito. Para uma análise comparativa das eficiências, produziu-se hidrogênio por eletrólise alcalina de uma solução aquosa de KOH (1M) com energia fornecida por uma fonte externa DC e por um painel solar ligado diretamente ao eletrolisador. O cálculo dessa eficiência foi feito pela relação entre a energia fornecida à eletrólise pelas fontes (solar e externa) e a energia do hidrogênio produzido com base no seu poder calorífico inferior (LHV). Além disso, curvas de carga de tensão e corrente do painel solar foram levantadas e estudadas para garantir a efetividade da ligação direta com o eletrolisador, bem como ensaios de EIE (Espectroscopia de Impedância Eletroquímica) foram realizados para análise da corrosão do eletrodo anódico e determinação da resistência ôhmica do sistema eletrolisador. Foram realizadas medidas e obtidas a eficiência energética com quatro montagens de sistemas eletrolisadores: 4 células com suprimento de energia por uma fonte externa DC, resultando em uma eficiência de 48,21%; 4 células e painel solar, 44,85%; 1 célula e fonte externa, 23,52 %; 1 célula e painel solar, 23,10%. Também foram calculadas eficiências energéticas da produção do hidrogênio em função do aumento de energia fornecida à eletrólise. Todas as aquisições dos parâmetros da eletrólise foram realizadas com um sistema automático projetado e construído especificamente para este trabalho, de forma que os dados foram obtidos a cada segundo, fornecendo valores em tempo real. Os resultados obtidos, tanto sobre os parâmetros importantes para que uma eletrólise para produção de hidrogênio possa se tornar eficiente energeticamente, como sobre as soluções para o desenvolvimento de um sistema com painel fotovoltaico que alimente diretamente o eletrolisador, serão de vital importância para continuação da pesquisa que envolva a utilização otimizada do hidrogênio em locais onde a energia elétrica proveniente de concessionárias seja escassa ou até mesmo inexistente.

    Palavras-Chave: solar cells; photovoltaic conversion; sodium hydroxides; membrane pores; electrolytes; alkaline hydrolysis; potassium hydroxides; hydrogen fuel cells; hydrogen generators; gases; zirconium alloys; electrolysis; energy efficiency; energy source development

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  • IPEN-DOC 26484

    SILVA, KATIA da C. . Síntese de material zeolítico de valor agregado a partir de fontes alternativas de silício e alumínio / Synthesis of value-added zeolitic material from alternative sources of silicon and aluminum . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 91 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-26062019-084821

    Abstract: Amostras de cinzas geradas na combustão do carvão e de cinzas provenientes da queima dos resíduos da cana-de açúcar foram usadas como fonte de silício e alumínio para sintetizar zeólita 4A pelos métodos IZA e fusão alcalina seguida de tratamento hidrotérmico. A razão molar de Si/Al para a formação da zeólita foi ajustada pela adição de resíduo de alumínio da indústria terciária como fonte alternativa de alumínio. Os efeitos da temperatura, do tempo de fusão e o tempo da reação hidrotérmica foram investigados. Os resíduos e os produtos sintetizados foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: fluorescência de Raio X, difração de Raio X, capacidade de troca catiônica, entre outros. A zeólita sintetizada a partir de cinzas leves de carvão foi usada para a remoção de Cd2+ e Zn2+ de solução aquosa em sistema de batelada. Os dados de equilíbrio de adsorção foram avaliados usando-se equações não lineares dos modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich (D-R). Os modelos de D-R e Freundlich foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais do Cd2+ e Zn2+, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção foi de 78,0 mg.g-1 para o Cd2+ e 35,8 mg.g-1 para o Zn2+. Os resultados mostraram que o resíduo de alumínio e as cinzas de carvão e de biomassa podem ser usados como matéria prima para obtenção de zeólita 4A, considerado um material de valor agregado e com promissoras propriedades de adsorção.

    Palavras-Chave: synthesis; zeolites; hydrothermal alteration; residues; coal; ashes; aluminum; bagasse; biomass; adsorption; property values; silicon alloys; aluminum; waste processing

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  • IPEN-DOC 26464

    CARVALHO, LUMA R. de . Análise automatizada da frequência de micronúcleos em culturas celulares expostas a agentes genotóxicos físicos e quimícos / Automated analysis of the frequency of micronuclei in cell cultures exposed to physical and chemical genotoxic agents . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 58 p. Orientador: Daniel Perez Vieira. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22072019-075930

    Abstract: O ensaio de frequência de micronúcleos é uma técnica importante utilizada para avaliar danos genotóxicos de agentes químicos ou físicos (como radiação ionizante) em células, baseado na quantificação de células contendo micronúcleos, que são fragmentos derivados de DNA danificado com coloração semelhante ao dos núcleos principais, mas com 5 a 30% do seu tamanho. Tradicionalmente, este ensaio é realizado usando microscopia de coloração convencional de acordo com Giemsa, mas atualmente esta técnica está sendo atualizada para uma abordagem automatizada que se baseia na dissolução da membrana plasmática por detergentes levando em conta apenas núcleos e micronúcleos com seu DNA corados por corantes fluorescentes, que pode discriminar núcleos de células viáveis dos das células inviáveis e permite a contagem por citometria de fluxo. Este trabalho avaliou a extensão de dano genotóxico radioinduzido por radiação gama (60Co) em doses entre 0,5 e 16Gy, e o potencial genotóxico de três peptídeos utilizados em medicina nuclear (PSMA-617, PSMA-11 e Ubiquicidina 29-41). As membranas celulares foram lisadas na presença dos corantes SYTOX® Green e EMA, e núcleos marcados com os dois fluorocromos foram considerados provenientes de células inviáveis e, portanto, removidos da análise. As quantidades de micronúcleos (porcentagem de eventos) nas amostras, foram proporcionais às doses de radiação, e puderam ser ajustadas a um modelo linear-quadrático (R2 = 0,993). Somente doses mais altas (8 e 16 Gy) e controles positivos induziram aumentos relevantes nas quantidades de micronúcleos. Os radiofármacos foram testados com concentrações de 0,1x, x, 10x e 100x a concentração utilizada em adultos, e não induziram dano em concentrações praticáveis.

    Palavras-Chave: cell cultures; gene regulation; dna; chelating agentes; toxic frequency control; microstructure; substances control acts; physical properties; chemical properties; radiopharmaceuticals; gamma radiation

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  • IPEN-DOC 26433

    SOUZA, ANDERSON L. de . Tratamento de efluentes provenientes da indústria curtidora, empregando acelerador de elétrons / Treatment of effluents from tannery, using electron accelerator . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. Coorientador: Maria Aparecida Faustino Pires. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-21112019-155745

    Abstract: A indústria curtidora brasileira está entre os principais países produtores de couro do mundo. O processo produtivo de um curtume tem por finalidade transformar a pele animal em couro e envolve uma sequência de reações químicas complexas e o consumo significativo de água. O efluente do processo de curtimento se caracteriza pela alta salinidade, alto teor de matéria orgânica, presença de corantes, surfactantes, sulfeto e cromo. Os curtumes normalmente possuem estações de tratamento de efluentes, visando minimizar seus impactos ambientais e atender à legislação vigente para padrões de lançamento. Dentre as tecnologias alternativas de tratamento de efluentes, têm-se os Processos de Oxidação Avançada (POA's). O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da radiação ionizante para o tratamento de efluentes da indústria curtidora, empregando acelerador de elétrons. Os efluentes brutos de um curtume foram irradiados com doses de 10, 20, 30, 40, 50 e 60 kGy. A eficiência deste processo e do tratamento convencional (coagulação/floculação) foram avaliadas pelos resultados dos parâmetros de cromo hexavalente, demandas química e bioquímica de oxigênio (DQO e DBO), óleos e graxas, sólidos suspensos totais e sulfeto, além do ensaio de toxicidade aguda com o microcrustáceo Daphnia similis. A radiação ionizante mostrou-se eficiente, alcançando remoção média para DBO (29,4%), DQO (20,2%), óleos e graxas (26,7%), sólidos suspensos totais (36,6%) e sulfeto (74,3%). Quanto ao parâmetro ecotoxicidade, as amostras originalmente apresentaram-se com elevada toxicidade para efeito agudo em dafnídeos e a irradiação resultou em remoção média de 34,0% da toxicidade nos efluentes irradiados.

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  • IPEN-DOC 26432

    ALVES, MAURICIO B. . Avaliação do organismo ouriço do mar (Lytechinus variegatus e Sterechinus neumayeri) como biomonitor de contaminação por elementos tóxicos e traço em ambientes marinhos : costa brasileira e região Antártica / Evaluation of sea urchin (Lytechynus variegatus and Sterechinus neumayeri) as biomonitor of contamination by toxic and trace elements in marine environments: Brazilian coast and Antarctic region . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 176 p. Orientador: Déborah Inês Teixeira Fávaro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17102019-134707

    Abstract: A contaminação de ecossistemas marinhos costeiros pode ser avaliada por meio de programas de biomonitoramento, utilizando-se organismos indicadores. No presente estudo, utilizou-se o organismo ouriço do mar para fins de biomonitoramento passivo para elementos possivelmente tóxicos e traço. Foram analisados tecidos de ouriços-do-mar provenientes da região de São Sebastião, São Paulo (espécie Lytechinus variegatus) e da região da Estação Comandante Ferraz, Antártica (espécie Sterechinus neumayeri), em dois locais (não impactado e impactado). Determinaram-se as concentrações dos elementos: As, Ba, Br, Ca, Co, Cr, Fe, K, Na, Rb, Sc, Se e Zn por meio da técnica de análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) e dos elementos potencialmente tóxicos (Cd, Hg, Ni e Pb), e Cu por espectrometria de absorção atômica (AAS). Os resultados de concentração obtidos foram comparados com outros organismos utilizados em biomonitoramento e com os valores de concentração em sedimentos, para cada região estudada neste trabalho. Os elementos Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Sc e Zn apresentaram maior concentração em São Sebastião (local mais impactado). Para a região Antártica, os ouriços da região da Estação Ferraz (local possivelmente mais impactado) apresentaram maiores níveis de Br, Co, Cr, Cs, K, Se e Zn. Para a espécie L. variegatus este estudo indicou a possibilidade de biomonitorar Cd, Ni e Sc independente do sexo; os elementos Co, Cr, Hg, Pb e Cu nas fêmeas e Zn, nos machos. Para a espécie S. neumayeri os resultados sugeriram a possibilidade de biomonitoramento para os elementos Co, Cr, Cu, Fe, Pb, Se e Zn. O presente estudo contribuiu também para o conhecimento da composição mineral das espécies de ouriço-do-mar L. variegatus e S. neumayeri.

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  • IPEN-DOC 26421

    BETINI, EVANDRO G. . Avaliação das propriedades estruturais e térmicas de soldas realizadas em aço inoxidável duplex para aplicação em embalado para o transporte de substâncias radioativas / Assessment of the thermal and structural properties of duplex stainless-steel welded plates for application in container for transport of radioactive material . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 128 p. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-04112019-113030

    Abstract: Neste trabalho foram avaliadas propriedades térmicas de soldas em aço inoxidável duplex UNS32304 observando a influência do processo de soldagem GTAW pulsado sobre as características estruturais desse material. Este aço apresenta-se como material candidato a revestimento externo dos receptáculos de contenção para transporte de substâncias que sejam fontes de alta radioatividade, em especial 99Mo, com atividade acima de 0,6 TBq (16,2 Ci). O transporte de radiofármacos é definido pela norma CNEN NE-5.01 que exige um embalado com requisitos de segurança determinados pela resistência mecânica ao impacto, baixa fadiga térmica e resistência à corrosão já conferida pela grade duplex UNS S32304. Chapas de 1,8 mm de aço inoxidável duplex foram soldadas pelo processo GTAW variando os gases de proteção entre Ar puro e Ar + 2%N2 sem metal de adição. Os ciclos térmicos de soldagem foram estudados por um sistema de termopares tipo K e S fixados próximos à linha de soldagem. A distribuição de temperatura ao longo do cordão de solda foi determinada alcançando valores dentro do intervalo de transformação de fase desse material. Através de uma avaliação quantitativa e semiquantitativa de elementos foi calculada a relação Creq/Nieq para os grãos de ferrita, austenita e austenita secundária da zona solidificada, ZAC e metal de base. Mapeamentos e perfis transversais de cromo, níquel e nitrogênio foram gerados por microssonda eletrônica mostrando as alterações desse elemento devido os ciclos térmicos de soldagem obtidos. A adição de 2% de N2 no gás de proteção provocou maior formação de austenita na zona solidificada quando comparada com a soldagem sem adição de N2, sendo a atmosfera mais adequada para soldagem em aços inoxidáveis duplex. Além disso, essa mistura de gases provocou leve aumento da dureza na zona solidificada. As propriedades termofísicas foram estudadas por método de flash de laser (MFL) utilizado para a determinação da difusividade térmica do material na direção da espessura e o calor específico da zona solidificada foi obtido via análises térmicas por calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram obtidas medidas de porosidades e massa específica da zona solidificada e comparada com o metal de base e metal como recebido. Com estas informações foi possível avaliar a condutividade térmica do material pós processo de soldagem. O aumento da condutividade térmica foi encontrado para ambas as amostras soldadas e sugerem correlação com aumento da fase ferrítica e a diminuição da porosidade também observadas para zona solidificada.

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  • IPEN-DOC 26416

    LITVAC, DANIEL . Desenvolvimento de um kit postal dosimétrico para calibração de aplicadores clínicos de betaterapia no Brasil / Development of a dosimetric postal kit for calibration of clinical beta therapy applicators in Brazil . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 93 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-21112019-165533

    Abstract: O sistema de saúde no Brasil, como um todo, possui déficits em mão de obra e em infraestrutura. A betaterapia é uma das alternativas que o Sistema Único de Saúde e serviços particulares implantam para suprir a demanda. Aplicadores clínicos de 90Sr/90Y são utilizados para tratamentos dermatológicos e oftálmicos, substituindo o uso de aceleradores lineares, porque são de custo mais baixo, mais práticos e possuem 28,8 anos de meia-vida. A calibração e a recalibração periódica destes aplicadores, para verificação da taxa de dose absorvida, são essenciais para garantir a segurança nos tratamentos clínicos. Trabalhos de pesquisas mostram discrepâncias entre a calibração do fabricante e a realizada em laboratórios, podendo ter consequências danosas para os pacientes. Além disso, são poucos os laboratórios de calibração do tipo padrão primário para fontes de radiação beta no mundo. Na América Latina não existem laboratórios de calibração com este perfil. Foi desenvolvido neste trabalho um kit postal dosimétrico que permitiu a recalibração dos aplicadores clínicos utilizados em hospitais, de maneira prática, rápida e com instruções, por meio de seu envio aos proprietários, e depois retornando ao IPEN para posterior avaliação. Para isto, alguns materiais dosimétricos foram caracterizados em feixes padronizados de radiação beta, utilizando as técnicas de termoluminescência e luminescência opticamente estimulada para comparação de resultados da resposta quanto à reprodutibilidade, linearidade, curva dose-resposta e dependência angular, definindo as condições mais adequadas e o grupo de dosímetros para calibração dos aplicadores clínicos.

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  • IPEN-DOC 26412

    CAVALHEIRA, ELTON D. . Caracterização mecânica e microestrutural do zircaloy-4 obtido por HD e metalurgia do pó / Mechanical and microstructural characterization of zircaloy-4 obtained by HD and powder metallurgy . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Hidetoshi Takiishi. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-18112019-111622

    Abstract: A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões (end caps) de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares à água pressurizada (reatores PWRs) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que representa uma grande economia para a política Nuclear Brasileira e também evita seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K), sendo o pó resultante desta etapa, peneirado em malha 200 e 325 mesh (<75 e <45 μm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final por Fe da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isostática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e foi determinada a microdureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 μm. a microdureza Vickers após sinterização foi de 425 HV e tamanho médio de grão em torno de 50 μm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4 da fase α e grãos equiaxiais. Para redução de áreas de armazenamento dos cavacos obteve-se uma redução de 27 vezes no volume ocupado após hidretação, cominuição e prensagem. Foi possível usinar os tampões a partir das amostras com menor medida de microdureza.

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  • IPEN-DOC 26411

    SILVA, EZEQUIEL da . Avaliação do desempenho de câmaras de ionização para radioproteção em condições ambientais variadas / Performance evaluation of ionization chambers for radiation protection in various environmental conditions . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30102019-105510

    Abstract: Esse trabalho apresenta uma proposta metodológica para verificar o desempenho das câmaras de ionização comerciais para radioproteção utilizadas no levantamento radiométrico em radiodiagnóstico nas cinco regiões brasileiras para os parâmetros de umidade e temperatura.Para isso, foi construído um sistema de climatização para simular as diversas condições ambientais as quais estes instrumentos de medição são expostos quando utilizados em campo.O presente trabalho teve como objetivo diminuir erros na medição em função do desempenho das câmaras de ionização, aumentando a segurança dos trabalhadores ocupacionalmente expostos, dos usuários, do público em geral e impactar na redução com custos estruturais tais como troca de visoresplumbíferos, revestimento adequado das paredes das salas de radiologia dentre outras ações de radioproteção.Foram simuladas as condições climáticas das cinco regiões do território nacional, todos os estados simulados apresentaram coeficientes de variação em relação as taxas de dose acumulada menores que 5%. O sistema de climatização desenvolvido de baixo custo apresentou boa eficiência nas faixas de umidade no intervalo de 40% a 100% e para simulações partindo da temperatura ambiente até 50 °C. O sistema de climatização pode ainda ser utilizado para tratar a umidade dos instrumentos de medição melhorando significativamente sua performance.

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  • IPEN-DOC 26408

    COSTADELLE, EWERTON L. . Modernização de máquina de ensaio de fluência para estudo da liga Ti-6AI-4V / Creep-test machine modernization for Ti-6Al-4V alloy study . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22112019-115423

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um conjunto de modernização para um equipamento de ensaio de fluência da marca The Electronic and Mechanical Engineering Co. Ltd. (EMEC), de propriedade do IPEN. Para tanto, obteve características mecânicas. Além disso, modelou e simulou o comportamento do dispositivo de aplicação de tração. Este estudo também desenvolveu um dispositivo eletrônico de baixo custo baseado na plataforma Arduino para registrar a deformação e controlar a temperatura da amostra em torno de ±2°C. Para validar os resultados, foram realizados ensaios em amostras do mesmo lote. Tanto no equipamentos EMEC quanto em outros dois modelos diferentes, eles eram um Zwick (fabricado em 2015 e pertencente à UPM) e um Mayes (modernizado há cerca de 20 anos e pertencente ao DCTA). No EMEC a taxa de fluência estacionária para a liga Ti6Al4V foi de 2,71 x 10-4 s-1 e tempo total até a ruptura foi de 619 s, no Zwick estes valores foram de 2,85 x 10-4 s-1 e 615 s, respectivamente, e no Mayes, 5,04 x 10-4 s-1 e 321 s.

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  • IPEN-DOC 26407

    MELO, GLEISER R. de . Desenvolvimento de estação de monitoramento para registro de temperatura, umidade e tensão de alimentação de detectores HPGe-Germânio Hiper-Puro / Development of monitoring station to record temperature, humidity and supply voltage of HPGe - Hyper-Pure Germanium detectors . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 81 p. Orientador: Frederico Antonio Genezini. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-05112019-151542

    Abstract: Um sistema baseado em micro controladores e sensores de baixo custo para o monitoramento ambiental dos laboratórios onde os detectores de HPGe são utilizados foi desenvolvido, visando a automatização da tarefa de controle das condições necessárias para garantir a qualidade das medidas, que tem sido realizado há muitos anos de forma manual, nem sempre com a frequência necessária. A proposta deste trabalho foi desenvolver uma estação de monitoramento, juntamente com seu software controlador, baseada em um micro controlador Arduino UNO equipada com quatro sensores termohigrômicos para monitorar diferentes partes do ambiente a qual o detector de Germânio hiper-puro está instalado, um sensor de tensão para monitorar sua tensão de alimentação, além de um termopar para monitorar o interior do dewar. Um software baseado na linguagem C-Sharp, e um banco de dados MySQL dedicado, foi desenvolvido com interface amigável e permitindo exportar os resultados obtidos na forma de relatórios. O sistema foi testado em um detector Canberra modelo GC2018, onde os quatro termohigrômetros foram posicionados em diferentes locais, permitindo monitorar as condições com intervalos determinados de no mínimo um minuto. Para garantir a confiabilidade das medidas os sensores foram calibrados por meio de medidas em ambientes com condições variadas e monitorado por aparelho termohigrômetro com certificado de calibração. Foi verificado que apenas um sensor dentro e outro fora da blindagem são necessários. O termopar se mostrou adequado para monitorar a refrigeração do detector e o sensor de tensão não se mostrou adequado. As medidas de umidade e temperatura foram feitas junto com medidas de resolução dos detectores e não foi possível observar correlação entre os resultados, indicando que o detector é pouco sensível às variações observadas. O sistema pode ser replicado se desejado, com os aprimoramentos sugeridos neste estudo, resultando em uma estação de baixo custo e eficiente, inclusive no próprio LAN para outros equipamentos.

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  • IPEN-DOC 26405

    FERREIRA, THIAGO dos S.. Compósitos Si3N4-TiN para aplicações estruturais / Si3N4-TiN composites for structural applications . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-06112019-110637

    Abstract: O nitreto de silício (Si3N4) é um material utilizado em diversas aplicações estruturais devido à suas ótimas propriedades mecânicas inclusive a altas temperaturas, como elevada dureza e resistência mecânica, além de alta resistência ao choque térmico e ao desgaste. Visando ampliar seu campo de aplicação, busca-se a melhoria da tenacidade à fratura do material e a simplificação de seu processamento. A produção de compósitos cerâmicos contendo o Si3N4 como matriz cerâmica e uma segunda fase como reforço tem sido estudada por gerar o aumento da tenacidade à fratura. No presente trabalho, estudou-se a influência de diferentes percentuais de TiN (até 30% em massa) na matriz de Si3N4, contendo Al2O3 e Y2O3 (5% em massa de cada) como aditivos. Os compósitos cerâmicos foram avaliados quanto ao comportamento de densificação, microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à oxidação. Amostras foram obtidas por prensagem uniaxial e isostática, e sinterizadas com baixa pressão de nitrogênio em duas condições (1750°C/1 hora e 1815°C/1 hora). As composições foram caracterizadas pelo estudo das densidades relativas (geométrica e aparente pelo método de Arquimedes), porosidade e perda de massa. A densidade das composições atingiu valores entre 97,0 e 98,0% da densidade teórica, com porosidade aparente inferiores a 0,5%, comprovando a eficiência dos aditivos de sinterização. O aumento da quantidade de nitreto de titânio no compósito cerâmico ocasionou uma tendência de redução da densidade relativa e de aumento da porosidade aparente. As análises por difração de raios X, MEV e EDS mostraram a presença da fase TiN dispersa na matriz de β-Si3N4, com a presença de fase amorfa intergranular. O método da impressão Vickers foi utilizado para medição da dureza e da tenacidade à fratura. A dureza medida apresentou valores entre 12,5 e 13,2 GPa, condizente com os valores apresentados pelo material monolítico, enquanto a tenacidade à fratura variou entre 6,3 e 9,3 MPa.m1/2, aumentando com a proporção de TiN no compósito cerâmico. A resistência à flexão, obtida pelo ensaio de flexão biaxial do disco apoiado em três esferas, apresentou o mesmo comportamento da tenacidade à fratura, atingindo 397,4 MPa no compósito contendo 30% de TiN e sinterizado a 1750°C, condição na qual os valores de resistência foram superiores. O estudo de oxidação foi avaliado submetendo as amostras a tratamento térmico ao ar a 1400°C por até 64 horas e apresentou valores de ganho de massa por área entre 0,7 e 6,4 mg/cm2, crescente em função do percentual de TiN presente no compósito e do tempo de ensaio. As camadas superficiais das amostras também foram analisadas por difração de raios X, MEV e EDS, identificando a presença do β-Si3N4, da SiO2 (cristobalita α), do TiO2 (rutilo), Y2Ti2O7 e Y2Si2O7 (Keiviite). A presença destas fases após a oxidação indica que ocorreu a liberação de N2 a partir do Si3N4 e do TiN, e a reação do O2 do ambiente com os elementos da fase vítrea presente nos contornos de grãos. Conforme esperado ocorreu a formação de uma camada superficial de TiO2 (rutilo), seguida por uma camada de SiO2 contendo precipitados compostos pelo óxido de titânio-ítrio e pelo silicato de ítrio, formados a partir dos cátions provenientes dos aditivos de sinterização.

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  • IPEN-DOC 26108

    NASCIMENTO, SERGIO F. do . Cerâmicas de nitreto de silício contendo óxidos de silício, estrôncio e alumínio para substituições ósseas / Silicon nitride ceramics with silicon, strontium and aluminum oxides for bone replacements . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-25102019-150942

    Abstract: O nitreto de silício (Si3N4) é uma cerâmica estrutural que possui excelentes propriedades como: resistência à flexão, à fratura, à fluência e ao desgaste. Estas propriedades são devidas ao processamento dos pós cerâmicos e aos aditivos utilizados para a sinterização em fase líquida. As propriedades mecânicas das cerâmicas de nitreto de silício (Si3N4) combinadas com sua capacidade de osteointegração aumentam seu potencial de aplicação como implantes estruturais, tendo em vista sua importância no processo de formação óssea. Neste trabalho, foram investigadas a densificação, a microestrutura, as propriedades mecânicas e comportamento biológico in vitro do nitreto de silício com adições de óxidos de silício, estrôncio e alumínio. As diferentes composições foram preparadas pelo método de sinterização convencional a 1815 °C por 1 hora sob atmosfera de N2. As análises de MEV mostraram que as microestruturas finais das amostras são formadas por grãos de β-Si3N4 dispersos na fase amorfa secundária formada pelos aditivos utilizados para viabilização da sinterização por fase líquida. Os resultados mostraram que as amostras atingiram 97% da densidade teórica e transformação total de α→β-Si3N4, comprovando a eficiência dos aditivos de sinterização. Os resultados de dureza e tenacidade à fratura foram de aproximadamente 10 GPa e 7 MPa.m1/2, respectivamente. As amostras mostraram-se não-citotóxicas e induziram a formação de depósitos de apatita em suas superfícies após 8 dias de imersão em SBF. Os resultados de absorbância em meio de cultura celular comprovaram a capacidade de proliferação de células MG63 das cerâmicas de nitreto de silício. A análise de variância (ANOVA) mostrou que houve diferença na proliferação celular dentro e entre os grupos de amostras, nos períodos de cultura celular, e o teste de Tukey comprovou a diferença na proliferação celular entre os pares e os grupos de amostras. Os resultados comprovaram que a composição mais promissora foi aquela com maior teor de estrôncio, em virtude da maior densificação atingida combinada com os ótimos resultados de propriedades mecânicas, maior capacidade de formação de apatita em testes de reatividade e proliferação celular.

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  • IPEN-DOC 26107

    SCURO, NIKOLAS L. . Simulação numérica de um acidente tipo perda lenta de vazão em um reator nuclear de pesquisa / Numerical simulation of a slow loss of flow accident in a nuclear research reactor . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 123 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-25102019-154117

    Abstract: As simulações numéricas de acidentes em reatores nucleares de pesquisa necessitam de constante aprimoramento, originando metodologias validadas, o que permite aproximar os cálculos numéricos a um comportamento físico. O trabalho proposto consiste em elaborar uma metodologia numérica tridimensional para análise de um acidente tipo perda lenta de vazão, comumente nomeado de SLOFA, do inglês, slow loss of flow accident, para o reator nuclear IEA-R1. Utilizando códigos numéricos para escoamentos tridimensionais (ANSYS CFX®) foi possível observar a dinâmica do escoamento, prever a localização da temperatura máxima do revestimento e o instante da inversão do sentido de escoamento. Sete modelos de turbulência foram analisados individualmente para elaboração da metodologia, porém, inúmeras dificuldades foram observadas no processo de solução para os modelos ZE, EVTE, SSG, k - ε, k - ω, SST e DES. O modelo que atendeu aos requisitos estabelecidos, entre eles, tempo computacional e solução numérica compatível com solução física, foi o modelo de turbulência k - ω. Entre as justificativas para este resultado pode-se citar a ausência da lei logarítmica de parede e simplicidade na solução das equações de transporte para condição analisada. Os resultados apresentaram alinhamento quantitativo e qualitativo com as curvas de temperatura experimentais. Nas condições de regime permanente quanto para o regime transiente, o desvio máximo observado foi de 3,4°C para temperatura. As curvas de temperatura numérica capturam o mesmo comportamento físico observado nos testes experimentais, tanto no instante da inversão do escoamento, quanto no início da perda dos efeitos do empuxo. Portanto, esta metodologia tridimensional representa um avanço frente aos resultados apresentados pelos códigos unidimensionais reportados na literatura (RELAP, MERSAT, CATHARE) para a mesma base de dados experimental, visto que o desvio médio observado nestes códigos é de 7,2°C.

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  • IPEN-DOC 26106

    SOARES, MARCELO T.F. . Síntese e caracterização da fluoroetil melatonina / Synthesis and characterization of fluoroethyl melatonin . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 125 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-18102019-154250

    Abstract: A melatonina é um neurohormônio presente em vários processos biológicos no organismo, apresentando receptores MT1 e / ou MT2, mesmo em células cancerígenas. A melatonina começou a ser receitada a pacientes com câncer desde o final do século XIX na forma de estrato de pineal, porém somente no final do século XX começou a se entender que a melatonina apresenta um efeito de restrição no crescimento descontrolado de alguns tipos de células cancerígenas, sendo que sua ausência completa no organismo está ligado ao crescimento de tumores e tendências de metastização. Essa molécula também interage com medicamentos utilizados na terapia oncológica, apresentando bons resultados e reforçando a terapia empregada. A expressão dos receptores MT1 em células de câncer de mama (ER+) é um fator de prognóstico independente, o que indica um potencial para diagnósticos e tratamento de tumores de mama. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma molécula análoga da melatonina marcada com flúor com o intuito de criar uma nova ferramenta para o diagnóstico de tumores que expressam os receptores MT1/MT2, utilizando a técnica de tomografia por emissão de pósitrons (PET). Para gerar a molécula da fluoroetil melatonina foi empregado uma fluoração indireta, utilizando o grupo prostético fluoroetil, proveniente da molécula fluoroetil tosilato preparada para posterior síntese com a melatonina. A reação utilizou hidreto de sódio como base forte, dimetilformamida (DMF) como solvente, melatonina e o fluoroetil tosilato, sendo o tosilato um bom grupo abandonador. Esta reação de substituição nucleofílica bimolecular (SN2), foi feita em temperatura ambiente com duração de 20 horas. O produto obtido foi purificado e caracterizado usando técnicas de espectrometria de massas e espectroscopia por ressonância magnética nuclear (RMN) de hidrogênio, carbono e flúor confirmando a formação da molécula da fluoroetil melatonina, com um rendimento de 35%. Com a fluoroetil melatonina caracterizada, ela servirá de padrão e ponto partida para síntese da melatonina com flúor -18, o que permitirá que a molécula seja avaliada como um potencial novo traçador de tumores que expressam os receptores MT1/MT2 da melatonina.

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  • IPEN-DOC 26105

    GIMENEZ, MAISE P. . Determinação do glifosato e ácido aminometilfosfônico (AMPA) em solo via HPLC-MS/MS / Determination of glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) in soil by HPLC-MS/MS . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Jose Oscar Willian Vega Bustillos. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17102019-143057

    Abstract: O herbicida glifosato foi introduzido no mercado em 1970 e hoje é amplamente utilizado em todo o mundo. Após a aplicação, esse herbicida pode ser metabolizado pelas plantas ou submetido à água ou ao solo e pode ser degradado por microrganismos presentes no solo. Fatores, como pH, granulometria e matéria orgânica contribuem para sua adsorção no solo. Dependendo do teor de matéria orgânica do solo, este herbicida é degradado em seu principal metabólito, o ácido aminmetilfosfônico (AMPA). Atualmente, devido à complexidade dessa matriz, não existe legislação que regule o Limite Máximo de Resíduos (LMR) de glifosato e AMPA em solo no mundo. Portanto, o objetivo deste projeto é desenvolver e validar um novo método analítico com sensibilidade, seletividade e precisão para quantificar o glifosato e AMPA no solo pela cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas sequencial. Neste projeto, parceria com a EMBRAPA Soja e a EMBRAPA Solo para obtenção das amostras. A preparação da amostra compreende as seguintes etapas: extração, limpeza e derivatização. A reação de derivatização, estado da arte, é o reagente fenilisotiocianato (PITC), alternativo ao 9-fluorenilmetil cloroformato (FMOC-Cl), geralmente utilizado. Esse método alternativo possui vantagens de produtividade, como uma preparação mais simples de amostra. A metodologia relatada neste trabalho é capaz de detectar resíduos de glifosato e AMPA no solo com limites de detecção e quantificação, com 5,56 e 9,47 mg kg-1 para o glifosato, respectivamente; 2,33 e 3,96 mg kg-1 para o AMPA, respectivamente. Para aplicabilidade, foram analisadas sessenta amostras de solo de diferentes regiões do Brasil. Em doze amostras, a presença de AMPA foi identificada e, em uma amostra, o glifosato foi identificado.

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  • IPEN-DOC 26104

    BONFIM, LETICIA . Avaliação do efeito de um inibidor da óxido nítrico sintase (L-NAME) e de um doador de radicais de nitrogênio (NPS) na citotoxicidade, genotoxicidade e potencial clonogênico de culturas celulares de melanoma humano (SK-MEL-37) / Evaluation of the effect of a nitric oxide synthase inhibitor (L-NAME) and nitrogen radical donor (NPS) on the cytotoxicity, genotoxicity and clonogenic potential of human melanoma cell cultures (SK-MEL-37) . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Daniel Perez Vieira. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-24102019-160440

    Abstract: O melanoma é classicamente descrito como um dos tumores que possuem alta radioresistência, tanto em experimentos in vitro quanto em estudos clínicos. O óxido nítrico é uma molécula que exerce diversas funções no organismo e interage com vias que podem alterar o microambiente tumoral, incluindo a radioresistência. O presente estudo tem o objetivo de avaliar o papel do óxido nítrico (ON) como radiomodificador na linhagem celular de melanoma humano, SK-MEL-37, em culturas irradiadas com radiação gama (60Co) em doses entre 0,5 e 16 Gy. As culturas receberam tratamentos prévios com L-NAME (N(ω)-nitro-L-arginina metil éster) um inibidor da óxido nítrico sintase (NOS) ou com nitroprussiato de sódio (NPS), um doador de nitrogênio. O ensaio de frequência de micronúcleos mostrou que a concentração de 500 μM de NPS tornou as células mais sensíveis aos efeitos das radiações ionizantes e manteve o ritmo do ciclo celular sem alterações significativas até a dose 8 Gy. O tratamento realizado com 60 μM de NPS protegeu a cultura celular provavelmente por reduzir a velocidade do ciclo celular, apesar de induzir maior dano genotóxico. A inibição do ON provocada pela concentração de 6,4 μM de L-NAME tornou a cultura celular mais radioresitentes refletindo em uma menor frequência de dano genotóxico. Os dados obtidos mostraram que o aumento ou a redução da concentração de óxido nítrico nas culturas in vitro de SK-MEL-37 podem conferir radioresistência ou sensibilidade por mecanismos distintos.

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  • IPEN-DOC 26103

    AMARAL, KLEICY C. . Expressão, purificação e caracterização físico-química da rhBMP-2 (recombinante humana BMP-2) / Expression, purification and physical-chemical characterization of rhBMP-2 . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Daniel Perez Vieira. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17102019-105240

    Abstract: As proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) são um grupo proteico pertencente à superfamília dos fatores transformadores de crescimento beta (TGF-β). Dentre estas, a BMP-2 humana recombinante (rhBMP-2) tem sido amplamente estudada, devido suas propriedades osteoindutoras. Já existe a comercialização desta proteína produzida por tecnologia de DNA recombinante em células de ovário de hamster chinês (CHO) e para fins de pesquisa, a expressa no citoplasma de bactérias Escherichia coli (E. coli). A rhBMP-2 na sua forma homodimérica possui alta atividade biológica, induzindo a mineralização óssea em ossos endocondrais e a diferenciação de células mesenquimais em osteoblastos e osteoclastos. O objetivo desse trabalho consistiu em obter a rhBMP-2 através da produção em bactérias E. coli, altamente purificada através de técnicas cromatográficas e com atividade biológica. As cepas utilizadas para produção foram a W3110 e a BL21(DE), transformadas com plasmídeos contendo o cDNA da hBMP-2 cultivadas em três temperaturas de expressão: 25 °C, 37 °C e 42 °C. Para purificação dessa proteína foram utilizadas duas técnicas cromatográficas: afinidade a heparina e exclusão molecular por cromatografia líquida de alto desempenho (HPSEC). As coletas destas etapas de purificação levaram a separação de oito produtos que foram caracterizados por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) e Western Blotting (WB). A atividade biológica foi averiguada por produção de fosfatase alcalina em células mioblásticas de camundongo (C2C12). A avaliação dos produtos comerciais também foi feita através dessas técnicas. Os resultados indicaram que dois dos oito produtos purificados, um obtido a partir da produção na cepa BL21(DE) à 25 °C e outro da produção na cepa W3110 à 42 °C, apresentaram relevante grau de pureza e atividade biológica.

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  • IPEN-DOC 26102

    MAZIERO, JOANA da S. . Avaliação da toxicidade de nanopartículas de prata em microcrustáceos aquáticos e em embriões de Danio rerio / Evaluation of the toxicity of silver nanoparticles in aquatic microcrustaceans and Danio rerio embryos . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30092019-152923

    Abstract: Devido aos seus diversos atributos como tamanho, elevada área superficial, formato variado e alto poder bactericida, as nanopartículas de prata (NPAg) vem sendo amplamente utilizadas em diversos setores da indústria: curativos, devido a sua capacidade bactericida; no interior de refrigeradores de alimentos, para retardar a deterioração; em palmilhas antimicrobianas, para evitar odores; em purificadores de ar; em instrumentos cirúrgicos e etc. A utilização abrangente das NPAg tem provocado grande preocupação na área acadêmica, principalmente ecotoxicológica, quanto aos impactos e riscos potenciais que estas podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Baseado nessas considerações, este trabalho teve como objetivo verificar e comparar o nível de toxicidade de duas amostras de NPAg, estabilizadas com goma arábica (GA) e reduzidas com Tri-Alanina (Amostra 1: NPAg com tamanho aproximado de 25 nm e Amostra 2: NPAg com tamanho aproximado de 75 nm), utilizando ensaios in vitro e in vivo. O teste in vitro de citotoxicidade, foi realizado seguindo a norma ISO 10993 - 5 pelo método de incorporação do corante vermelho neutro, em células da linhagem NCTC-L929, para obtenção do IC50 (índice de citotoxicidade, concentração da amostra que induz 50% de lise ou morte celular); os ensaios in vivo de ecotoxicidade aguda, de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 12713, utilizando como organismo teste a Daphnia similis, para obtenção da CE50 (concentração efetiva da amostra que causa imobilidade em 50% dos organismos expostos); e embriotoxicidade aguda de acordo com o protocolo da OECD 236, utilizando como organismo teste o Danio rerio, para obtenção da CL50 (concentração letal da amostra que causa mortalidade em 50% dos organismos expostos). Os resultados obtidos para a Amostra 1: foram IC50 de 2,57 mg L-1, CE50 de 4,40 μg L-1, e CL50 de 177 μg L-1; Amostra 2: IC50 de 2,61 mg L-1, CE50 de 6,55 μg L-1 e CL50 de 673 μg L-1. Estes resultados mostram que os organismos aquáticos são mais sensíveis às NPAg do que as células em cultura, elevando a importância de se realizar mais estudos relacionados às adversidades que essas nanopartículas podem causar. Além disso, mostra-se necessário verificar o descarte das mesmas no meio ambiente, visto que no Brasil ainda não há legislações que quantifiquem os limites permissíveis para esse descarte.

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  • IPEN-DOC 26101

    SILVA, JAQUELINE de S. da . Membranas nanoestruturadas de Nafion obtidas por conformação por moldagem assistida por campo elétrico e magnético / Nafion nanostructured membranes produced by casting assisted by electric and magnetic field . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-25092019-134038

    Abstract: Dentre os materiais aplicados como eletrólito em células a combustível de membrana de troca protônica (PEMFC do inglês Proton Exchange Membrane Fuel Cell), os ionômeros perfluorados, como o Nafion, são os mais promissores por possuírem alta condutividade protônica e estabilidade química. A estrutura do Nafion é composta pelo empacotamento eletrostático de agregados poliméricos cilíndricos que possuem maior condutividade protônica ao longo de seu comprimento. Destarte, o alinhamento dos agregados poliméricos do Nafion pode permitir o aumento da condutividade ao longo da espessura do filme, visando o aumento do desempenho da PEMFC. A proposta deste trabalho de mestrado é investigar os mecanismos de polarização do Nafion e aplicar os conhecimentos obtidos para confecção de filmes nanoestruturados por meio da aplicação do campo elétrico e magnético. Para isso, membranas de Nafion com diferentes concentrações de íons foram preparadas por substituição nucleofílica para estudar o mecanismo de polarização e, a partir dos resultados obtidos, membranas de Nafion foram nanoestruturadas por conformação por evaporação em molde (casting) assistido por campo elétrico e magnético. A caracterização da microestrutura e das propriedades elétricas das membranas poliméricas fabricadas foi realizada por meio da espectroscopia vibracional no infravermelho (FTIR), espalhamento de raios X em baixo ângulo (SAXS), espectroscopia de impedância elétrica (EIS) e microscopia de força atômica (AFM). Os resultados obtidos no estudo das membranas com diferentes valores de peso equivalente mostraram que os domínios iônicos do Nafion possuem alta polarizabilidade, a qual permitiu a nanoestruturação de tais domínios pela aplicação de campo elétrico e magnético de baixa intensidade. Os filmes de Nafion conformados pelo método de casting assistido por campo elétrico e magnético revelaram uma estrutura lamelar para o empacotamento dos domínios iônicos. Testes iniciais de células a combustível usando os eletrólitos fabricados por meio da aplicação do campo magnético indicaram um aumento pronunciado do desempenho.

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  • IPEN-DOC 26100

    CAMPOS, DANIELA . Recusas e demoras no transporte de materiais radioativos / Denials and delays on radioactive material shipment . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 134 p. Orientador: Gian Maria Agostino Angelo Sordi. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-17102019-102224

    Abstract: O material radioativo é classificado pela Organização das Nações Unidas (ONU) como produto perigoso e enquadra-se na classe 7. Seu transporte é necessário para diversas atividades na indústria, agricultura, saúde etc. Recusas e demoras durante o transporte são caracterizadas pelo evento em que a carga, mesmo possuindo as condições ideais para o transporte, teve problemas. Podemos citar como exemplo a rejeição do material por autoridades fiscais quando a carga está totalmente regular ou por exigência de procedimentos de proteção que não estão presentes em norma. Os acontecimentos geram prejuízos financeiros e de imagem social a empresas prestadoras de serviço especializado, hospitais, usuários do material, empresas de geração de energia elétrica e outros. Este trabalho realizou o levantamento dos motivos causadores das recusas e demoras no país por meio de revisão da literatura, entrevistas e questionários, descreveu as soluções obtidas em alguns casos e propôs ações para resolução dos casos em aberto. O medo da radiação ionizante durante o transporte foi mensurado através análises estatísticas de um questionário aplicado a dois grupos de estudo (Grupo 1 e Grupo 2), compostos por indivíduos envolvidos no transporte de materiais radioativos e de outros produtos perigosos. Testes de análise fatorial exploratória, confiabilidade de escala, consistência interna por alfa de Cronbach e correlação foram aplicados para validação dos dados, que são demonstrados por histogramas e estudo de quartis. Dentre os motivos causadores de recusas e demoras encontrados, estão a dificuldade de adaptação às normas vigentes, excessividade e contradição das normatizações, o treinamento específico insuficiente, a indisponibilidade de transportadoras e o medo da radiação ionizante. O estudo realizado para confirmação do medo da radiação durante o transporte foi positivo, indicando a presença do medo durante o processo logístico, como descrito em alguns documentos nacionais e internacionais. Por ser um problema multifatorial, a resolução das recusas e demoras depende de ações como a harmonização das normatizações, mudança na grade curricular de cursos de formação específica, melhora na divulgação de informação e levantamento das ocorrências de recusa e demora e alterações específicas nas normas que facilitem o processo de transporte sem, no entanto, reduzir sua segurança. A insuficiência de recursos financeiros e humanos e a diversidade de órgãos regulatórios envolvidos nesta questão dificultam sua resolução. Porém, o país conta com a experiência adquirida nos últimos 9 anos pelo Comitê Brasileiro sobre Recusas e Demoras no Transporte de Materiais Nucleares e Outros Materiais Radioativos, que fornece um grande potencial de redução dos problemas em médio prazo e viabilidade de sua extinção a longo prazo, que dependem basicamente do levantamento de recursos humanos e financeiros para esta finalidade.

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  • IPEN-DOC 26099

    NAVILLE, WILLIAM . Efeito da deformação plástica uniaxial na resistência à corrosão-fadiga do aço inoxidável ISO 5832-1 / Effect of uniaxial plastic deformation on corrosion-fatigue resistance of stainless steel ISO 5832-1 . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-18102019-093623

    Abstract: Processos de deformação plástica modificam o comportamento à fadiga dos aços inoxidáveis. A combinação desse efeito com um meio corrosivo pode afetar o comportamento frente à corrosão-fadiga do material. Isso ocorre por meio de interações entre o meio e a superfície do material deformado, particularmente com as bandas de escorregamento, inclusões e defeitos superficiais que, simultaneamente com o carregamento cíclico, levam à quebra do filme passivo. É esperado que diferentes sentidos de deformação plástica uniaxial apresentem diferentes efeitos no comportamento à corrosão-fadiga, uma vez que a extensão das interações superficiais é diferente em cada caso. Nesse estudo, o efeito da deformação plástica uniaxial em dois sentidos, de tração e de compressão, na resistência à corrosão-fadiga do aço inoxidável ISO 5832-1, material usado em implantes ortopédicos de fixação interna, do tipo placa óssea, foi investigado. Corpos de prova foram submetidos a deformação plástica em compressão ou em tração e, depois, a um condicionamento prévio seguido do ensaio de corrosão-fadiga. Os testes de corrosão-fadiga foram realizados com circulação de dois meios corrosivos. O primeiro meio consistiu em uma solução PBS com 0,9 % em massa de NaCl em água deionizada (pH neutro). O segundo meio de solução com 0,9% de NaCl, 1% H2O2 e 1% Albumina (pH 3), todas as porcentagens em massa. Os dois meios foram utilizados na temperatura de 37 ± 1°C. Amostras como recebidas (sem deformação uniaxial) no estado solubilizado também foram ensaiadas para comparação com as amostras deformadas. Os ensaios com a solução PBS não produziram corrosão por pite e a deformação plástica, seja em tração ou compressão, aumentou a resistência à corrosão-fadiga, comparadas ao material isento de deformação plástica. Todavia, na solução com cloreto de sódio, H2O2 e albumina (pH 3), houve redução da resistência à corrosão-fadiga em todas as condições de teste, comparando-se ao uso da solução PBS. Esse efeito foi mais pronunciado para os corpos de prova previamente deformados plasticamente por tração em comparação aos deformados por compressão. A exposição a esta solução promoveu pites de corrosão no carregamento cíclico que atuaram como concentradores de tensão e, consequentemente, aceleraram a falha por corrosão-fadiga.

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  • IPEN-DOC 26098

    REIS, REGIS . Desenvolvimento de um programa computacional para análise do desempenho sob irradiação de placas combustíveis monolíticas de urânio-molibdênio em reatores de potência / Development of a computer code for performance analysis of monolithic uranium-molybdenum fuel plates under irradiation in power reactors . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - São Paulo. 139 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-25102019-165805

    Abstract: O objetivo deste trabalho é desenvolver um programa computacional para a análise do desempenho de placas de combustível monolíticas de urânio-molibdênio quando submetidas a condições operacionais de regime permanente em reatores refrigerados a água leve pressurizada. Como resultado deste esforço, foi desenvolvido o programa computacional PADPLAC-UMo, o qual realiza análise térmica e mecânica em placas de combustível monolíticas de urânio-molibdênio levando em consideração os fenômenos físicos, químicos e os efeitos da irradiação aos quais essas placas de combustível se encontram submetidas em condições operacionais de regime permanente. O programa PADPLAC-UMo foi desenvolvido de acordo com a técnica de programação estruturada e utilizando a linguagem de programação FORTRAN 2003. A verificação dos resultados obtidos pelo programa foi realizada por meio da comparação dos resultados fornecidos pelo código com dados obtidos por meio da literatura, que se mostraram extremamente escassos. Devido a este fato, a verificação do código foi complementada por meio de cálculos analíticos e de dados fornecidos por simulações computacionais executadas com o programa de elementos finitos ANSYS. A verificação dos resultados fornecidos pelo código mostrou que os modelos implementados até o presente momento fornecem resultados compatíveis com os dados obtidos por meio de cálculos analíticos e por simulações computacionais com o do programa ANSYS.

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  • IPEN-DOC 26097

    DOMINGUES, LUCAS G. . As emissões de carbono provenientes da queima de biomassa e os fatores que a influenciam na Amazônia / Carbon emissions from biomass burning and its drivers in the Amazon . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 164 p. Orientador: Afonso Rodrigues de Aquino. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-27092019-113058

    Abstract: A grande quantidade de Carbono estocado nas árvores e solo da Floresta Amazônica está sob pressão pela mudança do uso da terra e de florestas, bem como, pelas alterações climáticas. Atrai muito a atenção de climatologistas ao redor do mundo justamente pelo potencial de rápida emissão deste Carbono estocado à atmosfera por meio da queima de biomassa. Vários esforços para monitorar as trocas de gases de efeito estufa entre a Floresta Amazônica e a atmosfera se encontram em andamento, incluindo amostragens regulares de perfil vertical (0-4,5 km) em quatro locais, formando um grande quadrante de foram a abranger toda a Bacia Amazônica. Os locais são representados por Santarém no estado do Pará (SAN - 2°S, 54°W), operante desde dezembro de 2000 até a atualidade; Tefé/Tabatinga (TEF/TAB - 3°, 65°W), ao norte do estado do amazonas, operante desde Janeiro de 2010; Rio Branco (RBA - 9S, 67°W), no estado do Acre, operante desde janeiro de 2010; Alta Floresta (ALF - 9°S, 56°W), divisa do norte de Mato Grosso com o sul do Pará, operante desde janeiro de 2010. Essas amostragens em perfil podem ser utilizadas para calcular fluxos de emissão da floresta tropical para a atmosfera em grande escala, incluindo as emissões provenientes da queima de biomassa. Para tal, considera-se o aumento ou esgotamento em relação à proporção de mistura de ar que entra na bacia Amazônica a partir do Atlântico, fornecendo um importante diagnóstico de estado, mudanças e sensibilidades das florestas. Uma possibilidade para estimar as concentrações de entrada no continente ('background') é como uma média ponderada das concentrações medidas nas estações globais de Barbados e Ascencion no Atlântico, e estimar os pesos utilizando o SF6 medido localmente como traçador das massa de ar. No entanto, este método é muito sensível a imprecisões das medições de SF6 e assume que não há fontes deste na Bacia Amazônica, o que não mais é verdade. Por isso, apresenta-se aqui um método alternativo utilizando trajetórias retrocedentes das massas de ar denominado AMBaM. Também são apresentadas novas metodologias para o cálculo de variáveis climatológicas na Bacia e para a determinação das Áreas de Influências que representam os locais de amostragens. As descobertas aqui apresentadas, juntamente com o fluxo anual de monóxido de carbono e das emissões provenientes da queima de biomassa, sugerem que as principais causas destas são o aumento da temperatura média na Amazônia, o número de focos de queimada e a disponibilidade de água no solo, fazendo com que as emissões provenientes da queima de biomassa na Amazônia tenham contribuído no período de 2010 a 2016, com cerca de um terço das emissões de mudança do uso da terra e de florestas no globo, adicionando na atmosfera 0,38 ± 0,14 PgC. São também apresentados estudos das razões CO:CO2, indicando um valore médio de 67 ± 24 ppb/ppm, valor este, próximo ao encontrado no passado em Savanas.

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  • IPEN-DOC 26096

    CARVALHO, DIEGO V. de S. . Desenvolvimento e análise de um sistema multicanal e multifontes para tomografia de processos industriais em tempo real / Development and analysis of a multichannel and multi-source system for real-time industrial process tomography . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-17102019-103539

    Abstract: O uso da tomografia computadorizada despertou o interesse das indústrias pela possibilidade em utilizar as informações tomográficas de um produto, de processo ou de equipamento, para auxiliar no controle da qualidade de produtos e também para aperfeiçoar o processo produtivo. Porém, quando se trata de tomografia industrial, ao contrário da já amplamente utilizada tomografia médica, nem sempre as condições para a realização da aquisição tomográfica são favoráveis, pois os objetos industriais podem ter diferentes dimensões, composição química e densidades. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo desenho para o sistema de tomografia computadorizada industrial, Industrial Process Tomography (tomógrafo), para análises de sistemas multifásicos. Nesta proposta, foram utilizados 70 conjuntos de cristais detectores de NaI(Tl) fotomultiplicadoras, ligados a 5 módulos com 12 detectores. A configuração desenvolvida permitiu a obtenção de um halo de 360° ao redor do objeto a ser tomografado, além da análise em tempo real do processo industrial. O sistema de porta-fontes, desenvolvido para este projeto, permite acomodar dois isótopos radioativos, que com a eletrônica do tipo multicanal, também desenvolvida durante este projeto, possibilitou realizar a seleção de várias faixas espectrais, ao mesmo tempo, em cada detector. O porta-fontes ainda conta com sistema de abertura e de fechamento à distância, para segurança do operador. O tomógrafo, desenvolvido para este trabalho, atendeu às expectativas. Seu desenho possibilita o transporte para as plantas de trabalho, pois este tomógrafo é modular, e apresentou também os picos característicos referentes aos espectros radioativos utilizados, além de apresentar um tempo de aquisição de espectros rápido, o que possibilita a realização de tomografias em tempo real.

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  • IPEN-DOC 25979

    REIS, GUILHERME de L. . Dosimetria de 222Rn no ar do balneário municipal de Águas de Lindóia e do balneário Thermas Antônio Carlos / Dosimetry 222Rn in the air of the municipal spa of Águas de Lindóia and of spa Thermas Antônio Carlos . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 63 p. Orientador: Bárbara Paci Mazzilli. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-20092019-112337

    Abstract: O ser humano está constantemente exposto a diversas fontes de radiação. Dentre elas, destacam-se as fontes naturais, que atingem a população mundial a uma taxa relativamente constante durante um longo período de tempo. Estima-se que a dose anual média recebida pela população devido às fontes naturais seja de 2,4 mSv a-1. Alguns balneários e spas encontrados pelo mundo são de grande importância quando se consideram os aspectos de proteção radiológica, pois concentram concentrações significativas de radionuclídeos, como por exemplo, o gás 222Rn. Embasado nisto, foi realizada a dosimetria de Rn222 no ar para trabalhadores e indivíduos do público em dois balneários brasileiros, o balneário municipal de Águas de Lindóia no estado de São Paulo e o balneário Thermas Antônio Carlos, na cidade de Poços de Caldas, estado de Minas Gerais. Utilizou-se o método de detecção passiva, com o uso de detectores sólidos de traços do tipo CR-39® (Columbia Resin) inseridos em câmaras de difusão do tipo NRBP® (National Radiological Protection Board). As concentrações de Rn222 no ar variaram de 27 ± 4 Bq m-3 a 16451 ± 298 Bq m-3 para o balneário municipal de Águas de Lindóia e de 35 ± 3 Bq m-3 a 156 ± 4 Bq m-3 para o balneário Thermas Antônio Carlos. Foram considerados três cenários de exposição para a avaliação de dose nos dois balneários. O primeiro cenário corresponde à exposição dos trabalhadores que aplicam os banhos termais nos usuários, o segundo cenário corresponde à exposição dos trabalhadores que realizam manutenções nas fontes termais e o terceiro cenário abrange os frequentadores assíduos dos banhos termais. Os valores de dose efetiva encontrados no balneário municipal de Águas de Lindóia e no balneário Thermas Antônio Carlos, respectivamente, considerando o 1° cenário variam de 0,10 a 0,34 mSv a-1 e 0,17 a 0,33 mSv a-1. Os valores encontrados, considerando o 2° cenário variam de 0,24 a 9,9 mSv a-1 para o balneário municipal de Águas de Lindóia e de 0,03 a 0,09 mSv a-1 para o balneário Thermas Antônio Carlos. Considerando o 3° cenário, os valores de dose encontrados variam de 0,01 a 0,02 mSv a-1 para ambos balneários.

    Palavras-Chave: radon 222; natural radioactivity; water reservoirs; air pollution; radiation dose units; radiation detectors; ionization chambers; biological dosemeters; coal; radiation monitoring; dosimetry; brazil

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  • IPEN-DOC 25978

    TAPPIZ, BRUNO . Determinação de contaminantes inorgânicos em pescados consumidos em São Paulo como contribuição à garantia da segurança alimentar / Determination of inorganic contaminants in fish consumed at São Paulo city as a contribution for assuring food safety . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 105 p. Orientador: Edson Gonçalves Moreira. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-13092019-140016

    Abstract: O consumo do pescado é importante para a saúde humana pelo fato desse alimento ser fonte de proteína de alta qualidade, vitaminas, nutrientes essenciais e dois ácidos poli-insaturados ômega-3. Entretanto, o pescado também pode apresentar risco à saúde humana se estiver contaminado por substâncias tóxicas. Visando avaliar o teor de elementos essenciais e tóxicos, foram utilizado as técnicas de Análise por Ativação Neutrônica e Espectrometria de Absorção Atômica na determinação dos elementos As, Br, Cd, Cl, Co, Cr, Cs, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Pb, Rb, Sb, Se e Zn nos tecidos comestíveis (filés) de seis pescados dentre os mais consumidos na cidade de São Paulo: corvina - Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823); pescada - Cynoscion leiarchus (Cuvier, 1830); robalo - Centropomus undecimalis (Bloch, 1792); sardinha - Sardinella brasiliensis (Steindachner, 1879); anchova - Pomatomus saltatrix (Linnaeus, 1766) e tainha - Mugil liza (Valenciennes, 1836). Para validar os métodos analíticos utilizados em relação à exatidão, foram utilizados o índice z e o valor de HorRat em materiais de referência certificados analisados sob as mesmas condições das amostras. Os elementos Br, K e Na foram determinados por duas modalidades de irradiação e o teste-t de Student foi utilizado para verificar se havia ou não diferença significativa entre as técnicas. Na determinação dos elementos essenciais e potencialmente tóxicos, foi possível a construção de banco de dados para os elementos Br, Cl, Co, Cs, Fe, K, Mg, Mn, Na, Rb, Se e Zn para potenciais futuras discussões. Para avaliar se havia ou não risco à segurança alimentar, foram comparado os teores de As, Cd, Hg e Pb com a legislação vigente no Brasil e com valores internacionais. Em relação à segurança alimentar, para os contaminantes Cd e Pb foram obtidos teores abaixo de todos os limites técnicos usados neste trabalho. Para As, a maior parte deve estar na forma orgânica, portanto, a determinação de Hg se mostrou determinante. De forma geral, não haveria perigo no consumo da sardinha, pescada, tainha, corvina e robalo, enquanto que para a anchova foi inconclusivo.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; fishes; contamination; inorganic compounds; pollutants; body burden; safety culture; absorption spectroscopy; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 25977

    SILVA, ERIC A. da. Esterilização de mosto para a produção de etanol / Must sterilization for ethanol production . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 65 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-11092019-153848

    Abstract: A produção brasileira de etanol na safra 2018/19 foi de aproximadamente 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol, realiza-se a extração do caldo de cana-de-açúcar, do qual se prepara o mosto que não é esterilizado. Os contaminantes presentes afetam negativamente a eficiência e produtividade, por isso, ao utilizar o mosto esterilizado é possível diminuir perdas do processo. Dentre os vários métodos que podem ser utilizados para a esterilização do mosto, destaca-se o feixe elétrons, porque permite tratar grande volume de mosto em pouco tempo, por esses motivos, os objetivos do trabalho foram: a) verificar os efeitos do tratamento com feixe de elétrons sobre mosto derivado da cana-de-açúcar; b) avaliar o potencial de esterilização e os efeitos físico-químico sobre açucares; c) avaliar o rendimento e a produtividade da fermentação alcoólica. Na primeira etapa do experimento, o mostro foi contaminado (107 UFC.mL-1), posteriormente foi submetido à diferentes tratamentos radioativos de 0, 10, 20, 40 e 80 kGy (respectivamente T0, T1, T2, T3 e T4). Após os tratamentos foram feitas as análises por contagem total de microrganismo e bactérias totais e caracterizado pelos teores de carboidratos, glicerol, 5-HMF, furfural, fenólicos totais e flavonoides totais. Na segunda etapa foram utilizados os mostos sujeitos aos seguintes tratamentos da primeira etapa T0, T1, T2 e T3. A fermentação alcoólica utilizou a levedura da espécie Saccharomyces cerevisiae, que foi monitorada através da análise do desprendimento de CO2. Também foram avaliados teores de carboidratos, glicerol, alcoólico, rendimento, produção, viabilidade celular e contaminação bacteriana e total. Após a primeira etapa foram observadores que os tratamentos apresentaram um redução das atividades dos microrganismos. Na análise de fenólicos totais houve um aumento, provavelmente pela degradação dos fenólicos complexos em mais simples, e, para as demais análises todos os tratamentos demonstraram resultados semelhantes entre si. Na etapa da fermentação, os resultados das análises demonstraram que ART foram consumidos 99,5%. O teor de manitol apresentou um aumento, justificado por ser um indicador de contaminação. O rendimento mostrou aumento de até 5% em relação T0 e T3 ou T4 e 4% entre T0 e T1. As análises de teor glicerol, e viabilidade celular não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos. Conclui-se que, é possível utilizar a aplicação dos feixes de elétrons para esterilizar o mosto, visando a produção de etanol, na dose de 80 kGy, ocorreu a esterilização do mosto e não há necessidade de se utilizar agentes antimicrobianos para o controle de contaminantes na fermentação alcoólica. O tratamento do mosto com feixe de elétrons não promoveu a inversão de açúcar. Foi observado um aumento do rendimento fermentativo para os mostos tratados com feixe de elétrons.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; sterilization; wine; stillage; sugar industry; ethanol plants; biomass conversion plants; cobalt 60; electron beams; ionizing radiations

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  • IPEN-DOC 25976

    ALMEIDA, HELEINE C. de . Geocronologia e caracterização elementar (U, 226Ra, 210Pb, Mn, Mo, Ni e Zn) de perfis sedimentares do Planalto de Poços de Caldas - MG / Geochronology and elemental characterization (U, 226Ra, 210Pb, Mn, Mo, Ni and Zn) of sediment profiles of Poços de Caldas Plateau - MG . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Bárbara Paci Mazzilli. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-10092019-145435

    Abstract: O Planalto de Poços de Caldas, localizado a sudoeste de Minas Gerais, é exemplo da maior intrusão alcalina ocorrida no Brasil, formada por processos de vulcanismo e intemperismo, ocorridos há cerca de 60-80 milhões de anos. Estes processos foram responsáveis pela formação de mineralizações de zircônio e molibdênio e diversas anomalias radioativas. Mais recentemente, a presença na região de várias fontes antrópicas, dentre elas o beneficiamento de urânio da Indústrias Nucleares Brasileiras Caldas, contribuíram para a inserção de vários elementos nos corpos d'água da bacia do Ribeirão das Antas. O objetivo principal deste estudo foi fazer uso de perfis sedimentares e taxas de sedimentação para reconstituir historicamente a inserção de radionuclídeos e possíveis contaminantes na represa Bortolan e Poço Fundo ao longo dos anos. Nesses perfis foram determinados os teores dos radionuclídeos naturais U, 226Ra e 210Pb e dos elementos Mn, Mo, Ni, Zn e P por meio das técnicas de espectrometria gama, espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP- AES) e espectrofotometria. A taxa de sedimentação e a idade dos perfis foram avaliadas utilizando-se o modelo Constant Rate of Supply. Verificou-se que a utilização do modelo Constant Rate of Supply para a determinação das idades dos perfis forneceu resultados satisfatórios e da mesma ordem da grandeza das idades reais das represas Bortolan e Poço Fundo, 60 anos e 67 anos, respectivamente. Os valores obtidos para a taxa de sedimentação foram maiores para a represa Bortolan, devido ao assoreamento da represa, à urbanização e ocupação extensiva do solo para fins agrícolas e industriais. Analisando os resultados obtidos para a concentração dos elementos U, 226Ra, 210Pb, Mn, Mo, Ni, P e Zn, pode-se afirmar que os elementos que apresentaram contribuições antrópicas na represa Bortolan são o Mn, P e Zn. As maiores concentrações obtidas foram encontradas nas secções superficiais, indicando que o maior aporte ocorreu mais recentemente, a partir do ano de 1997. Os resultados obtidos para U e Ni não variaram ao longo dos perfis e são da mesma ordem de grandeza de dados da literatura para a mesma represa, indicando que esses valores podem ser considerados como níveis basais da região. Em particular, os resultados de concentração de U para a represa Bortolan foram elevados, visto que a região do planalto de Poços de Caldas é caracterizada por ser uma anomalia radioativa. O Mo não apresentou variação significativa ao longo dos perfis da represa Bortolan e sua concentração média também é da mesma ordem de grandeza do valor médio mundial para solo. Portanto, para esse elemento não foi verificado um aporte antrópico. Para os resultados de concentração dos elementos analisados no perfil da represa de Poço Fundo, pode-se afirmar que todos são próximos das concentrações médias mundiais e inferiores aos resultados obtidos na represa Bortolan.

    Palavras-Chave: age estimation; natural radioactivity; isotope dating; uranium ores; radium 226; lead 210; zirconium hydrides; molybdenum; nickel; zinc alloys; sediments; geologic deposits; ; brazil

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  • IPEN-DOC 25975

    KNOB, DANIEL . Evaluation of impurities in the Brazilian solar grade silicon and LeTID investigations in p-type multi-Si / Avaliação das impurezas do silício metálico grau solar brasileiro e investigações sobre LeTID no multi-Si do tipo-p . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 136 p. Orientador: Humberto Gracher Riella. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-19092019-141733

    Abstract: The cost reductions and the environmental benefits aligned with global concerns about climate change have made solar photovoltaic technology the most installed source of energy in the power sector worldwide. Brazil has the largest know reserves of silicon in the world. Therefore, there is a huge potential for developing a national technology for purifying and manufacturing silicon wafers within an increasingly competitive and efficient photovoltaic industry. The IPEN initiative of investigating the production of metallic silicon and metallurgical route purification required a characterization of samples in different stages of production from quartz to wafer and understanding the characterization methods for silicon wafers taking into account the main defect mechanisms such as light-induced degradation. Metalic silicon is produced in IPEN via magnesiothermal reduction through acid leaching to form a metallurgical grade silicon with relatively low impurities. One more acid leaching step resulted in a specific ultra-metallurgical grade silicon. The same acid leaching was processed in a commercially available Brazilian-made metallurgical grade silicon produced via carbothermal reduction. All samples impurities was measured by ICP-OES. The result is a material with ultra-metallurgical grade silicon content with excess of B and P. While wafer characterization was studied, an extensive investigation was taken on LeTID, which causes remain unknown, at Institute for Energy Technology, Norway. Neighboring high performance mc-Si p-type wafers were tested in different firing process conditions. The effects was investigated in terms of defects activation and a corresponding lifetime degradation and recovery at illuminated annealing. A sample with almost fully suppressed LeTID is shown. A new method have been proposed to separate Boron Oxygen-Light Induced Degradation effects of LeTID, enabling to measure even where it was thought to be fully suppressed. New models for LeTID defect formation and suppression are proposed. Both silicon purification and light-induced degradation characterization in mc-Si studies shows a wide range of research on new production routes that may require tailored processes of crystallization and solar cell manufacturing such as gettering and firing.

    Palavras-Chave: organic silicon compounds; silicon compounds; organic solar cells; photovoltaic cells; solar reflectors; solar architecture; solar heating systems; lighting loads; impurities; microanalysis; thermal degradation; environmental degradation; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25974

    SANTANA, LUCIANA V. de . Preparo e caracterização de um candidato a material de referência de siliceto de urânio - U3Si2 / Preparation and characterization of a candidate for uranium silicide reference material - U3Si2 . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 136 p. Orientador: Maria Aparecida Faustino Pires. Coorientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-06092019-150232

    Abstract: De acordo com a Norma CNEN-NN-2.02,1999, as instalações nucleares brasileiras devem usar sistemas de medição que permitem a determinação de seus inventários de materiais nucleares e também avaliar e verificar a qualidade de seus sistemas de medição por meio da participação dos laboratórios envolvidos em programas de intercomparação, além do uso de materiais de referência e materiais de referências certificado. Neste contexto, este estudo relata os esforços para assegurar o preparo e caracterização do primeiro material de referência para matriz de siliceto de urânio que visa garantir a qualidade do combustível nuclear produzido no Brasil. Foram investigados os teores de urânio, silício e impurezas em 8 amostras analisadas em triplicata para o estudo de homogeneidade e 12 amostras para o estudo de estabilidade. Foi utilizada a análise de variância para fornecer informações sobre a variabilidade em massa e o grau de não homogeneidade. A caracterização do material se deu por meio de um estudo comparativo entre 3 laboratórios independentes. A caracterização do material nuclear foi realizada aplicando a titulação potenciométrica por "Davies & Gray/NBL" para a determinação das concentrações de urânio, e a determinação gravimétrica para as concentrações de silício, métodos recomendados pela Agencia Internacional de Energia Atômica. O teor de impurezas foi determinado por espectrometria de emissão com fonte de plasma induzido (ICPOES), após separação previa da matriz. Comparativamente, foi aplicada a técnica de fluorescência de raios X com energia dispersiva (WDXRF). Foram considerados como valores certificados aqueles cujos resultados de concentração foram obtidos com incertezas expandidas relativas inferiores a 20 %. Esse limite foi escolhido como o adequado para o uso pretendido para o material de referência e para a determinação dos elementos na matriz nas condições desse estudo.

    Palavras-Chave: metrology; calibration standards; homogeneous mixtures; silicon; uranium silicides; modified in-situ processes; chemical analysis; emission spectroscopy; optical properties; deterministic estimation; uncertainty principle; data covariances; standardization

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  • IPEN-DOC 25967

    SEVILHANO, THAIS C. dos A. . Expressão e caracterização do hormônio folículo estimulante (FSH) de pirarucu (Arapaima gigas) / Expression and characterization of follicle stimulating hormone (FSH) of pirarucu (Arapaima gigas) . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 57 p. Orientador: Cibele Nunes Peroni. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-18092019-085010

    Abstract: O Arapaima gigas, conhecido popularmente no Brasil como pirarucu, pertence ao grupo mais primitivo dos teleósteos, sendo um dos maiores peixes de água doce da América do Sul. Desde os anos 40 informações divergentes têm sido dadas em relação ao seu tamanho e peso máximo, porém todas concordam com o fato de que se trata de uma espécie de grande porte, com exemplares pesando de 125 a 200 quilos e um comprimento de 2 a 3 metros. Sua carne é desprovida de espinhas e apresenta baixo teor de gordura. Os níveis de rendimento da carcaça são elevados e o crescimento juvenil da espécie é consideravelmente rápido. Por isso, o pirarucu, apresenta um atraente valor de mercado e grande importância para o comércio de pescado amazônico. A pesca predatória tem reduzido significativamente a população dessa espécie nas regiões amazônicas ao longo dos anos. Sendo assim, desde os anos 2000, o pirarucu foi incluído na lista de animais sobre explorados ou em perigo de extinção do IBAMA. A ausência de um empreendimento de aquicultura capaz de produzir o pirarucu a preços competitivos, de forma previsível e em larga escala deve-se principalmente ao fato de que essa espécie, de um modo geral, apresenta dificuldades no processo reprodutivo em cativeiro, apresentando uma ovulação, espermiação e/ou maturação final gonadal insatisfatória. O hormônio folículo estimulante (FSH) é um hormônio gonadotrófico que exerce um papel importante na maturação folicular inicial das gônodas. Assim como os mamíferos, os peixes também apresentam hormônios gonadotróficos (GTHs) heterodiméricos, onde a subunidade α é comum entre os hormônios pertencentes a essa família e a subunidade β determina a atividade hormonal específica. As subunidades α e β do hormônio folículo estimulante de Arapaima gigas (ag-FSH) foram previamente isoladas pelo nosso grupo de pesquisa ao longo dos anos e possibilitaram um estudo de modelagem tridimensional baseada nas sequências de aminoácidos obtidas. Paralelamente, foi realizada a expressão do ag-FSH recombinante com níveis de rendimento satisfatórios (28 mg/L) através da expressão em células de embrião de rim humano (HEK 293), purificando-o e caracterizando-o a partir de técnicas cromatográficas padronizadas pelo nosso grupo de pesquisa.

    Palavras-Chave: fishes; fsh; gonadotropins; glycoproteins; polypeptides; hormones; pituitary gland; dna sequencers; dna repair; thermal utilization; high-performance liquid chromatography; computerized simulation

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  • IPEN-DOC 25960

    MILAGRE, MARIANA X. . Investigação da resistência à corrosão e caracterização microestrutural da liga de alumínio 2098-T351 soldada por fricção e mistura (FSW) / Investigation of the corrosion resistance and microstructural characterization of 2098-T351 aluminum alloy welded by friction stir welding (FSW) . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 234 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30072019-144029

    Abstract: Neste trabalho os efeitos da soldagem por fricção e mistura na resistência à corrosão da liga 2098-T351 foram avaliados e correlacionados com sua microestrutura. Neste sentido, técnicas eletroquímicas convencionais e locais (EIS, curvas de polarização, SVET, SECM e LEIS) em conjunto com técnicas de caracterização microestrutural (XPS, SEM, TEM, DSC, microdureza, perfilometria ótica) foram utilizadas. Devido a pouca informação encontrada na literatura sobre este material, uma caracterização prévia da liga na condição como recebida pelo fabricante foi realizada. Com isso, observou-se a existência da influência da preparação da amostra na resistência à corrosão da liga. Amostras na condição como recebida apresentaram maior resistência à corrosão do que as amostras polidas. Em seguida, a liga 2098-T351 foi caracterizada e sua resistência à corrosão comparada com a da liga convencional 2024-T3, amplamente usada na indústria aeroespacial. Os resultados mostraram diferentes mecanismos de propagação da corrosão para as duas ligas. Em termos de resistência à corrosão, a liga 2098-T351 apresentou potencial para substituir a liga 2024-T3 em termos de resistência a penetração do ataque localizado. Por fim, a reatividade das diferentes zonas de soldagem foi correlacionada com as respectivas características microestruturais. Os resultados mostraram que a região da junta soldada, que compreende a região da zona misturada e zona termomecânicamente afetada, foi mais resistente à corrosão do que a zona termicamente afetada e o metal base. A alta densidade da fase T1 (Al2CuLi) nestas ultimas regiões, comparadas à junta soldada foi considerada responsável por esse comportamento.

    Palavras-Chave: friction welding; aluminium alloys; corrosion resistant alloys; stress corrosion; microstructure; materials handling; photoelectrochemical cells; electrochemistry; optical microscopy; scanning electron microscopy; x-ray diffraction; photon emission scanning

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  • IPEN-DOC 25959

    SOARES, EDSON P. . Efeito das substituições de elementos de liga na decrepitação por hidrogênio e tratamentos térmicos nas características físico-químicas das ligas de Ni-MH / Effect of replacement of alloying elements in decreptation by hydrogen and annealing treataments on physical-chemistry characteristcs Ni-MH alloys . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 174 p. Orientador: Hidetoshi Takiishi. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07082019-110056

    Abstract: Neste trabalho, avaliou-se o efeito da substituição parcial do Ni pelos elementos Co, Cu e Sn, e do La e Mg pelo Pr em ligas do tipo AB5 para as ligas nominais La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Cu0,5Ni3,8, La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 e La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Sn0,5Ni3,8, La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8, Pr0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 sem e com tratamento térmico de 750° e 850°C por 9 e 16 horas. Estas ligas absorvedoras de hidrogênio foram utilizadas como material ativo em eletrodos negativos de baterias de Ni-HM. Avaliou-se a influência destas substituições e do tratamento térmico na microestrutura e nas propriedades eletroquímicas nas ligas. A substituição parcial do Ni pelo Co com o tratamento térmico de 750°C por 16 horas apresentou duas novas fases Al6Mn e PrCo13. Na substituição parcial do Ni pelo Sn formou a fase LaNi2Sn2 na liga. Utilizou-se caracterização de raios-X com refinamento de Rietveld para quantificar as fases em cada composição. Mediu-se a absorção de hidrogênio utilizando um Aparato Sieverts para obtenção das curvas PCT. Observou-se que as ligas La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 e La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 apresentaram as melhores capacidades de absorção de hidrogênio. Verificou-se o comportamento destas ligas na capacidade de descarga, estabilidade cíclica das baterias de Ni-HM. Comparando as ligas, a maior capacidade de descarga medida foi para a substituição parcial do Ni pelo Co, alcançando 406,1 mAh após o tratamento térmico de 850° C por 16 horas. A melhor capacidade de absorção obtida na analise de PCT, foi para a liga La0,7Pr0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 com valor de H/M de 0,980. Também, foi avaliada uma correlação das propriedades eletroquímicas com a capacidade de absorção obtida na analise da curva PCT.

    Palavras-Chave: nickel base alloys; nickel hydrides; hydrogen compounds; electric batteries; electrochemical cells; annealing; surface treatments; physical chemistry; pile replacement techniques; noise pollution

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  • IPEN-DOC 25958

    ANTUNES, PAULA C.G. . Estudos dosimétricos dos efeitos da heterogeneidade dos tecidos em braquiterapia utilizando o método Monte Carlo / Dosimetric studies of the effects of tissue heterogeneity on brachytherapy using the Monte Carlo method . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 139 p. Orientador: Hélio Yoriyaz. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30082019-143005

    Abstract: Os procedimentos braquiterápicos atuais seguem as diretrizes apresentadas no protocolo da AAPM TG - 43, introduzido em 1995, que define a metodologia de cálculo de dose ao redor de fontes encapsuladas. Este protocolo, dentre outras considerações, adota a água como meio dosimétrico padrão e desconsidera a composição dos tecidos, densidades e dimensões do paciente nas estimativas de dose absorvida. Com o objetivo de realizar os cálculos de dose em condições mais próximas à realidade, a AAPM publicou em 2012 o TG-186, que introduz os algoritmos de cálculos de dose baseados em modelos na braquiterapia (MBDCA- model-based dose calculation algorithm). Estes algoritmos são capazes de considerar as complexidades descritas acima, além de permitirem estimativas de dose diretamente nos tecidos biológicos. Apesar deste advento, ainda há controvérsia sobre a melhor forma de se reportar a dose absorvida, com pontos favoráveis tanto para estimativas de dose na água, quanto nos tecidos. Esta tese se insere dentro deste contexto, buscando a correlação entre todo o conhecimento previamente adquirido baseado em água com os modernos algoritmos de cálculo de dose. A relação entre a dose na água e no meio é realizada através da teoria da cavidade, que assume que a fluência dos fótons na água e no meio é idêntica. Parte dos objetivos do presente trabalho foi avaliar a fluência energética de fótons em diferentes meios irradiados com fontes braquiterápicas de energias baixas (<50,0 keV), propondo uma forma eficiente de correlacionar a dose na água e no meio em situações nas quais a fluência dos fótons é relevante. Avaliou-se a dose absorvida na água e em diferentes tecidos humanos, para quantificar fatores de conversão entre as estimativas de dose, simulados por Monte Carlo. Para validar tais fatores foi proposta uma metodologia experimental com o uso de um objeto simulador, desenvolvido especificamente para a realização deste trabalho e com capacidade de medir os efeitos da heterogeneidade do meio utilizando doses absorvidas em dosímetros termoluminescentes. As correções baseadas na fluência energética obtidas neste estudo, quando necessárias, são capazes de correlacionar a dose absorvida no tecido e na água com uma precisão melhor do que 0,5 % nos casos mais críticos (ex. osso). Os fatores de conversão calculados mostraram que a dose absorvida na água subestima a dose absorvida no osso em até 80 %, mas superestima a dose no tecido adiposo em aproximadamente 75 %, ressaltando a necessidade de se considerar a composição e a densidade do meio nas estimativas de dose. Os resultados experimentais permitiram validar os fatores de conversão de dose simulados com diferenças máximas de 8,5 %, entre os valores experimentais e simulados. Todos os resultados obtidos comprovaram que a estimativa da dose absorvida em procedimentos braquiterápicos com baixas energias diferem significativamente quando realizadas na água e nos tecidos biológicos, evidenciando a necessidade do uso de algoritmos que considerem a heterogeneidade do meio. Tais resultados também enfatizaram a necessidade de se considerar com precisão a composição do corpo, uma vez que variações nas composições médias dos tecidos podem afetar as estimativas dosimétricas e aumentar as incertezas dos resultados.

    Palavras-Chave: internal irradiation; brachytherapy; monte carlo method; calculation methods; algorithms; animal tissues; dose equivalentes; radioluminescence; luminescence; radiothermoluminescence; dosemeters; biological radiation effects; heterogeneous effects

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  • IPEN-DOC 25957

    CARVALHO, PATRICIA R. . Cerâmicas arqueológicas e arqueometria : Fase Bacabal: um estudo sobre a ocupação no sudoeste da Amazônia / Pottery and archaeometry. Bacabal phase: a study about the occupation in the southwest Amazonia . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 153 p. Orientador: Casimiro Jaime Alfredo Sepúlveda Munita. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-27082019-153147

    Abstract: Este trabalho é um estudo interdisciplinar cujo interesse está centrado especificamente nas caracterizações químicas, mineralógicas e físicas de 84 amostras de fragmentos cerâmicos do Sítio Monte Castelo, visando obter informações que permitam melhor conhecer a ocupação humana para o alto rio Guaporé, no âmbito das investigações em curso, sobre a produção da variabilidade cultural no sudoeste amazônico. O estudo arqueométrico se apoiou em quatro técnicas analíticas: a análise por ativação com nêutrons (AAN) para determinação da composição química elementar; a difração de raios X (DRX) para determinação da estrutura mineralógica; a ressonância paramagnética eletrônica (RPE) para determinação da temperatura de queima e a datação por termoluminescência (TL) para verificação e confirmação da contemporaneidade do sítio, com base na comparação com cronologia de referência na literatura. Os estudos de proveniência realizados por AAN foram interpretados por métodos estatísticos multivariados, que possibilitaram a definição de três grupos químicos de cerâmicas, para os quais observaram variações nas datações por TL de alguns fragmentos cerâmicos. Os resultados de datação por TL mostraram que o sambaqui foi ocupado pela cultura produtora da fase cerâmica Bacabal, a cerca de 3000 A.P., estendendo-se até 1500 A.P. A caracterização mineralógica permitiu constatar que os minerais caulinita, ilita e smectita são esperados nos sedimentos da região, além de indicar uma faixa de 500-900°C para a temperatura de queima das cerâmicas analisadas. Que pela análise de RPE foi confirmada, onde foi possível observar que as cerâmicas foram queimadas utilizando-se, provavelmente, fogueiras a céu aberto ou buracos no chão onde a temperatura não excedeu 600 ± 50 °C.

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; x-ray diffraction; electron spin resonance; thermoluminescence; ceramography; ceramics; physical chemistry; mineralogy; cultural objects; age estimation; archaeological sites; archaeological specimens; historical aspects; human factors; brazil

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  • IPEN-DOC 25956

    KAISER, THIAGO J.S. . Desenvolvimento de um software livre, plataforma web, para a calibração da eficiência absoluta de detectores do tipo HPGe / Development of a web free software for the absolute efficiency calibration for HPGe type detectors . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Renato Semmler. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-11092019-141402

    Abstract: A técnica de análise por ativação com nêutrons instrumental tem sido amplamente utilizada pelo Laboratório de Ativação Neutrônica (LAN) do IPEN, com emprego do método comparativo, utilizando-se como fonte de nêutrons o reator de pesquisa do tipo piscina IEA-R1, do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Neste método uma amostra é irradiada, simultaneamente, com um padrão do elemento a ser determinado. Para contornar a dificuldade de uma análise multielementar, por ser necessário preparar vários padrões, foi desenvolvido o método k0 de ativação neutrônica. No método k0 a concentração dos elementos de interesse da amostra é calculada em relação a um elemento comparador, geralmente o ouro. Todavia, esse método requer, com precisão, a eficiência de detecção no intervalo de energia de interesse e na geometria do arranjo experimental. Para contornar o tratamento manual dos dados em planilhas eletrônicas, passíveis de incidência de erros, foi desenvolvido, então, um software web, com acesso de qualquer dispositivo com Internet, livre, para calibração da eficiência absoluta de detectores do tipo HPGe. Utilizou-se a linguagem de programação Python, livre, de baixa curva de aprendizagem e padronizada no projeto eScience, a qual o referido software faz parte, e o framework web Django. No sistema é possível realizar todos os cadastros das informações utilizadas no cálculo da eficiência. Além de calcular a eficiência, o sistema plota o gráfico com os pontos da eficiência, linha de regressão, com possibilidade de ajustes, e barra de erro representando as incertezas. Como parte integrante do projeto e-science, o software emite relatórios referentes aos dados dos espectros e da eficiência, permitindo seu compartilhamento.

    Palavras-Chave: semiconductor detectors; high-purity ge detectors; ge semiconductor detectors; compton effect; efficiency; spectra; calibration; calculation methods; programming languages; computer codes; neutron activation analyzers

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  • IPEN-DOC 25965

    MAIA, TIAGO C. dos S. . Liberação e permeação dérmica "in vitro" de hidrogel de cafeína em comparação ao uso de papaína como promotora de permeação / In vitro dermal release and permeation of caffeine hydrogel in comparison to the use of papain as a permeation promoter . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 57 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-04072019-081830

    Abstract: Muitas estratégias são indicadas a fim de suplantar a baixa permeabilidade de fármacos através da epiderme, umas delas, a de incluir promotores de penetração em formulações farmacêuticas e/ou cosméticas, formulados em sistemas terapêuticos transdérmicos (TTS). Estas substâncias são passíveis de modificar os domínios proteicos da epiderme e removerem provisoriamente a resistência da barreira do estrato córneo, permitindo o acesso dos fármacos aos tecidos viáveis através da circulação sistêmica. A natureza do veículo tópico é conhecida por desempenhar um papel importante na promoção da absorção dentro e através da pele. Os veículos tópicos convencionais, como pomadas, cremes ou géis, exercem predominantemente seus efeitos ao liberar o medicamento na superfície, e as moléculas dos fármacos, então, se difundem através de suas camadas. Os hidrogéis foram obtidos a partir de material polimérico reticulado por processo de radiação ionizante. A cafeína foi escolhida como substância modelo de permeação dérmica, por ser hidrofílica. Entretanto, para que a molécula penetre na barreira cutânea, deve ser associada a promotores de absorção cutânea. A papaína tem sido aplicada na pele íntegra como agente promotor de penetração e absorção cutânea. As enzimas interferem na absorção percutânea de fármacos por duas formas: como um potencializador de penetração e retardador de absorção. Neste trabalho, foram sintetizadas membranas de hidrogéis com poli (N-2- vinil - pirolidona) (PVP), poli (etilenoglicol) (PEG), poli (etilenoglicol diacrilato) (PEG-DA), cafeína e gel de papaína formado de polímero sintético pré-neutralizado para estudo da cinética de permeação cutânea, utilizando ecdise de cobra (Boa Constrictor) como membrana modelo de permeação. As membranas de hidrogel preparadas, foram caracterizadas por análise de termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), intumescimento, fração gel, microscopia eletrônica de varredura (MEV), e realizados ensaios de permeação dérmica em células de Franz e tomografia de coerência óptica (OCT). O teste de permeação "in vitro" desses hidrogéis na ecdise foram satisfatórios, comprovando a eficácia da papaína como promotora de permeação dérmica e contribuindo, assim, para futuros trabalhos que possam explorar ainda mais essa área de entrega de fármacos.

    Palavras-Chave: hydrogels; caffeine; organic compounds; papain; impregnation; membranes; promoters; release limits; skin; animal tissues; in vitro; gravimetry; liquid column chromatography; calorimetry; temperature measurement; wiedemann-franz law; scanning electron microscopy; tomography; scattering; image processing

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  • IPEN-DOC 25955

    PEREIRA, KAROLINE de P. . Avaliação de HPAs nas águas subterrâneas e superficiais da área de instalação do Reator Multipropósito Brasileiro - RMB / Evaluation of PAHs in the groundwater and surface waters of the Brazilian's Multipurpose Reactor installation area . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 178 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-10092019-154356

    Abstract: As atividades a serem realizadas na área do empreendimento RMB (Reator Multipropósito Brasileiro), cujas instalações e infraestrutura agregadas serão localizadas no estado de São Paulo, no município de Iperó, podem envolver a liberação de efluentes para o meio ambiente, seja de forma controlada ou não, do mesmo modo que qualquer outra instalação. Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) estudados neste trabalho apresentam comportamento ubíquo, são considerados compostos químicos com alta toxicidade, persistência no meio ambiente, potencial bioacumulativo e forte tendência de se biomagnificar. O objetivo desse trabalho foi determinar 14 dos 16 HPAs majoritários, classificados pela USEPA, nas amostras de águas superficiais e subterrâneas da área de instalação do RMB e seu entorno. Foram avaliados quatro períodos distintos utilizando uma metodologia já desenvolvida e validada por Brito (2009). Foi verificado o cenário atual em relação às concentrações dos HPAs nas águas da região que será construído o empreendimento, RMB, fornecendo uma visão geral do grau de contaminação ou não dos corpos hídricos, o que contribuirá com um banco de dados para pesquisas futuras. Paralelamente, foi validado e aplicado um método analítico já existente para avaliação de HPAs nos sólidos suspensos da coluna d'água das amostras coletadas. A avaliação preliminar da área estudada demonstrou que o local do projeto RMB é preservado, mas alguns corpos d'água ao redor da área, como o rio Sorocaba, apresentam concentrações significativas de HPAs, provavelmente em razão das atividades antropogênicas no entorno, indicando que a área precisa de uma maior atenção. Utilizando a técnica analítica de HPLC com detecção UV/vis, foram quantificados compostos como Acenaftileno Fluoreno e Fenantreno acima do valor legislado nas amostras de água. Foram observadas baixas concentrações de praticamente todos os compostos estudados no material em suspensão e alguns compostos como Fluoreno, Acenafteno, Acenaftileno e Benzo[b]fluoranteno, em concentrações mais altas, é necessário um programa de monitoramento constante, para que a partir dos dados obtidos, possa-se tomar decisões concisas de controle.

    Palavras-Chave: polycyclic aromatic hydrocarbons; groundwater recharge; surface waters; sample preparation; high-performance liquid chromatography; nuclear facilities; rmb reactor; comparative evaluations; environmental protection

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  • IPEN-DOC 25954

    SILVA, EVELIN C.da . Análise do perfil de expressão proteica da linhagem celular humana de adenocarcinoma renal, 786-O, submetida à radiação ionizante / Protein expression profile analysis of renal carcinoma cell, 786-0, submitted to ionizing irradiation . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 52 p. Orientador: Maria Helena Bellini Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-10092019-115524

    Abstract: O carcinoma de células renais (CCR) representa 3% das neoplasias humanas e aproximadamente 90% das neoplasias renais e entre os tumores urológicos. O CCR é bastante resistente à radioterapia convencional. Entretanto, com o aparecimento de novas técnicas/equipamentos é possivel a aplicação de doses com precisão presevando-se os tecidos adjacentes. Para a verificação da expressão proteica em diferentes tecidos e fluidos corporais, foi utilizado o estudo proteômico sob diferentes condições e / ou tempos. A espectrometria de massa permite a identificação e quantificação de milhares de proteínas e peptídeos em fluidos biológicos ou células lisadas, sendo assim uma ferramenta poderosa para identificação de potenciais biomarcadores de doenças. A finalidade deste trabalho foi analisar o perfil proteico das células de adenocarcinoma renal (786-0) após a radiação com doses que variaram de 2 a 10 Gy. Os dados foram tratados com o programa One-way ANOVA seguida do de Bonferroni. Pelo ensaio de clonogenicidade definiou-se a dose de 8 Gy como a ideal estudos. A extração das proteínas citoplasmáticas foi realizada com o kit de extração do proteoma subcelular PE e a quantificação das proteínas feita pelo método de Lowry. A integridade das proteínas foi analisada por SDS-PAGE e a solução proteica foi verificada em LTQ Orbitrap. Os resultados gerados foram analisados pelo servidor MASCOT para a busca de peptídeos. A análise por espectrometria de massa foi possível identificar 44 proteínas nas amostras não irradiadas - e 87 das amostras irradiadas. Nas amostras não irradiadas a distribuição dos grupos funcionais foi de síntese proteica 46,66%; Metabolismo energético 16,66%; Migração e proliferação 16,66%; Antioxidantes 3,33%. No grupo irradiado síntese proteica 35,89%; Metabolismo energético 20,51%; Migração e proliferação 20,51%; Antioxidantes 5,12%; Chaperonas moleculares 5,12% e Endopeptidases 5,12%. Em seguida, analisou-se o espetro de as sequências com escores acima de 40. Nas amostras irradiadas encontrou-se: ENO1 (47 kDa); A VIM (53 kDa)/ HEL113; PSMA1; TRAJ56; hCG; Cofilina-1 (19 kDa); HIST1H4H; PKM2; ANXA1; HSPB1/ HSP27. Deste grupo, entendemos que a subunidade alfa do proteassoma - tipo 1 (PSMA1), que possui uma atividade molecular de endopeptidase, seja um alvo interessante para estudos posteriores.

    Palavras-Chave: carcinomas; neoplasms; kidneys; urogenital system diseases; gene recombination proteins; animal cells; cell cultures; ionizing radiations; mass spectroscopy; radiation dose units; biological radiation effects

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  • IPEN-DOC 25953

    TOGNI, EDSON . Análise de mesotextura pelas técnicas de difração de raios-x e difração de elétrons retroespalhados em laminados da liga de alumínio AA3104 H19 utilizados para a fabricação de latas de bebidas / Texture analysis by the techniques of x-ray diffraction and electron backscatter diffraction in aluminum alloys AA3104 H19 used for the manufacture of beverage cans . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Nelson Batista de Lima. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-13082019-140345

    Abstract: O crescimento significativo da capacidade instalada de produção de laminados de alumínio no País deve-se ao crescente consumo de latas para bebidas, um sinal de confiança dos consumidores e de sucesso sem precedentes em termos de solução para o mercado de embalagens. A lata de alumínio pode ser reciclada infinitas vezes. Por isso, consagrou também sua unanimidade, devido ao enorme benefício da reciclagem, que reduz o consumo de energia para a produção do alumínio, preserva o meio ambiente, movimenta a economia, gerando empregos e fonte de renda na coleta, e promove a educação dos cidadãos para o desenvolvimento sustentado. O foco deste trabalho é o estudo da alteração da textura de uma liga de alumínio 3104-H19 nas várias etapas do processo de estampagem das latas de alumínio para bebidas através da análise dos resultados de mesotextura obtidos pelos método MEV( Microscópio eletrônico de Varredura)- EBSD (Electron Backscatter Diffraction), bem como a compreensão dos mecanismos da formação da textura e sua influência na conformação das latas de alumínio. A composição química da liga de alumínio foi avaliada através de espectroscopia de dispersão de energia (EDS-MEV) e espectrometria de emissão ótica. Analisou-se sua microestrutura através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Realizou-se o ensaio de textura cristalográfica pelo método (SEM- EBSD) nas etapas de estampagem do corpo da lata e em ângulos de zero, 45 e 90 graus em relação a direção de laminação. Avaliou-se o resultado da textura cristalográfica através de Figuras de Polo. A análise microestrutural do laminado revelou dois tipos de compostos intermetálicos com morfologia distinta, Al6(Fe,Mn) e Al12(Fe,Mn)3Si, espalhados não homogeneamente, junto a dispersoides bem distribuídos na matriz de alumínio. Observou-se que na chapa laminada a textura a zero 45 e 90 graus são diferentes e à medida que os estágios de conformação do corpo da lata vão avançando as texturas a 45 e 90 graus vão se modificando e ficando semelhantes a da textura a zero grau (direção de laminação). A textura típica de deformação para ligas de alumínio, latão {110}<112> e cobre {112}<111>, junto a textura Goss {110}<001>, estavam balanceadas pela textura cubo {001}<100>, típica de recristalização.

    Palavras-Chave: scattering; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; optical microscopy; aluminium alloys; texture; crystal structure; backscattering; anisotropy; materials testing; beverage industry

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  • IPEN-DOC 25952

    LEITE, DOUGLAS dos S. . Avaliação da utilização de casca cerâmica produzida com lama cerâmica primária e secundária de pó de telha reciclado no processo de microfusão / Evaluation of the use of ceramic shell produced with primary and secondary ceramic slurry from recycled powder tile in the investment casting process . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 63 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-26082019-141914

    Abstract: O processo de fundição por cera perdida representa, há muitos anos, o principal processo de produção gerador de peças de alta complexidade para atender os mais variados segmentos industriais tais como o automotivo, geração de energia, médico e bélico. A característica principal deste processo é a de obter cascas cerâmicas por meio de banhos de lama cerâmica ancorados por material refratário granulado aplicados sobre a superfície de modelos em cera com o formato da peça final. Estudou-se neste trabalho as propriedades do pó de telhas e também das cascas cerâmicas produzidas com lamas utilizando o próprio pó de telhas como material refratário tanto na lama primária quanto na lama secundária. O pó de telhas apresentou alta dispersão granulométrica #20-#325 mesh e em sua composição foram identificados compostos refratários importantes como a sílica e a alumina. Os ensaios realizados nas cascas cerâmicas confeccionadas com lamas de pó de telhas apresentaram resultados de módulo de ruptura à verde e calcinado (1000 °C) de respectivamente 1,02 MPa e 4,95 MPa e de permeabilidade a quente (1000 °C) 4,2 L/min. Os ensaios nas cascas cerâmicas utilizadas na indústria apresentaram resultados de módulo de ruptura a verde e calcinado respectivamente de 2,48 MPa e 5,7 MPa e permeabilidade de 3,8 L/min. As cascas cerâmicas confeccionadas com pó de telhas apresentaram módulo de ruptura inferior as cascas industriais, porém, com resultado de permeabilidade superior. As cascas cerâmicas com lamas de pó de telhas apresentaram bom comportamento durante o vazamento dos metais líquidos alumínio 356, bronze e ferro fundido cinzento, não foi observado quebras no molde e nem reação com o metal. As peças fundidas com as cascas cerâmicas produzidas com lamas de pó de telhas atenderam as tolerâncias dimensionais exigidas pela norma ABNT NBR 15990.

    Palavras-Chave: shells; ceramics; waxes; x-ray diffraction; fluorescence spectroscopy; grain size; particle size; microstructure; casting molds; slurries; powders; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25951

    LEME, DANIEL de R. . Síntese e caracterização de pós vitrocerâmicos no sistema CaO-MgO-SiO2 utilizando sol-gel combinado a coprecipitação / Synthesis and characterization of glass-ceramic powders in the system CaO-MgO-SiO2 using sol-gel combined with coprecipitation . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Chieko Yamagata. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-12082019-163141

    Abstract: Materiais biocerâmicos são constituídos por elementos encontrados normalmente no organismo e por esse motivo são empregados na área médica, principalmente para a fabricação de implantes dentários e aplicação ortopédica. A partir do tipo de ligação realizada com o organismo, o biocerâmico é classificado em inerte, reabsorvível e bioativo, sendo esse último dividido em vidro bioativo, hidroxiapatita e vitrocerâmico. O material vitrocerâmico exibe propriedades únicas devido a sua microestrutura específica, variedade de composições e propriedades mecânicas adequadas. Entre as possíveis composições, o sistema CaO-MgO-SiO2 exibe bioatividade devido a concentração de cálcio e silício que podem estimular os genes responsáveis pela proliferação de osteoblastos. A presença de magnésio eleva as propriedades mecânicas e a osteointegração devido a interações na superfície da cerâmica com os osteoblastos, possibilitando a formação de hidroxiapatita (HA) e consequentemente ligações diretas com o tecido vivo. Para este trabalho foram realizadas sínteses empregando sol-gel combinado com coprecipitação e sol-gel convencional, para comparação dos produtos obtidos. Os pós cerâmicos sintetizados foram caracterizados por DRX, MEV, BET e as cerâmicas foram testadas para determinação de bioatividade e citotoxicidade in vitro. A formação de HA na superfície das cerâmicas confirmou a bioatividade e observou-se que as amostras não são citotóxicas. Portanto, pôde-se concluir que a partir das metodologias aplicadas foi possível sintetizar pós cerâmicos que exibiram propriedades semelhantes, com potencial aplicação na área médica.

    Palavras-Chave: glass; calcium oxides; magnesium oxides; silicon oxides; sol-gel process; precipitation; ceramics; biological materials; synthesis; powder metallurgy

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  • IPEN-DOC 25950

    ALBANO, ANDRESSA M.S. . Aplicação da radiação gama em ervilha (Pisum sativum L.) in natura para inibir a brotação e aumentar a vida útil de prateleira / Application of gamma radiation in pea (Pisum sativum L.) in natura to inhibit sprouting and increase shelf life . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 66 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22082019-143243

    Abstract: A irradiação de alimentos frescos pós-colheita tem como interesses principais: inibir a brotação, aumentar a vida útil de prateleira, reduzir ou retardar os danos causados por insetos e doenças, atuando como fungicidas ou inseticidas. Atualmente, há uma grande expansão no interesse por alimentos minimamente processados e a manipulação para preparação destes produtos em estado fresco, incluindo muitos processos (descascamento, limpeza, entre outros) que podem alterar as características essenciais para proteger a saúde pública, ou seja, para que o produto não cause danos à saúde do consumidor. Em razão deste fato, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da radiação gama em ervilhas em grão (Pisum sativum L.) in natura, a fim de inibir a brotação e aumentar a vida de prateleira. As ervilhas foram divididas em quatro grupos (n=4 amostras/ grupo), de acordo com a intensidade da radiação: 0 (controle), 150, 300 e 450 Gy. Utilizou-se um irradiador de pesquisa 60Co e após irradiação as ervilhas foram armazenadas a uma temperatura 8 °C e seu aspecto visual, de amadurecimento (sólidos solúveis totais, acidez total titulável e razão entre eles), perda de massa fresca, coloração, textura, pH, umidade e cinzas foram avaliados durante os períodos de 1, 7, 14 e 21 dias após a irradiação. A avaliação do aspecto visual mostrou que a irradiação não alterou significativamente a vida de prateleira dos grãos, e que a dose de 300 Gy aumentou significativamente a germinação das ervilhas. As análises de: aspecto visual, perda de massa fresca, coloração e pH, sofreram interferência devido o processo natural de maturação dos grãos e não pela radiação ionizante. Observou-se que, as doses de radiação gama não influenciaram no teor de cinzas, umidade e textura durante o armazenamento e que a dose de 450 Gy foi insuficiente para inibir a brotação das ervilhas. Assim, com base nos resultados encontrados neste trabalho, conclui-se que doses de radiação gama até 450 Gy não foram suficientes para melhorar a vida útil de prateleira e/ou inibir o brotamento de ervilhas. Portanto, recomenda-se que futuros trabalhos sejam realizados com doses de radiação gama maiores que 450 Gy.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; pears; vegetables; natural attenuation; sprouting; control; gamma radiation

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  • IPEN-DOC 25949

    POLO, IVON O.. Caracterização e estabelecimento de um sistema padrão primário e de um sistema de transferência ou método alternativo/complementar de radiação beta / Characterization and establishment of a primary standard system and a transfer system or alternative/complementary method for beta radiation . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 189 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-08082019-092707

    Abstract: O problema da dosimetria beta está ligado a indivíduos que manipulam fontes radioativas a pequenas distâncias ou em contato. O objetivo principal da dosimetria beta é a determinação da dose na pele e no cristalino do olho. A câmara de extrapolação Böhm foi caracterizada em feixes de radiação beta das fontes de 85Kr e 147Pm e ela foi estabelecida como sistema de padronização primária. Foram determinadas as taxas de dose absorvida no ar e no tecido à profundidade nula e de 0,07 mm das fontes de 85Kr e 147Pm e os seus fatores de transmissão. Além disso, foi caracterizado e estabelecido um sistema de transferência ou método alternativo/complementar de dosimetria beta. Foram aplicadas as técnicas de termoluminescência e de luminescência opticamente estimulada, para a caracterização de detectores de SOL-GEL α-Al2O3 em campos padrões de radiação beta, e foram determinados os parâmetros cinéticos do processo termoluminiscente. O material estudado mostrou-se adequado para a dosimetria beta. Foi estabelecido um modelo computacional pelo método Monte Carlo para a câmara de extrapolação e para as fontes de radiação; foram determinadas as taxas de dose absorvida, os fatores de correção de Bremsstrahlung, os fatores de correção pelo retroespalhamento do eletrodo coletor e do anel de guarda da câmara de extrapolação e os fatores de dependência angular. Para o sistema de transferência de dosimetria beta, foram determinados os fatores de correção pela atenuação no ar e o espalhamento da radiação no suporte de irradiação dos detectores pelo método Monte Carlo. Todas os testes de caracterização, assim como o modelo de Monte Carlo, foram também realizados e implementados com a fonte de 90Sr/90Y por ser a fonte de referência da radiação beta e para fins comparativos.

    Palavras-Chave: beta dosimetry; beta detection; beta decay; extrapolation chambers; ionization chambers; radiation doses; biological effects; skin; eyes; bohm criterion; krypton 85; promethium 147; luminescence; radiothermoluminescence; metal alkoxides; sol-gel process; aluminium oxides; strontium 90; yttrium 90; monte carlo method; calculation methods

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  • IPEN-DOC 25966

    SILVA, JULIO B.R.da. Fabricação e caracterização de detector de Barreira de superfície a partir de substrato de silício comercial / Fabrication and characterization of surface barrier detector from commercial silicon substrate . 2016. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Fábio Eduardo da Costa. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-27062016-144119

    Abstract: Neste trabalho foram desenvolvidos detectores de radiação Barreira de superfície de silício que fossem capazes de detectar a presença da radiação gama de baixa energia proveniente de sementes de iodo-125 utilizada em tratamentos de braquiterapia. A partir de substratos comerciais de silício foram desenvolvidos os detectores, de uma sequência que partiu de tratamentos químicos nas superfícies destes substratos com a intenção de minimizar os possíveis ruídos gerados, validação das amostras obtidas como diodos, assegurando características detectoras, e a efetiva utilização como detector para fontes radioativas de iodo-125 com energia em torno de 25 kev e amerício-251 com energia na ordem de 59 kev. Finalizou realizando a análise dos espectros de energia obtidos e assim foi possível observar a capacidade destes detectores para mensuração da energia proveniente destas sementes.

    Palavras-Chave: radiation detectors; gamma detection; gamma radiation; construction; radiotherapy; brachytherapy; internal irradiation; surface barrier detectors; semiconductor devices; silicon iodides; iodine 125; americium iodides; dosimetry; radiation doses; dose equivalents; comparative evaluations; safety standards

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  • IPEN-DOC 25964

    BENITEZ JARA, FERNANDO G.. Estudo das microestruturas e características elétricas de supercapacitadores com eletrodos de carbono ativado e grafeno produzido via HDDR e eletrólito biocompatível para aplicações energéticas / Study of electrical and microstructural characteristics of supercapacitors with activated carbon electrodes and graphene electrodes produced by HDDR and biocompatible electrolyte for energy applications . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 113 p. Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-14032019-161108

    Abstract: Neste trabalho foi proposto investigar as características de capacitores eletroquímicos de dupla camada elétrica (supercapacitores) utilizando como matéria prima um eletrólito biocompatível como rota viável de baixo custo econômico para obtenção de dispositivos eletrônicos para armazenamento de energia. O objetivo principal foi estudar a influência dos vários parâmetros de processamento nas características elétricas de supercapacitores à base de eletrólito neutro, utilizando, na preparação dos eletrodos oxido de grafeno reduzido via HDDR 400°C e o carbono ativado, também com baixa toxidade e impacto ambiental. O primeiro tópico consistiu na preparação de eletrólitos com diferentes concentrações para avaliar este parâmetro na curva de autodescarga dos supercapacitores. Alternativamente realizou-se a caracterização dos eletrodos preparados com oxido de grafeno reduzido via HDDR 400°C e carbono ativado por ensaios de voltametria cíclica em um analisador eletrônico computadorizado de supercapacitores, que resultou na determinação da capacitância específica do material precursor e das resistências internas. Foram utilizadas técnicas adicionais para caracterização dos materiais precursores e processados, tais como: microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS), difração de raios-X (DRX)

    Palavras-Chave: electrochemical energy conversion; beam dynamics; capacitive energy storage equipment; salinity; electrolytes; electric discharges; electrodes; electrochemistry; impedance; spectroscopy; carbon; graphene; microstructure; physical properties; chemical properties; biological indicators; compatibility; interchangeability; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 25963

    HOLLAND, HELBER . Síntese e caracterização de nanopartículas de magnetita e aplicação na obtenção do 99Mo de fissão / Systhesis and characterization of magnetite nanoparticles and its application in fission 99Mo obtaining . 2014. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 140 p. Orientador: Mitiko Yamaura. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22072019-084020

    Abstract: Um dos radionuclídeos que se destaca mundialmente é o molibdênio-99. O 99Mo é o gerador do radioisótopo mais amplamente usado para a preparação de radiofármacos para fins de diagnóstico em medicina nuclear, o tecnécio-99m. Neste estudo, as nanopartículas de magnetita foram sintetizadas por precipitação de íons Fe2+ em meio alcalino e tratadas por irradiação de microondas e foram aplicadas na separação do 99Mo por adsorção. O material foi caracterizado por FTIR, MEV, DRX, DSC, TGA e EDS. Os estudos de adsorção foram realizados utilizando a técnica em batelada e em colunas de leito fixo. Verificou-se a influência das espécies de Al e os radioisótopos Te, I e Ru na adsorção de 99Mo. Os efeitos do pH, tempo de contato, temperatura, concentração e dose do adsorvente foram investigados. Modelos de isotermas de adsorção Langmuir e Freundlich foram usados para obter informações sobre o processo de adsorção e os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartículas foram estudados para avaliar a cinética de adsorção. Soluções de dessorventes para a recuperação do 99Mo foram investigadas. A nova via de síntese de nanomagnetita proposta mostrou-se simples e rápida, fazendo uso de um único reagente. As nanopartículas de magnetita apresentaram forma esférica de aproximadamente de 20 nm e polidispersão heterogênea. As caracterizações por DRX, DSC e TGA confirmaram a predominância da fase magnetita nas amostras. A adsorção de 99Mo nas nanopartículas de magnetita foi próxima de 100% no intervalo de pH entre 1 e 11, durante 30 min de tempo de contato e 15 mg de dose do adsorvente. O modelo de isoterma de adsorção de Langmuir apresentou melhor acordo para a remoção 99Mo pelas nanopartículas de magnetita, e a cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem. A caracterização por EDS indicou ausência de contaminação. A recuperação do 99Mo da nanomagnetita com solução de NaOH foi superior a 95% e os elementos Ru, Te, Al e I não interferiram na propriedade adsortiva da nanomagnetita. Estes resultados mostraram que nanopartículas de magnetita são bons adsorventes para o Mo e, por conseguinte, tem grande potencial para aplicação no processo de separação e purificação do 99Mo de fissão.

    Palavras-Chave: magnetite; nanomaterials; nanoparticles; magnetic properties; adsorption isotherms; absorption spectroscopy; nuclear reaction kinetics; thermodynamic properties; fourier transformation; infrared spectrometers; dispersions; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; radioisotope generators; molybdenum 99

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  • IPEN-DOC 25962

    GERALDO, BIANCA . Caracterização radioisotópica dos filtros de purificação da água do circuito primário do reator IEA-R1, e efluentes líquidos eventualmente liberados, por meio de técnicas radioanalíticas de separação para a determinação dos radionuclídeos de difícil medição e fatores de escala / Radioisotopic characterization of the water purification filters of the primary circuit of the IEA-R1 reactor, and eventually released liquid effluents, using radioanalytical separation techniques for the determination of difficult-to-measure radionuclides and scaling factors . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Júlio Takehiro Marumo. Coorientador: Roberto Vicente. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-23072019-143255

    Abstract: Técnicas radioquímicas de separação têm sido comumente utilizadas para a caracterização de rejeitos radioativos. No entanto, a determinação de radionuclídeos emissores alfa, beta e gama por análise radioquímica, em amostras de filtro cartucho utilizado no processo de retratamento da água de um reator do tipo piscina, não foi abordada anteriormente na literatura. Este trabalho tem como objetivo estabelecer um método de solubilização para os filtros, identificar e quantificar os radionuclídeos presentes nestes rejeitos, sendo eles os Radionuclídeos Chaves (RC) (60Co, 108mAg, 110mAg) e principalmente os Radionuclídeos de Difícil Medição (RDM) (63Ni, 90Sr, 234U, 235U, 238U, 238Pu, 239+240Pu, 241Pu, 241Am, 242Cm e 243+244Cm), para posterior aplicação do método de Fator de Escala (FE) no trabalho rotineiro de caracterização de rejeitos radioativos. A distribuição dos radionuclídeos no filtro cartucho foi investigada pela determinação dos radionuclídeos emissores gama e os resultados obtidos foram utilizados para calcular o escore-Z. Os resultados indicaram que todos os filtros podem ser considerados homogêneos, atendendo aos critérios de homogeneidade recomendados pela Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), e com isso foi possível definir a quantidade de amostras representativas a serem analisadas. Foram determinados, a partir de dados analíticos, a correlação existente entre os RDMs e RCs selecionados e foram obtidos FEs para todos os RDMs, com exceção do 241Pu.

    Palavras-Chave: iear-1 reactor; pool type reactors; research reactors; filters; purification; liquid wastes; radioactive effluents; radioactive waste processing; radioisotopes; fission products; solubility; radionuclide kinetics; radionuclide migration; radionuclide metrology; ion exchange; ion exchange chromatography; gamma radiation; beam extraction; separation processes; scale models; standardization; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25961

    FERREIRA SOBRINHO, LUIZA . Oxidação eletroquímica do etanol em eletrólito alcalino utilizando nanocompósito a base de grafeno/paládio / Electrochemical oxidation of ethanol in alkaline electrolyte using graphene / palladium base nanocomposite . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 130 p. Orientador: Solange Kazumi Sakata. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30042019-145426

    Abstract: Nesse estudo foi sintetizado e caracterizado o óxido de grafeno (OG) a partir do método de Hummers modificado. O OG foi utilizado como suporte para nanopartículas de paládio para uso como eletrocatalisador em células a combustíveis abastecidas diretamente a etanol. O uso de carbono grafite como suporte de nanopartículas metálicas é deteriorado com mais rapidez, levando a diminuição do tempo de vida útil da célula a combustível. O objetivo principal foi a incorporação do paládio no óxido de grafeno via feixe de elétrons, e a comparação com o catalisador incorporado por via química, utilizando o borohidrato de sódio. Foram utilizadas técnicas de caracterização tais como: termogravimetria (TG), difração de raios-X (DRX), as espectroscopias de Raman e infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia de transmissão eletrônica (MET), Espectroscopia de fotoelétrons por raios- X (XPS) e estudos voltamétricos como a voltametria cíclica e cronoamperometria. Os resultados indicaram que para a dose de 288 kGy, houve a incorporação, porém, não foi suficiente para que houvesse a redução dos grupos oxigenados, estudos com o oxido de grafeno previamente reduzido via térmica e incorporado via feixe de elétrons foram comparados na mesma dose.

    Palavras-Chave: alkaline electrolyte fuel cells; fuel cells; graphene; oxides; palladium base alloys; nanocomposites; synthetic fuels; direct ethanol fuel cells; electric potential; electrochemistry; thermal gravimetric analysis; x-ray diffraction; raman spectroscopy; fourier transform spectrometers; infrared radiation

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  • IPEN-DOC 25948

    SANTOS, MARCELO M. dos . Avaliação estrutural de um elemento combustível do tipo placa para um reator nuclear compacto / Structural evaluation of a plate-type fuel element for a compact nuclear reactor . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 108 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-08082019-140803

    Abstract: A melhoria nos aspectos de eficiência e de segurança dos reatores nucleares compactos está diretamente ligada às inovações nos combustíveis e na geometria dos Elementos Combustíveis - ou E.C. - como é o caso do tipo Placa, em comparação com o do tipo Vareta. Do ponto de vista mecânico, garantir que a estrutura de um E.C. está segura para funcionar em um reator PWR compacto é afirmar que esta cumpre os requisitos funcionais de projeto para estruturas deste tipo e aplicação, presentes na norma ANSI/ANS-57.5-1996; e também que as tensões resultantes dos carregamentos impostos sobre si são menores do que os limites mecânicos admissíveis para os seus materiais estruturais, de acordo com a norma ASME III, divisão 1, subseção NB. Para desenvolver uma metodologia de análise mecânica buscando verificar o atendimento aos critérios das normas citadas, foi proposto um modelo conceitual computacional de E.C. placa e, posteriormente, este modelo foi submetido a uma série de análises computacionais que simularam a aplicação das combinações dos principais carregamentos atuantes. Os resultados extraídos das análises revelaram que os valores das tensões resultantes da aplicação dos carregamentos foram inferiores aos valores dos limites admissíveis dos materiais que compõem os seus componentes. Foi observado, também, que os deslocamentos resultantes não ultrapassaram os limites funcionais, que são o contato entre estruturas semelhantes vizinhas e/ou o contato da região superior desta estrutura com as estruturas de suporte do vaso de pressão que o contém.

    Palavras-Chave: fuel elements; fuel plates; zircaloy; inconel 718; uranium alloys; molybdenum; mechanical tests; compactors; pwr type reactors; pressure vessel; stresses; materials testing reactors; thermodynamics; mechanical tests; mathematical models; computer codes; nuclear engineering

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  • IPEN-DOC 25947

    CONTATORI, CAROLINA G. de S. . Efeitos do laser de baixa potência de emissão infravermelha (λ=780nm) em células de melanoma murino e humano / Effects of near infrared laser (λ = 780nm) on murine and human melanoma cells . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30072019-132516

    Abstract: O câncer de pele pode ser do tipo melanoma ou não melanoma, sendo comum em pessoas acima de 40 anos, de pele clara ou com doenças cutâneas prévias. A incidência do melanoma é baixa, porém, é considerado o mais agressivo e mortal devido ao seu alto poder metastático. A cirurgia ainda é a forma de tratamento mais empregada para a doença, sendo muito invasiva e, portanto, terapias coadjuvantes estão sendo empregadas a fim de melhorar a qualidade de vida dos pacientes, como o laser de baixa potência (LBP). Sabe-se que o LBP pode desencadear efeito bioestimulatório em culturas celulares crescidas sob déficit nutricional, porém em linhagens tumorais sua ação é controversa. Dessa forma, o objetivo desse estudo consiste em investigar os efeitos inibitórios do LBP no comportamento de células de melanoma murino B16F10 e humano SKMEL 37 utilizando um laser de emissão infravermelha (λ = 780 nm) com diferentes densidades de energia. Foram adotados 4 grupos experimentais: G0 (grupo controle), G30 (30 J.cm-2), G90 (90 J.cm-2) e G150 (150 J.cm-2) a fim de verificar a viabilidade celular, através do ensaio de MTT e vermelho neutro; o comportamento de invasão celular, obtido através do ensaio de invasão transwell; e o papel do LBP na expressão do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), verificado através do ensaio imunoenzimático ELISA. Os resultados mostraram que a densidade de energia de 30 J.cm-2 estimulou o comportamento de invasão da linhagem celular B16F10. Por outro lado, o LBP não exerceu influência na expressão do fator de crescimento endotelial vascular, na viabilidade celular, e na atividade mitocondrial de ambas as linhagens celulares, em nenhuma das densidades de energia utilizadas, em comparação ao controle.

    Palavras-Chave: neoplasms; melanomas; animal cells; reticuloendothelial system; protein engineering; blood vessels; mitochondria; cardiovascular system; skin diseases; infrared radiation; lasers; low level counting; biological effects

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  • IPEN-DOC 25702

    DANTAS, ALEXON B. . Caracterização química e física de solos urbanos de Palmas e da corrosividade destes para o aço API 5L X70 / Chemical and physical characterization of Palmas urban soils and their corrosivity to API 5L X70 steel . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-17062019-151813

    Abstract: Solos urbanos de Palmas foram caracterizados fisicamente e quimicamente. As propriedades físicas de resistividade elétrica, granulometria, massa específica e umidade de cinco solos daquela cidade foram analisadas. As propriedades químicas de composição e pH também foram caracterizadas. Dois destes solos tiveram a sua corrosividade para o aço API 5L X70 investigada por ensaio de campo. O ensaio de campo consistiu no enterramento de amostras do aço nos dois solos seguido por retirada após períodos pré-determinados de tempo até 960 dias, ensaio gravimétrico para avaliação das taxas de corrosão em função do tempo de exposição aos solos e observação da superfície. Foram também realizados ensaios em laboratório com extratos aquosos dos cinco solos caracterizados. Os extratos aquosos foram usados como eletrólito nos ensaios eletroquímicos sendo estes ensaios seguidos pela observação da superfície exposta ao eletrólito. Os ensaios eletroquímicos não se mostraram efetivos na classificação da corrosividade dos diferentes solos. Todavia, a observação da superfície das amostras ensaiadas e análise do eletrólito após ensaio mostrou diferenças significativas na corrosividade dos extratos aquosos. A caracterização da corrosividade de solos por ensaio gravimétrico identificou a maior corrosividade do solo arenoso frente ao solo argiloso, o que foi atribuído à maior porosidade do primeiro em comparação ao segundo e foi corroborado pela maior massa específica do solo argiloso em relação ao arenoso. Os resultados deste trabalho indicaram que a porosidade é um dos fatores mais importantes para a corrosividade de solos de resistividade elétrica similar, uma vez que esta influencia diretamente a aeração do solo na região dos materiais enterrados, característica que é preeminente para a corrosividade dos solos.

    Palavras-Chave: soils; steel; crevice corrosion; fretting corrosion; intergranular corrosion; electrical resistivity; humidity control; physical properties; electrolytes; electrochemical corrosion; clinical trials; aqueous solutions; chemical analysis; gravimetry; x-ray diffraction; brazil

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  • IPEN-DOC 25701

    CASTANHO, DAVI H. de M. . Desenvolvimento de material zeolítico de alta pureza a partir de cinzas de carvão para aplicação na captura de dióxido de carbono / Development of zeolite material of high purity from coal ash for application in the capture of carbon dioxide . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 110 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-03072019-151023

    Abstract: Atualmente o mundo vem passando por algumas mudanças climáticas, sendo que um dos fatores que contribuem para essas mudanças é o aumento da emissão de gases de efeito estufa, principalmente o CO2. Uma das fontes de CO2 é a queima de combustíveis fósseis. A combustão do carvão para produção de energia, além de emitir gases de efeito estufa, gera uma grande quantidade de cinzas. A utilização das cinzas de carvão para síntese de zeólitas de alta pureza e utilização dessas zeólitas para a adsorção do CO2 pode ser uma estratégia interessante para mitigar a problemática da gestão de resíduos e da emissão de gases. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar zeólitas tipo Na-A de elevada pureza a partir de cinzas de carvão e avaliar sua aplicação como material adsorvente de CO2. As amostras de três tipos de cinzas de carvão (cinzas manga, cinzas ciclone e cinzas pesadas) foram coletadas na usina termelétrica de Figueira-PR. O tempo total do processo de síntese pelo método de duas etapas foi otimizado. As seguintes características dos produtos de síntese foram determinadas: composição mineralógica, composição química, morfologia, grupos funcionais e capacidade de troca iônica. Os produtos de síntese apresentaram relação SiO2/Al2O3 de 1,2 e uma relação de aproximadamente 80% de zeólita do tipo Na-A. As zeólitas foram usadas como material adsorvente de gás carbônico apresentando capacidade de adsorção entre 492 a 655 mg/g. A maior capacidade de adsorção foi obtida com a zeólita sintetizada a partir das cinzas pesadas. As zeólitas saturadas mostraram-se estáveis em temperatura ambiente e a dessorção do CO2 ocorreu entre 140-150 °C.

    Palavras-Chave: zeolites; ashes; coal; pyrosol process; hydrothermal systems; adsorbents; adsorption; carbon dioxide; cations; ion exchange; sodium ions; calcium ions; aluminium oxides; silica; gravimetry; chemical analysis; air pollution control

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  • IPEN-DOC 25700

    SOUZA, CLAYTON H. de . Caracterização dosimétrica e modelagem computacional de um detector do tipo transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor / Dosimetric characterization and computational modeling of metal-oxide-semiconductor field effect transistor type detector . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 211 p. Orientador: Julian Marco Barbosa Shorto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-24062019-090509

    Abstract: A dosimetria in vivo é uma ferramenta essencial para programas de garantia de qualidade no campo da radioterapia, sendo um procedimento comumente realizado com TLDs ou diodos. No entanto, um dosímetro que vem em crescente popularidade nos últimos anos é o detector do tipo transistor de efeito de campo de metal-óxido-semicondutor (MOSFET). Os dosímetros MOSFET preenchem todas as características necessárias para realização da dosimetria in vivo, uma vez que possuem tamanho pequeno, boa precisão e viabilidade de medição, além de seu fácil manuseio. No entanto, seu verdadeiro diferencial é permitir a leitura de dose em tempo real, possibilitando intervenção imediata na correção de desvios de parâmetros físicos e na antecipação de pequenas alterações anatômicas no paciente durante um tratamento. Assim, foi proposta a caracterização dosimétrica do detector microMOSFET TN-502RDM-H e a construção de seu respectivo modelo computacional em MCNP6. Os resultados mostraram que o dosímetro MOSFET possui boa reprodutibilidade, boa linearidade e independência energética para feixes de altas energias de fótons e elétrons. Com relação a linearidade, destaca-se o excelente desempenho do detector MOSFET para valores doses acima de 50cGy, tendo apresentado uma precisão de 0,3%. Além disso, foi obtido um fator de calibração único, considerando fótons e elétrons de altas energias, com 2,9% de reprodutibilidade. Também foram constatadas dependências angulares de 4% e 13% para irradiações com e sem a condição de equilíbrio eletrônico, respectivamente. Foi encontrada uma diferença de 8% na resposta entre fótons de baixas energias nas qualidades RQR 3 e RQR 10. Com relação ao modelo computacional, a utilização das técnicas caracterização estrutural de MEV e EDS possibilitaram estimar a geometria e a composição do dispositivo MOSFET. Dos resultados do modelo computacional, ressalta-se a excelente concordância da dependência energética simulada em MCNP6 com a calculada analiticamente e também com a literatura. Por fim, o dosímetro MOSFET mostrou bom desempenho dosimétrico, confirmando seu potencial clínico; fato este que, certamente, contribui para sua maior aceitação na radioterapia. Somado a isto, a obtenção de um modelo computacional adequado proporciona um leque de oportunidades para trabalhos futuros, possibilitando o aprimoramento do instrumento nos mais diversos procedimentos de tratamento do câncer por radiação.

    Palavras-Chave: dosimetry; in vivo; dosemeters; radiation detection; computerized simulation; semiconductor devices; personnel dosimetry; mosfet; x-ray detection; oxides; metals; cesium 137; cobalt 60; field effect transistors; identification systems; charged-particle transport; neutral-particle transport; monte carlo method; computer codes

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  • IPEN-DOC 25699

    RIBEIRO, AMON S.L. . Efeitos da sinterização por micro-ondas nas propriedades microestruturais e mecânicas de cerâmicas 3Y-TZP / Microwave sintering effects on 3Y-TZP microstructural and mechanical properties . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-13062019-152512

    Abstract: As técnicas de sinterização convencional de zircônia tetragonal parcialmente estabilizada com ítria (Y-TZP) vêm apresentando limitações quanto ao tempo e temperatura de sinterização, aumentando o custo do produto biocerâmico. Assim, a sinterização por micro-ondas se torna uma alternativa apropriada promovendo rápido aquecimento, elevadas densidades, controle de tamanho de grão, reduzindo o tempo total para produzir o material cerâmico desejado. O objetivo do presente trabalho foi comparar o efeito da sinterização por micro-ondas de cerâmicas comerciais Y-TZP pré-sinterizadas (grupos V-M e LP-M) e outra produzida a partir de pós sintetizados pela técnica de coprecipitação (grupo CP-M). Valores de densidade, tenacidade à fratura, tamanho de grão, translucidez e quantificação das fases cristalinas de amostras sinterizadas, antes e após envelhecimento em reator hidrotérmico, foram relatados. Os grupos V-M e CP-M de amostras foram sinterizados a 1450°C e 1350°C por 15 e 30 minutos e o grupo LP-M, sinterizado apenas a 1450°C, nos mesmos tempos. Os grupos sinterizados a 1450°C por 15 e 30 minutos apresentaram os maiores valores de densidade (média de 98% em relação à densidade teórica). O tamanho médio de grão das amostras de maior densificação variou de 309 a 355 nm. Os resultados de translucidez (ΔE) são próximos aos divulgados na literatura. A quantificação de fases por difratometria de raios X das amostras não envelhecidas, indicou que em sua maioria, são formadas por 89% de fase tetragonal e 11% fase cúbica. Os ensaios de envelhecimento hidrotérmico permitiram verificar o comportamento de degradação de fases das amostras sinterizadas em micro-ondas, demonstrando que, no caso das cerâmicas comerciais, essa técnica é uma alternativa viável para produção de cerâmicas Y-TZP mais resistentes à degradação.

    Palavras-Chave: ceramics; crystal structure; microstructure; cubic lattices; zirconium alloys; yttrium alloys; zirconium oxides; yttrium oxides; microwave radiation; sintering; mechanical properties; hydrothermal systems; thermal degradation; neutron diffraction; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; synchrotron radiation sources

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  • IPEN-DOC 25698

    FAZOLIN, GABRIELA N. . Síntese induzida por radiação de nanocarreadores bioativos à base de papaína para carreamento de radiofármaco / Synthesis induced by radiation of bioactive papain-based nanocarrier for radiopharmaceutical carrier . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-28052019-113958

    Abstract: A papaína, enzima proteolítica extraída do fruto da Carica papaya Linnaeus, apresenta grande perspectiva para carreamento de fármacos devido propriedade anti-inflamatória, antitumoral e aumento da permeação. O presente trabalho teve como objetivo estudar as variáveis de processo da síntese radio-induzida, com o propósito de avaliar a influência destes parâmetros na formação da nanopartícula além do seu potencial como nanocarreador. A síntese foi realizada na presença (20%, v/v) e ausência de etanol, tampão fosfato e radiação gama (10 kGy) para reticulação e esterilização simultânea. As amostras foram avaliadas através da técnica de espalhamento dinâmico de luz, para verificar diâmetro hidrodinâmico, UV e fluorescência para verificação do conteúdo proteico e estrutura secundária, respectivamente. A atividade enzimática foi avaliada utilizando o substrato N-alfa-benzoil-DL-arginina-4-nitroanilida (BAPA). Parâmetros como concentração proteica, molaridade do tampão, pH, tempo e temperatura de solvatação e taxa de dose foram estudados. Posteriormente, foi realizado estudo da estabilidade por 180 dias e demonstração da capacidade de radiomarcação utilizando o tecnécio-99m, além da natureza da reticulação e esterilização das amostras. Conclui-se que a síntese otimizada das nanopartículas de papaína ocorre a 10 mg.mL-1 utilizando tampão fosfato 50 mM com (pH 7) à 0°C, tempo de solvatação de 1 a 6 horas e taxa de dose de 5 kGy.h-1. Ao usar essas condições, a formação de nanopartículas ocorrerá de maneira mais efetiva e com atividade proteolítica preservada. A reticulação das nanopapaínas, nas condicões descritas acima, ocorrem majoritariamente por natureza intramolecular e apresenta esterilidade na dose estabelecida de 10 kGy. As amostras se mostraram estáveis por até 30 dias quando mantidas sob 0°C. A radiomarcação com 99mTc por via direta obteve eficiência de 90% e demonstrou o grande potencial da nanopartícula como nanocarreador.

    Palavras-Chave: chemotherapy; nanomaterials; papain; enzymes; biological markers; reaction product transport systems; transport; radiopharmaceuticals; technetium 99; drugs; radiation curing; chemical radiation effects; cross-linking; gamma radiation; bench-scale experiments

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  • IPEN-DOC 25697

    REIS, LUIS A.M. dos . Investigação do processo para a reciclagem de cavacos de ligas de zircônio através da consolidação por fusão em forno a arco elétrico de refusão de eletrodos consumíveis sob vácuo (VAR) / Investigation of the process for the recycling of zirconium alloys scraps through the consolidation by melt in vacuum arc remelting (VAR) furnace of consumable electrodes . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Cristiano Stefano Mucsi. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-13062019-150402

    Abstract: Os reatores nucleares de potência refrigerados à água pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR) comumente utilizam pastilhas de dióxido de urânio como o seu combustível nuclear, estas por sua vez são montadas e empilhadas em tubos e tampões de ligas de zircônio (M5, Zirlo, Zircaloy, etc), Na usinagem desses componentes são geradas grandes quantidades de cavacos que estão contaminados com fluido de corte, o armazenamento destes cavacos apresenta riscos de segurança e ambientais por ser um material pirofórico e apresentarem alta área específica. Estas são ligas importadas e por isso é mostrado interesse pela indústria de reciclagem na sua reutilização. Este trabalho apresenta o estudo de um processo de reciclagem e os resultados para buscar, eficiência no processo de limpeza; controle de qualidade; obtenção de eletrodos prensados e a fusão em um forno a arco elétrico sob vácuo (Vacuum Arc Remelting - VAR). O processo de reciclagem se inicia com uma separação magnética de possíveis materiais ferromagnéticos presentes, lavagem do fluido de corte, que é solúvel em água, lavagem com um desengraxante industrial, seguido por um enxágue com fluxo contínuo de água em alta pressão e uma secagem por fluxo de ar quente. A primeira avaliação do processo foi feita por uma análise de fluorescência de raios X por dispersão de energia mostrando impurezas provenientes da mistura com cavacos da usinagem de aços inoxidáveis. Os cavacos foram prensados para a obtenção de eletrodos, para fusão em forno VAR, e para isso foi desenvolvida uma matriz para obtenção de eletrodos. Os eletrodos foram fundidos em um forno VAR de laboratório no Laboratório de Fusão do CECTM IPEN. A fusão dos cavacos é possível e viável em um forno VAR o que reduz em até 40 vezes o volume de armazenamento desse material.

    Palavras-Chave: zirconium alloys; solid wastes; recycling; melting points; electrodes; uses; vacuum furnaces; arc furnaces; furnaces; materials testing

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  • IPEN-DOC 25696

    TEIXEIRA, LUCIA R. de A.C. . Tomografia por coerência óptica para avaliação de lesões vasculares na face e cavidade oral / Optical coherence tomography for the evaluation of vascular lesions in the face and oral cavity . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30042019-101834

    Abstract: As lesões vasculares estão entre as anormalidades congênitas e neonatais mais comuns. Cerca de 60% estão localizadas na região da cabeça e pescoço. A identificação e a classificação adequadas de cada tipo de lesão, tem um impacto direto no diagnóstico e, no tratamento destes pacientes. A técnica de Tomografia por Coerência Óptica (Optical coherence tomography: OCT) obtém imagens em alta resolução, geradas em tempo real que permitem visualizar de forma não invasiva, estruturas celulares e extracelulares, com uma resolução espacial da ordem de 10μm, que é 20 vezes maior que a de um ultrassom, aproximando-se do nível histológico convencional, razão pela qual é considerada biópsia óptica. Com o objetivo de fornecer imagens que possibilitassem avaliar as diferenças na arquitetura dos vasos em diferentes tipos de lesões localizadas, no tecido cutâneo e na mucosa, em regiões da cabeça e pescoço, foram tomadas imagens de lesões de 27 pacientes usando um sistema de OCT com Doppler (1325nm). Os resultados deste estudo clínico comprovaram a viabilidade da OCT permitindo distinguir entre a pele normal e a pele com lesão. Na má-formação capilar, os vasos sanguíneos tiveram diâmetro médio de 114\μm ± 92μm e apresentaram uma profundidade média de 304 μm ± 99 μm. Os hemangiomas apresentaram vasos sanguíneos com diâmetro médio de 39μm ± 19 μm e profundidade média de 298 μm ± 133 μm. Nas lesões diagnosticadas pelo clínico como Hemangioma da mucosa labial, medimos diâmetro médio dos vasos de 45μm ± 16 μm com profundidade média de 520,5μm ± 189,5μm. Na má-formação linfática de lábio, os vasos sanguíneos apresentaram diâmetro médio de 157,5μm ± 90μm e, uma profundidade média 695μm ± 136μm. Na má-formação vascular de lábio, os vasos sanguíneos apresentaram diâmetro médio de 128μm±63μm e, uma profundidade média 689 μm ± 217μm. Com estas informações obtidas das imagens de OCT indicando fluxo, foi possível avaliar diferenças peculiares da lesão de cada paciente, promovendo o diagnóstico diferencial das lesões vasculares da superfície tecidual da pele e mucosa oral.

    Palavras-Chave: face; oral cavity; vascular diseases; angiomas; carcinomas; evaluation; control; tomography; optical systems; coherence length; doppler effect lasers; infrared radiation; diagnostic techniques

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  • IPEN-DOC 25695

    PIJEIRA, MARTHA S.O. . Synthesis of fluorine-18-labeled losartan analogs as novel positron emission tomography tracers for cancer imaging / Síntese de análogos do losartan marcados com flúor-18 como novos traçadores para imagem do câncer utilizando tomografia por emissão de pósitrons . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 144 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-10062019-095737

    Abstract: Losartan is a selective antagonist of the angiotensin II type 1 receptor (AT1R). Several reports have highlighted the AT1R expression in several cancers enhancing tumor development and cancer progression. The aim of this thesis is the synthesis and evaluation of [18F]fluoroethyl-losartan ([18F]FEtLos) and [18F]ammoniomethyltrifluoroborate-losartan ([18F]AMBF3Los) as two novel losartan analogs to image AT1R-positive tumors using the positron emission tomography (PET). Initially, the cold compounds FEtLos and AMBF3Los were synthetized by alkylation and click chemistry reactions respectively, and characterized by spectroscopic techniques. Then, radiosynthesis of 2-[18F]fluoroethyl-tosylate was optimized from a radiation safety point of view. Next, [18F]FEtLos was manually synthetized by [18F]fluoroethylation of losartan with low molar activity and greater than 99% radiochemical purity. [18F]AMBF3Los was easily synthetized with greater than 97% radiochemical purity by one step 18F-19F isotopic exchange approach using low and high activities of [18F]fluoride that afforded molar activities ranging from 2 to 139 GBq/μmol. In vitro competition binding assays showed that FEtLos and AMBF3Los have low and high binding affinity to human AT1R, respectively. AT1R expression was confirmed in breast, ovarian and gastric derived-tumors implanted on Nude mice. In spite of the low affinity, [18F]FEtLos was specific for renal AT1R. However, [18F]FEtLos did not showed specificity for tumor AT1R binding. μPET imaging, autoradiography and ex vivo biodistribution studies showed the specificity of [18F]AMBF3Los for both kidney and tumor AT1R binding. However, [18F]AMBF3Los was not able to reach the tumor site once injected intravenously probably because of its rapid metabolism and very fast clearance. Nonetheless our results demonstrate that 18F-Angiotensin II Receptor Blockers (ARBs) derivatives could be suitable tracers to cancer imaging AT1R-expressing tumor microenvironment, however, radiolabeled ARBs that possess better pharmacokinetics profile may be required.

    Palavras-Chave: image processing; image scanners; positron computed tomography; neoplasms; fluorine 18; labelled compounds; blood pressure; biological markers; biological localization; animal tissues; cell cultures; in vitro; in vivo; synthesis; radiochemistry; quantitative chemical analysis; qualitative chemical analysis; statistical data

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  • IPEN-DOC 25684

    BERTOLINI, THARCILA C.R. . Síntese e caracterização de material zeolítico de cinzas de carvão granular e avaliação na aplicação como adsorvente / Synthesis and characterization of zeolitic material granular of coal ash and evaluation in the application as adsorbent . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 171 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-22052019-090928

    Abstract: As cinzas de carvão são subprodutos da combustão de carvão mineral gerados em grandes quantidades a partir de usinas termelétricas no mundo todo. Nos últimos anos, pesquisas sobre a utilização das cinzas estão sendo desenvolvidas visando soluções sustentáveis, garantindo, assim, a preservação do meio ambiente e a saúde humana. As cinzas de carvão podem ser aproveitadas como matéria-prima para síntese de zeólita, material este que possui uma vasta gama de aplicações industriais. Em muitas dessas aplicações é requerido o uso de formas peletizadas de zeólitas. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi desenvolver um método de obtenção de zeólita de cinzas leves de carvão na forma granular e avaliar seu uso como material adsorvente. A primeira etapa deste estudo consistiu na síntese e caracterização de zeólita convencional (ZCL) e de zeólita do tipo NaA com alto grau de pureza (ZA). As cinzas leves de carvão utilizadas na síntese das zeólitas foram coletadas na Usina Termelétrica Jorge Lacerda, localizada no Estado de Santa Catarina, Brasil, o maior complexo termelétrico a carvão da América Latina. O material de partida e as zeólitas sintetizadas em pó foram caracterizados em termos da composição química, composição mineralógica, morfologia, capacidade de troca catiônica, estabilidade térmica, área superficial específica, distribuição de poros e dos grupos funcionais. As fases zeolíticas formadas por tratamento hidrotérmico foram hidroxisodalita e traços de NaX. A zeólita do tipo NaA foi sintetizada por método de duas etapas apresentando grau de pureza de 84%. O valor de capacidade de troca catiônica da zeólita A com alto grau de pureza foi aproximadamente duas vezes maior do que o valor encontrado para a zeólita convencional (1,84 meq g-1 para ZCL e 3,81 meq g-1 para ZA). Na segunda etapa, os produtos zeolíticos sintetizados neste estudo foram peletizados com a aplicação de diferentes métodos. Os grânulos de zeólitas foram formados manualmente na forma de esferas na faixa de tamanho entre 3 mm e 7 mm a partir da mistura das zeólitas em pó com um ou mais agentes aglutinantes e adição de água deionizada. As diferentes metodologias experimentais de peletização das zeólitas sintetizadas foram comparadas e avaliadas por meio da determinação da capacidade de troca catiônica dos produtos obtidos, trabalhabilidade, resistência mecânica e estabilidade em água. O método de peletização no qual as argilas caulinita e bentonita foram usadas como agentes aglutinantes, na proporção de 5% em massa cada, foi considerado o melhor para a zeólita convencional. Para a zeólita A, foi selecionado o método com 10% de bentonita. Os valores de capacidade de troca catiônica dos produtos zeolíticos foram mantidos após o processo de peletização. Posteriormente foi realizado um estudo direcionado à aplicação da zeólita granular no tratamento de água. A amostra de zeólita A com alto grau de pureza peletizada, obtida pelo método otimizado, foi selecionada para ser usada como material adsorvente no processo de adsorção de íons cádmio em solução aquosa em coluna de leito fixo. Os resultados evidenciaram a potencialidade do uso da zeólita A peletizada no tratamento de efluentes.

    Palavras-Chave: adsorbents; fly ash; coal; zeolite; hydrothermal synthesis; thermal effluents; kaolinite; clays; cations; ion exchange; granular materials; pelletizing; water treatment; waste processing

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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