Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 28062

    KOMATSU, LUIZ G.H. . Síntese e aplicação de Óxido de Zinco e do Dióxido de Titânio como carregadores de Prata na blenda de HMSPP/SEBS visando atividade biocida / Synthesis and application of Zinc Oxide and Titanium Dioxide as Siver carrier on the blend of HMSPP/SEBS for Biocide Activity . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 101 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-09092021-145412

    Abstract: O foco deste estudo foi realizar a síntese e dopagem do Óxido de Zinco (ZnO) e do Dióxido de Titânio (TiO2) com a Prata (Ag), visando a ação biocida de sua inserção na blenda de Polipropileno com Alta Resistência do Fundido (HMSPP) obtido por meio do processo de irradiação gama (γ) e o elastômero termoplástico Estireno-Butadieno/Etileno-Estireno (SEBS). As concentrações escolhidas para estudo foram de 0,3% e 1% de cada partícula na blenda HMSPP/SEBS. Para a realização dos testes foram obtidos filmes finos (aprox. 0,07 mm de espessura) utilizando-se o processamento no estado fundido no equipamento extrusora mono-rosca com acessório de filme. As amostras foram caracterizadas por: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS) e testes biocidas com as bactérias Escherichia coli ATCC 8739 e Staphylococcus aureus ATCC 6538 e com os fungos Candida albicans ATCC 10231 e Aspergillus niger ATCC6275, seguindo a norma JIZ 2801 e a norma INCQS 65.3210.006. Na micrografia de TEM constatou-se a presença de nanopartículas menores que 30 nm. Na superfície do filme também foi constatado a presença de aglomerados. Estes aglomerados são formados pelas nanopartículas com tamanho médio de 150 nm. Nos resultados de DRX constatou-se que os filmes de PP/SEBS/ nanopartículas retiveram as nanopartículas em função de sua concentração e corroboraram com os resultados de EDS. As nanopartículas atuaram como agente nucleante modificando a cristalinidade dos filmes conforme evidenciado por DSC. As micrografias de MEV demonstraram que as partículas de TiO2 e TiO2/Ag; ZnO e ZnO/Ag estão localizadas próximas à superfície, melhorando assim a sua possível interação com o meio microbiano. A atividade biocida avaliada nos filmes apresentou um resultado positivo , portanto satisfatório, principalmente dos filmes que possuem partículas dopadas com prata ZnO/Ag e TiO2/Ag. Identificou-se um aumento da atividade biocida dentre as concentrações estudadas, após o processo de esterilização realizado por irradiação gama. Isso pode explicar-se em razão da formação de grupos hidroxila na superfície dos filmes, a ocorrência de radiólise devido a umidade do óleo e do polímero, alteração da band-gap dos óxidos metálicos devido a incorporação da prata.

  • IPEN-DOC 28061

    ULHOA, SAVIO F. . Caracterização clínica e epidemiológica da neoplasia de mama em idosas nos anos de 2015 a 2017 em um centro de oncologia do leste de Minas Gerais / Clinical and epidemiological characterizations of breast cancer on old women in years 2015 to 2017 in an oncology center in east of Minas Gerais . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 104 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-09092021-105130

    Abstract: O câncer de mama se constitui em um grave problema de saúde pública. É a neoplasia que mais acomete mulheres, excluindo o câncer de pele não melanoma, em grande parte do mundo e a principal causa de morte por neoplasias malignas em mais de 100 países. No Brasil, segundo o INCA, a estimativa para o triênio 2000-2022 é de 66.280 casos novos, o que equivalerá a 29,7% dos tipos de câncer em mulheres. Neste contexto, este estudo teve como objetivo descrever as características demográficas e epidemiológicas de pacientes maiores de 60 anos com câncer de mama atendidos na Unidade de Oncologia da Fundação São Francisco Xavier em Ipatinga, Minas Gerais, nos anos de 2015 a 2017. Utilizou-se o modelo transversal de investigação, com abordagem e análise quantitativa dos dados. Os resultados evidenciaram que a maioria dos pacientes eram do sexo feminino (98%), tinham idades entre 60 a 70 anos (54, 9%), 143 (60,3%) se consideraram da raça parda, 144 (61%) eram casados, 118 (49,8%) tinham o ensino fundamental completo, 149 (63%) negaram tabagismo e 154 (65%) etilismo. Quanto à situação clínica, 118 (50%) pacientes estavam sem sinais de doença em atividade, o Carcinoma Ductal Infiltrante foi o tipo mais predominante, com 143 (60,3%) casos. Conclui-se que este estudo foi importante por ser o primeiro levantamento a respeito do câncer de mama em idosas realizado nesta unidade oncológica, podendo contribuir para o desenvolvimento de ações que visem melhorar as medidas preventivas, o acesso ao diagnóstico precoce, o prognóstico e a reduzir, ainda mais, a quantidade de óbitos em decorrência da neoplasia maligna da mama.

  • IPEN-DOC 28060

    CAMARGO, CAMILA A.D. . Catalisadores contendo metais de transição sobre estruturas de nitrogênio e carbono para produção de hidrogênio por meio da eletrólise de água salgada / Transition metal catalysts on nitrogen and carbon structures for hydrogen production through salt water electrolysis . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 176 p. Orientador: Thiago Lopes. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14092021-111703

    Abstract: Ao considerar a produção de hidrogênio por eletrólise, a possibilidade de estresse hídrico em algumas populações e a escassez de metais preciosos para a produção de catalisadores aparecem como futuras barreiras. O uso de catalisadores de metais não preciosos aliados à divisão direta da água do mar reduz a pressão sobre os recursos escassos. Aqui, quatro catalisadores Metal-Nitrogênio-Carbono (M-N-C) foram sintetizados com sais metálicas de Co, Fe, Ni e FeNi, com 1,5-diaminonhaptaleno como fonte de N-C. Esses catalisadores foram comparados com um N-C em branco sem metal e um catalisador comercial Pt / C. Os testes foram conduzidos em solução eletrolítica 0,5 M de H2SO4 e 0,5 M de NaCl. Os resultados mostraram atividade limitada em relação à Reação de Evolução de Hidrogênio (HER) e oxigênio (OER) em comparação com Pt/C e outros catalisadores de metais não preciosos. No entanto, apontam tendências para uma melhoria da atividade do catalisador bimetálico para HER e o uso de Co tanto no eletrólito ácido quanto no salino e como catalisador bifuncional. Mais estudos são necessários para testar a atividade específica do local ativo.

  • IPEN-DOC 28059

    SANTOS, TAMIRIS M.R. dos . Avaliação da liberação de amoxicilina incorporada em nanopartículas de montmorilonita em compósitos à base de BisGMA/TEGDMA / Evaluation of amoxicillin release incorporated in montmorilonite nanoparticles in composites based on BisGMA / TEGDMA . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-14092021-144838

    Abstract: Na odontologia materiais restauradores são utilizados em larga escala e a principal desvantagem desses materiais é a contração de polimerização. A contração de polimerização diminui a vida útil do mesmo, causando infiltrações por microrganismos e consequentemente, a cárie secundária. O objetivo deste trabalho foi avaliar um compósito nano-estruturado polimérico experimental que promovesse a liberação de fármaco de maneira controlada para fins antimicrobianos para assim, minimizar a referida desvantagem. Dessa forma, foi utilizada a nanopartícula Montmorilonita (MMT), como veículo de liberação. Após incorporação da Amoxicilida trihidratada (AMOX) na concentração de 10% em carga (10:1) nas nanopartículas de MMT, foram elaborados três grupos de compósitos experimentais. O primeiro grupo foi composto apenas pela matriz polimérica à base de BisGMA/TEGDMA (controle 1); o segundo foi composto pela matriz polimérica e 9% (em massa) de MMT, sem fármaco (controle 2); e finalmente, o terceiro grupo foi composto pela matriz polimérica e 10% (em massa) de MMT+AMOX (grupo MMT+AMOX). Ensaios para estudar a liberação de fármaco forma feitos e os métodos de caracterização usados foram: (as amostras foram coletadas e analisadas através de espectrofotometria de UV a λ=273 nm e CLAE-EM/EM), determinação de Intumescimento e Perda de Massa, Análise de Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR), Difração de Raios- X (DRX), Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Foram feitos quatro gráficos de liberação, dois para cada técnica, os resultados foram comparados entre si e corroboraram com a literatura. Em relação ao intumescimento dos corpos de prova, observou-se que o grupo controle foi o que apresentou o maior valor, seguido do grupo MMT e do grupo MMT+AMOX, e no que se refere à perda de massa, o grupo controle foi o que apresentou o maior valor, seguido do grupo MMT+AMOX e MMT. Os valores para o grupo imerso em solução de saliva artificial foram maiores para perda de massa e intumescimento. O perfil de decomposição térmica obtido por meio das análises de TG e DSC do composto MMT+AMOX, sugeriu que houve intercalação do fármaco entre as lamelas da nanopartícula. Por meio do FTIR, observou-se que o composto MMT+AMOX apresentou as ligações referentes a ambos os componentes e deslocamento do pico 2969 cm-1, para o pico 2953 cm-1, sugerindo incorporação da AMOX na MMT. Por meio do DRX e do SAXS, foi possível mensurar tamanho das lamelas de MMT e compará-las com o composto feito com MMT+AMOX. Os resultados obtidos mostraram maior espaçamento basal para o grupo com AMOX. Nas micrografias de MEV foi possível observar pontos de aglomeração do composto MMT+AMOX, em relação à matriz polimérica. Por meio da técnica de MET, foi possível notar as lamelas da MMT, bem como sua dispersão. Concluiu-se então que, no que se refere à liberação, o grupo MMT+AMOX apresentou maior liberação nas primeiras 48 horas. Os resultados obtidos pelo ensaio em solução de saliva e de solução tampão apresentados no presente trabalho, foram relacionados às enzimas presentes na solução de saliva artificial. Adicionalmente foi constatado que o fármaco não interferiu negativamente na estrutura do compósito, resultado observado nas análises de perda de massa, intumescimento e SAXS. Em relação às análises de FTIR, TG, DSC, DRX e SAXS os resultados apresentados sugerem que houve a intercalação do fármaco dentre as lamelas da referida nanopartícula. De acordo com as micrografias de varredura, apesar da boa dispersão observada, há pontos de aglomeração do composto MMT+AMOX. Com as micrografias de transmissão, SAXS e DRX foi possível classificar a MMT na categoria de compósitos nano-estruturados. Os resultados obtidos no presente estudo evidenciaram que as partículas de MMT podem ser utilizadas como um satisfatório veículo de liberação de fármaco em compósitos.

  • IPEN-DOC 28058

    SANTOS, MARCELO M. dos ; MATTAR NETO, MIGUEL . Análise estrutural do EC do RMB - Sismo de Desligamento Seguro + Condição normal de operação do RMB. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Julho, 2021. (IPEN-CEN-PSE-RMB-006-00-RELT-012-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

    Abstract: 1. O escopo deste documento corresponde à avaliação estrutural do Elemento Combustível do Reator Multipropósito Brasileiro considerando a superposição dos carregamentos de um Sismo de Desligamento Seguro com os da condição normal de operação deste reator. Para tanto, são tomadas como referências a análise da condição normal de operação chamada de B5 Modificada (B5M), documentada na referência [1], e a análise de Sismo de Desligamento Seguro (SDS), documentada na referência [2]. 2. De maneira geral, os objetivos desta análise estrutural são os seguintes: a) Avaliar, de maneira conservadora e simplificada, as respostas mecânicas ao ser considerada a superposição dos carregamentos provenientes das análises B5M e SDS como atuantes no E.C. b) Verificar as respostas mecânicas calculadas citadas anteriormente de acordo com os seguintes critérios adotados para as condições normais de operação (deve-se notar a adoção conservadora utilizada): o Requisitos mecânicos funcionais provenientes da norma ANSI/ANS 57.5-1996 [3] o Requisitos de tensão provenientes da norma ASME III, divisão 1, subseção NB [4]. o Requisito de distanciamento entre E.C. vizinhos (0,001 m) [5]. 3. No presente documento são utilizadas as unidades, múltiplos e submúltiplos do Sistema Internacional de Unidades (SI), sem exceções. 4. No presente documento é adotado um sistema cartesiano de coordenadas, no qual os eixos horizontais são denominados como X e Z, e o eixo vertical é denominado como Y.

  • IPEN-DOC 28057

    SILVA, THALITA T. . Potencial das radiações ionizantes para reduzir a toxicidade da cianobactéria Microcystis aeruginosa / Potential of ionizing radiation to reduce the toxicity of cyanobacteria Microcystis aeruginosa . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 91 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-01092021-152710

    Abstract: As cianobactérias frequentemente são relacionadas a florações tóxicas, devida a presença de cianotoxinas: compostos biosintetizados pelas cianobactérias que possuem certa toxicidade à vertebrados e que são observadas em altas concentrações nessas florações. Atualmente, os processos convencionais utilizados para o tratamento de água não são totalmente eficazes na remoção dessas cianotoxinas quando em concentrações relativamente elevadas. Desse modo, o trabalho teve por objetivo a aplicação da radiação ionizante por feixe de elétrons no crescimento da cultura e na produção de pigmentos, eficiência na degradação de microcistinas intracelulares e extracelulares e avaliação da toxicidade da cianobactéria Microcystis aeruginosa pós irradiação para o microcrustáceo Daphnia similis e a bactéria Alivibrio fischeri. A cianobactéria M. aeruginosa suspendida em meio ASM-1 em fase exponencial do crescimento foi exposta à irradiação por feixe de elétrons nas doses entre 1 e 10 kGy. O tratamento com irradiação diminuiu o crescimento da cultura, a produção dos pigmentos fotosintéticos e MC intracelulares, enquanto que para as MC extracelulares não houve alteração na concentração média de MC total com o aumento da dose. Para a toxicidade aguda com Daphnia similis, as doses entre 3 e 10 kGy indicaram diferenças estatisticamente significativas em relação à amostra controle quando o organismo-teste foi exposto às cianobactérias cultivadas por 7 e 15 dias. A exposição dos dafinídeos ao sobrenadante da cultura de cianobactérias cultivada por 15 dias tratadas por feixe de elétrons mostrou aumento de toxicidade com o aumento da dose. Porém, não foi observado efeito agudo na exposição ao sobrenadante da cultura cultivada por 7 dias, tendo os organismos-teste sobrevivência média de 93,33% (1 kGy) e 100% (4 kGy). Para a bactéria Alivibrio fischeri, a menor toxicidade foi na exposição com cianobactérias cultivadas por 15 dias, não sendo observados efeitos na inibição da luminescência da bactéria (0%) nas doses de 3 e 5 kGy. Neste estudo, a radiação ionizante, com acelerador de elétrons, será testada como uma tecnologia alternativa para a inibição da cianobactéria M. aeruginosa e na redução de toxicidade de microcistina presente nos reservatórios de abastecimento do estado de São Paulo.

    Palavras-Chave: crustaceans; microorganisms; bacteria; sample preparation; testing; toxicity; pest control; pest eradication; water treatment; electron beam injection; augmentation; radiation dose rate ranges; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; ionizing radiations; electron accelerator; synchrotrons

  • IPEN-DOC 28056

    REGGIOLLI, MARCIA R. . Os efeitos da irradiação sobre as especiarias / The effects of irradiation on spices . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 122 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-01092021-144752

    Abstract: As especiarias são consideradas produtos constituídos de partes comestíveis de várias espécies de vegetais, como raízes, rizomas, bulbos, cascas, folhas, flores, frutos, sementes e talos. A irradiação de alimentos, um processo físico de emissão e propagação de energia, tem sido empregada com a finalidade de esterilizar ou preservar os alimentos a partir da destruição de microrganismos, parasitas, insetos e outras pragas. O presente estudo tem por objetivo avaliar a ação de diferentes doses de irradiação sobre as especiarias salsa, cebolinha e coentro in natura no que tange à eliminação de microrganismos e às alterações de suas características sensoriais. As especiarias foram submetidas a três diferentes doses de radiação (2,5 kGy, 5,0 kGy e 7,5 kGy), a fim de verificar qual a dose que seria capaz de esterilizar o material que apresentava contaminação microbiana elevada. Analisou-se a presença de Salmonella spp, Shigella spp e Coliformes termotolerantes e totais, conforme dispõe a legislação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Para análise sensorial utilizou-se os testes de aceitação e intenção de compra e a escala Just About Right (JAR) de 5 pontos. As amostras do coentro irradiado foram as que obtiveram as piores avaliações no que se refere a aceitação e intenção de compra. No tocante à impressão global, a maioria dos provadores julgou a amostra de cebolinha e de salsa dentro dos escores hedônicos de aceitação, o mesmo não ocorrendo com o coentro, que apresentou grande rejeição. Pôde-se verificar que tanto o aroma quanto a cor penalizaram a média dos escores hedônicos de aceitação de forma negativa. A dose de radiação com 5,0 kGy foi eficiente na descontaminação microbiana das especiarias estudadas. Entretanto, alterações químicas promovidas pelo processo de irradiação nas especiarias foram percebidas pelos provadores na análise sensorial. Esse fato pode ter sido agravado pela utilização de especiarias in natura com baixa tolerância às doses de irradiação aplicadas neste trabalho.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; gamma radiation; radurization; microorganisms; radiation doses; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; gamma dosimetry; radiation effects; plants; spices; organoleptic properties; sensory; electron microscopy

  • IPEN-DOC 28055

    PRADO, MARILIZA C. de O. . Thermal damage and time of excision of micro and super pulsed diode lasers : an ex-vivo comparative study / Dano térmico e tempo de excisão dos lasers de diodo micro e superpulsado: um estudo comparativo ex-vivo . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 138 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-150518

    Abstract: Diode lasers are portable, accessible, efficient and reliable surgical units for performing surgeries and soft tissue biopsies of the oral cavity. The newer units are equipped with micro and super pulsed technologies and systems that allow the selection of different usage parameters in terms of emission mode, duty cycle, power and pulse duration. It is, however, not known which parameters or types of diode lasers produce the most intact tissue samples in the best possible surgical time. The main objective of this ex vivo study was to compare the thermal damage and the excision time of different parameters of the micro pulsed diode laser and the super pulsed diode laser. The secondary objectives were: 1) to provide practical recommendations for performing surgical excisions with diode lasers; 2) to examine possible correlations between the area and the depth of the thermal damage, as well as between the time of excision and the thermal damage. Ten groups of ten swine tongue specimens were excised (8 mm in diameter) using a surgical blade (control group: G1); micro pulsed diode laser in different emission modes, duty cycles, average power, peak power and pulse duration (G2 - 9); and the new super pulsed diode laser (G10) with the smallest single parameter recommended by the manufacturer (average power = 3.2W, peak power = 80 W, pulse duration from 10 μs to 100 ms). The wavelength of both was 940 nm. All parameters were previously measured with the power meter and activated disposable tips were discarded right after each biopsy. The area and the histological depth of the thermal damage were quantified using the NIS-Element Basic Research software (Nikon Instruments Inc), while the excision time was measured between the clamping until the total excision of the lesion. Kruskal-Wallis and Dunn's multiple comparison tests with Bonferroni correction were applied to compare the area and depth of thermal damage, as well as the time of excision between the groups. Correlations between area and depth of thermal damage and between excision time and thermal damage were examined using Spearman's nonparametric correlation coefficient. The level of significance was set at 5%. In the experimental groups (G2 - G10), the total area of thermal damage observed was smaller in the G3 group (continuous mode, average power = 1.5W; median = 0.91 mm2 ; p = 0.009). All other groups had thermal damage areas larger than 1 mm2 with G7 (pulsed mode, duty cycle = 33%, average power = 1.5W, peak = 5.4W and pulse duration of 100 μs) and G9 (pulsed mode, duty cycle = 50%, average power = 1.5W, peak = 3.6W and pulse duration = 1 ms) producing the largest damage areas (median 1.93 and 1.97 mm2 , respectively). In the multiple comparison, controlling the level of global significance, G3 presented a median area of thermal damage significantly smaller than those of G7 (p = 0.013) and G9 (p = 0.036). There were no statistically significant differences in the depth of thermal damage between the groups (p = 0.12). The median excision times of G1 (scalpel) and G10 (super pulsed) were significantly shorter than those found in the micro pulsed diode laser groups (G1 = 50; G10 = 69; G2 to G9 ranged from 142 to 238 seconds; p < 0.001). There was a direct correlation between the depth and area of thermal damage, but no correlation was found between the excision time and thermal damage. The use of the micro pulsed diode laser in continuous mode with average power = 1.5 W produced biopsies with the smallest area of thermal damage and greater tissue integrity, while the use of the super pulsed diode laser (average power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms) allowed faster excisions. Area and depth of thermal damage correlated directly. In clinical practice, the micro pulsed diode laser should be considered in continuous mode, at 1.5 W output power with 1.8 W peak power as the best option when aiming to achieve maximum tissue integrity. Whereas the use of super pulsed diode laser with output power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms, produced the best relationship between thermal damage and excision time, and is recommended when practical necessity requires rapid excisions with reasonable tissue integrity. The use of micro pulsed diode laser in pulsed emission mode with high peak power and long pulse duration should be avoided when performing oral biopsies so that tissue integrity is not compromised and hinders the histopathological analysis of the lesions.

    Palavras-Chave: diode-pumped solid state lasers; thermionic diodes; semiconductor diodes; electromagnetic pulses; internal electromagnetic pulses; pulse techniques; excision repair; animal tissues; oral cavity; damage; diagnostic techniques; biopsy; temperature dependence; thermal efficiency; penetration depth; depth dose distributions; optical depth curve; histological techniques; optical microscopy

  • IPEN-DOC 28054

    LIMA, FABIANA dos S. . Preparação e caracterização de eletrocatalisadores à base de PtBi/C, PdBi/C e PtPdBi/C para a oxidação do etanol em meio alcalino em células a combustível / Preparation and characterization of PtBi/C, PdBi/C and PtPdBi/C based electrocatalysts for ethanol oxidation in alkaline medium in fuel cells . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-141651

    Abstract: A poluição ambiental e os altos custos associados ao uso de combustíveis fósseis têm motivado o desenvolvimento de fontes de energias alternativas. Neste sentido, as células a combustível são uma alternativa promissora, por possibilitar o uso de combustíveis de fontes renováveis, como o etanol, que possui um sistema produtivo bastante desenvolvido no Brasil. Entretanto, na reação incompleta de oxidação do etanol há formação de espécies intermediárias e subprodutos, que ficam adsorvidos na superfície do eletrocatalisador, causando sua desativação e consequente redução da eficiência energética do sistema; um fator limitante do processo, que pode ser minimizado com a adição de metais, como o bismuto à platina e ao paládio. Para tanto, os eletrocatalisadores PtBi/C (95:5), PdBi/C (95:5) e PtPdBi/C (90:5:5), foram sintetizados via redução por borohidreto de sódio. A atividade eletrocatalítica foi analisada via voltametria cíclica e cronoamperometria em meio alcalino em três concentrações diferentes de etanol (0,5; 1,0 e 2,0 mol.L-1) e testes em célula unitária de etanol direto. Os eletrocatalisadores exibiram um tamanho médio de partícula entre 5 a 8 nm, e os espectros de XPS apontaram que a presença de bismuto não causou mudança significativa nos valores de energia de ligação, o que sugere que não houve formação de compostos intermetálicos, em concordância com os dados obtidos de DRX, os quais, não apontaram a formação de ligas, apenas a presença de picos característicos dos metais Pt e Pd. Os resultados de ATR-FTIR mostram que a adição de Bi suprime a produção de carbonato e aumenta o rendimento de acetato independente da concentração de etanol, indicando a ocorrência preferencial da oxidação parcial do etanol. Quanto ao desempenho eletrocatalítico, os melhores resultados em densidade de corrente foram obtidos com o PtBi/C (95:5), que foi cerca de quatro vezes superior à Pt/C, portanto, os resultados sugerem que a associação do bismuto com a platina é extremamente benéfica e sua alta atividade eletrocatalítica pode ser atribuída a sinergia entre seus constituintes, considerando o mecanismo bifuncional.

    Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; oxyfuel combustion process; redox reactions; bismuth; platinum; palladium; sodium compounds; borohydrides; synthesis; surface properties; electrocatalysts; power potential; potential energy; voltammetry; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy; scanning electron microscopy; mass spectroscopy; measuring instruments; renewable energy sources

  • IPEN-DOC 28053

    COUTO, CAMILA P. . The effect of hot-stamping process on the local electrochemical behaviour of the 22 MnB5 steel coated with hot-dip aluminium-silicon / O efeito do processo de estampagem a quente no comportamento eletroquímico local do aço 22MnB5 revestido com alumínio-silício por imersão a quente . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 170 p. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-103853

    Abstract: Press-hardened steel (PHS) is a strategic steel for the automotive industry. The application of this type of steel in the vehicle structure allows safety improvement, mass reduction and less fuel consumption. Due to its ultra-high-tensile strength, the PHS components are produced by means of hot-stamping process. Hot stamping is a thermo-mechanical process in which a steel blank is heated at austenitisation temperatures and then is transferred to a press tool, where the material is formed and quenched simultaneously. The steel substrate is often protected with metallic coatings prior to hot stamping to avoid its oxidation and decarburisation. Zinc and aluminium based systems are often used as coatings for automotive applications. However, for hot stamping, the hot-dip aluminium-silicon (Al-Si) system is the most widespread and used. This coating presents good corrosion and oxidation resistance at high temperatures. However, during hot stamping, the initial microstructure and chemical composition of the metallic coating changes completely due to diffusion. These microstructural and compositional changes take place in the austenitisation step. Hence, after hot stamping the whole coating layer becomes a complex multi-layered system in which the sublayers are enriched in either aluminium or iron/silicon. Consequently, the coating properties, including the corrosion properties, also change after hot stamping. However, little is known about the effect of the morphological and compositional changes of the Al-Si coating due to the thermo-mechanical process on its corrosion behaviour and performance. The different sublayers in the coating form different micro-galvanic-couplings, which can affect the global electrochemical behaviour of the system. Therefore, a detailed approach based on local electrochemical techniques was suggested to evaluate the role that each sublayer plays on the electrochemical behaviour. This work aimed at evaluating the effect of the hot-stamping process on the electrochemical behaviour of 22MnB5 coated with hot-dip Al-Si (10 % Si in mass fraction). The morphology-composition of the layered structure was obtained using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Global corrosion properties were evaluated by open circuit potential (OCP), linear sweep voltammetry (LSV) and accelerated corrosion test. Nonetheless, the effect of each sublayer of the coating-steel system, on the electrochemical behaviour was investigated on a local scale by two complementary techniques: scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) and electrochemical micro cell. The former was carried out in the samples' cross-section and it shows high lateral resolution, while the latter was done from the top surface in a depth profile approach. Thus, it enabled the local potentiodynamic polarisation in an isolated sublayer. The results obtained during the implementation of this work highlight the high complexity of the Al-Si coating-steel system (composed of several layers), which in turn supports the need for local investigations. The morphology and composition of the coating were shown to be greatly influenced by the hot-stamping process (parameters) and this resulted in considerable variations of the local corrosion and electrochemical behaviour of the coating-steel system.

    Palavras-Chave: electrodeposited coatings; surface hardening; surface treatments; temperature range 0400-1000 k; corrosion resistant alloys; aluminium base alloys; silicon additions; metallurgical effects; sample preparation; materials testing; surface coating; corrosion protection; corrosion pickling; electron microscopy; x-ray spectroscopy; voltametry; photon emission scanning; automotive industry

  • IPEN-DOC 28052

    BERECZKI, ALLAN . Ressonadores dinamicamente estáveis de com meio ativo birrefringente de Nd:YAG / Dynamically stable resonators with Nd:YAG birefringent active medium . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 123 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-100924

    Abstract: Neste trabalho, que teve como objetivo o estudo do uso de meio ativo com birrefringência termicamente induzida (BIT) de Nd:YAG em ressonadores dinamicamente estáveis, foi proposto o desenvolvimento de um ressonador dinamicamente estável em anel de alta potência com a utilização de módulos laser bombeados lateralmente por diodos comerciais e com compensação de BIT, obtendo-se 55,6 W de potência na operação em frequência única com saída polarizada no modo contínuo. Esta potência, é a maior para lasers em frequência única de Nd:YAG em um único ressonador. Um cristal de triborato de lítio (LBO) foi inserido no ressonador para melhorar as características espectrais do laser por mecanismos de perdas não lineares sendo verificada a supressão dos modos longitudinais adjacentes ao modo principal, com um único pico de frequência com largura de 29 MHz. Este laser foi construído utilizando-se módulos laser comerciais possibilitando a obtenção de um sistema laser de alta potência com saída em frequência única com um baixo custo. Foram obtidos também outros ressonadores lineares com os módulos: Um laser com alta qualidade de feixe e potência de saída de 30 W contínuos e linearmente polarizado com M2=1,08, com seu melhor fator de qualidade medido de 1,02 em 24,8 W, e utilizando-se dois módulos construiu-se um ressonador com e potência de saída de 76 W linearmente polarizados com M2=1,3 e 1,1 e 100,5 W de potência com M2=1,7 e 1,9 nas direções vertical e horizontal, respectivamente. As equações de Magni para os ressonadores dinamicamente estáveis lineares [1] foram aplicadas aos ressonadores com zonas conjuntas e novas expressões foram apresentadas. As equações para os ressonadores em anel de Silvestri et al. [2] foram aplicadas para os ressonadores em anel simétricos com um par de espelhos curvos e novas expressões foram apresentadas. Em especial, mostrou-se que a largura e a posição de seu intervalo de estabilidade podem ser ajustadas de maneira independente e contínua variandose apenas as distâncias do ressonador.

    Palavras-Chave: polarization; optical properties; optical activity; solid state lasers; diode-pumped solid state lasers; thin films; light bulbs; electromagnetic pulses; neodymium; doped materials; aluminium oxides; ferrite garnets; yttrium compounds; heating systems; lenses; induction; stability; split-ring resonators; birefringence; refraction

  • IPEN-DOC 28051

    GERALDES, LARISSA L. . Eficiência da radiação ionizante na redução da toxicidade da Microcistina de Microcystis aeruginosa para Hyalella azteca / Efficiency of ionizing radiation in reducing the toxicity of Microcystin from Microcystis aeruginosa for Hyalella azteca . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-123823

    Abstract: O crescente despejo e acúmulo de matéria orgânica e nutrientes nos corpos hídricos possibilitam o processo de eutrofização. As principais causas desse enriquecimento são as descargas de esgotos domésticos e industriais sem o devido tratamento. A eutrofização pode levar a ocorrência de florações de cianofíceas, resultando em efeitos ambientais, econômicos e sociais. A ocorrência de florações de cianobactérias em corpos d'água utilizados para abastecimento humano representa riscos para a população devido à capacidade desses microrganismos de produzir metabólitos, como as cianotoxinas. Por essa razão, diversos trabalhos têm demonstrado interesse em estudar formas de minimizar a contaminação de águas por cianotoxinas. Estas toxinas são solúveis em água e não são adequadamente removidas pelo sistema de tratamento de água para fornecimento público, sendo necessários tratamentos auxiliares que possibilitem essa remoção. Para a avaliação do potencial de riscos das cianotoxinas para a biota dos reservatórios onde ocorre a floração das cianobactérias, o anfípode Hyalella azteca foi o organismo aquático selecionado para a realização dos ensaios de toxicidade. O objetivo deste trabalho foi otimizar o cultivo de Hyalella azteca em condições de laboratório e avaliar sua taxa de reprodução, a sobrevivência e a longevidade, bem como avaliar os efeitos agudos de amostras de Microcystis aeruginosa, por meio de ensaios ecotoxicológicos, empregando a radiação ionizante como tecnologia auxiliar para minimizar os efeitos das toxinas nos organismos a ela expostos. Os organismos-teste foram expostos à suspensão de cianobactérias do gênero Microcystis para avaliar a toxicidade de cianotoxinas para Hyalella azteca quando submetido a diversas concentrações de suspensão de cianofíceas em meio de cultivo ASM-1. As soluções foram irradiadas em acelerador de elétrons, e as doses estabelecidas em 2,5, 5 e 10 kGy. Em ensaios preliminares foram obtidos valores de CL50 de 3,66% para o efeito de toxicidade aguda ao ser exposto à suspensão de cianobactérias contendo Microcystis aeruginosa. Do tratamento com radiação ionizante com dose de 2,5 kGy não houve redução da toxicidade aguda para o organismo-teste. Entretanto, as doses de 5 kGy e 10 kGy reduziram a toxicidade de Microcystis aeruginosa para os organismos expostos. Foi possível observar que as concentrações-teste 10% e 20% das amostras tratadas apresentaram diminuição da toxicidade para o organismo Hyalella azteca quando comparadas a amostra não irradiada. Quando comparados os valores médios de CL50 de exposição a suspensão de cianofíceas (Microcystis aeruginosa) em meio de cultivo ASM-1 irradiado e não irradiado para Hyalella azteca é possível verificar que a solução-teste não irradiada apresentou maior grau de toxicidade (CL50 de 4,58 ± 1,47%). Esta circunstância caracteriza uma redução evidente da toxicidade da amostra, após ser submetida à radiação por feixe de elétrons. A dose de 10 kGy (CL50 de 31,01 ± 5,60%) se mostrou mais eficaz, em relação à dose de 5 kGy (CL50 de 14,55 ± 6,66%).

    Palavras-Chave: methanotrophic bacteria; photosynthesis; aquatic organisms; aquatic ecosystems; microorganisms; toxicity; acute exposure; reduction; water treatment; water quality; water supply; ionizing radiations

  • IPEN-DOC 28050

    PEREIRA FILHO, NIVALDO G. . Síntese de nanopartículas de Pt e PtRh com orientação preferencial (100) suportadas em carbono para oxidação eletroquímica do etanol e glicerol em meio ácido / Synthesis of carbon-supported Pt AND PtRh nanoparticles with (100) preferential orientation for the electrochemicaloxidation of ethanol and glycerol in acid medium . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-112424

    Abstract: A síntese dos eletrocatalisadores Pt/C e PtRh/C (20% em massa de metais) foi realizada pelo método da redução por álcool desenvolvido no IPEN-CNEN/SP. A caracterização por EDX apontou que as composições atômicas dos eletrocatalisadores ficaram bem próximas às nominais. O DRX permitiu observar uma possível formação de liga para os materiais binários e também estimar o tamanho médio de cristalito para os catalisadores sem direcionamento, o qual foi de aproximadamente 3 nm. Realizou-se ainda uma observação sobre os domínios de superfície dos eletrocatalisadores, mostrando que os materiais com orientação preferencial apresentaram domínios de superfície Pt(100) mais intensos que os demais. Imagens de MET mostraram que a maioria das nanopartículas de Pt e PtRh sintetizadas com crescimento preferencial na direção (100) possuem morfologia cúbica com tamanhos médios entre 8 e 9 nm. Pelo stripping de CO notou-se que a eletro-oxidação de uma monocamada de CO ocorre em menores potenciais para os catalisadores com orientação preferencial. Experimentos em célula unitária mostraram que os eletrocatalisadores bimetálicos PtRh/C (com ou sem orientação) apresentaram melhor desempenho para as reações propostas (EOR e GOR) e ainda que os materiais com orientação preferencial na direção (100) são bem mais ativos quando consideramos sua área eletroquimicamente ativa. Experimentos de DMS e medições de ATR - FTIR revelaram, para EOR, que os eletrocatalisadores com orientação preferencial na direção (100) levam à formação de produtos mais oxidados. Para GOR os resultados de DMS e ATR - FTIR mostraram que, assim como os eletrocatalisadores binários PtRh, os eletrocatalisadores com orientação preferencial não produziram todos os compostos investigados.

    Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; alcohol fuel cells; glycerol; oxyfuel combustion process; redox reactions; platinum; rhodium; synthesis; surface properties; electrocatalysts; stripping; carbonization; nuclear reactions; orientation; voltammetry; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy; scanning electron microscopy; mass spectroscopy; infrared spectra

  • IPEN-DOC 28049

    PAULA, PAMELA P. de . Preparação e caracterização de compósitos de galato de lantânio contendo estrôncio e magnésio/galato de estrôncio / Preparation and characterization of strontium and magnesium doped lanthanum gallate/strontium gallate composites . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-02092021-113950

    Abstract: Neste trabalho foram preparados compósitos cerâmicos à base de galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio (LSGM) e galato de estrôncio (SG) pelo método convencional de reação em estado sólido. Os compostos LSGM e SG, bem como os compósitos LSGM-xSG (x = 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 e 2,0% mol) foram caracterizados por técnicas como difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância. O principal objetivo foi verificar o efeito da fase minoritária (SG) nestas propriedades. Duas composições foram estudadas:La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM10) e La0,85Sr0,15Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM15). Os resultados de estudo de sinterização revelaram que a temperatura ideal de sinterização é de 1400 ºC permitindo obter compósitos com densidades relativas elevadas (> 92%). Medidas de retração linear evidenciaram que o SG retarda a densificação do LSGM. A microestrutura dos compósitos é heterogênea, assim como a dos compostos de base (LSGM10 e LSGM15). A formação de compósitos foi evidenciada por espectroscopia de energia dispersiva acoplada à microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de medidas de condutividade elétrica por espectroscopia de impedância revelaram que a adição da fase minoritária SG promove aumento da condutividade de volume. Esse aumento é maior para o LSGM10 e para a concentração de SG de 1% mol.

    Palavras-Chave: lanthanum; strontium; magnesium; doped materials; synthesis; chemical reactions; electric conductivity; solid electrolytes; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; electric impedance

  • IPEN-DOC 28048

    LEANDRO, RODRIGO S.R. . Determinação das doses letais e esterelizantes para todas as fases do ciclo evolutivo do Trogoderma granarium visando o seu controle / Determination of lethal and sterilizing doses for all the phases of evoluctive cycle of Trogoderma granarium aiming at your control . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 34 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-02092021-095014

    Abstract: O Trogoderma granarium é um inseto comumente encontrado em grãos armazenados e subprodutos como farinhas e farelos, é uma das principais pragas em diversos países do mundo. Em razão deste fato a pesquisa teve como objetivo determinar as doses letais e esterilizantes para todas as fases do ciclo evolutivo do T. granarium visando o seu controle. O experimento foi realizado no Laboratório de Radiobiologia e Ambiente do Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP. Todas as fases do ciclo de vida do inseto (ovo, larva, pupa e adulto) foram irradiadas com doses crescentes de radiação gama do cobalto-60, de: 0 (controle), 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 150 e 175 Gy. Cada tratamento constou de 10 repetições com 10 ovos cada num total de 100 ovos. Já para larvas, pupas e adultos 20 por repetição 200 por tratamento. Após a irradiação os insetos foram mantidos em sala climatizada com 25±5 ºC e 70±5 % de umidade relativa. Foram feitas as avaliações a cada 7 dias por um período de até 63 dias da mortalidade dos: ovos, larvas, pupas e adultos. O delineamento estatístico experimental para cada ensaio será inteiramente casualizado. Os resultados obtidos nas avaliações foram submetidos a análise de variância pelo teste F, e a comparação das medias pelo teste de Tukey a 5%. As doses letais para ovos, larvas e pupas foram de: 30, 125 e 150 Gy e a esterilizante para adultos foi de 150 Gy. Portanto a dose recomendada para tratamento fitossanitário do T. granarium é a de 150 Gy.

    Palavras-Chave: insects; pest control; pest eradication; radiosterilization; eggs; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; gamma radiation; gamma dosimetry

  • IPEN-DOC 28047

    SILVA, ANDRE A. . Otimização dos parâmetros de usinagem de Al2O3 e ZrO2 a verde e parcialmente sinterizados / Optimization of Al2O3 and ZrO2 machining parameters in green and partially sintered . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 125 p. Orientador: Luís Antonio Genova. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-104055

    Abstract: O processo de usinagem de peças cerâmicas sinterizadas se mostra, na maioria das vezes, inviável devido à sua alta dureza, elevada resistência ao desgaste e baixa tenacidade à fratura, se limitando a polimentos e lapidações. Uma alternativa que vem sendo cada vez mais empregada para a confecção de peças cerâmicas com geometria complexa é a usinagem dos corpos no estado a verde ou parcialmente sinterizados. O processo de usinagem sofre forte interferência das características do material (como resistência mecânica, dureza, densidade aparente), das características da ferramenta de corte (geometria da ponta, granulometria) e parâmetros de operação da máquina (como avanço e rotação da ferramenta, profundidade de corte e lubrificação). A usinagem de cerâmicas a verde ou parcialmente sinterizadas vem sendo amplamente empregada como uma etapa do processamento de peças cerâmicas, com destaque para a produção de isoladores cerâmicos de velas de ignição, e de componentes dentários a partir da usinagem por CAD/CAM de blocos de zircônia parcialmente sinterizados. Neste trabalho estudaram-se as condições de usinagem de peças de alumina, de zircônia, e de compósitos alumina/zircônia, prensadas isostaticamente, a verde ou parcialmente sinterizadas (800 a 1200 °C), empregando-se uma fresadora CNC simples e de baixo custo. Parâmetros como rotação, geometria e granulometria de ferramenta, taxa de avanço, profundidade de corte e lubrificação, pressão de compactação e temperatura empregada na sinterização parcial foram variados empregando-se o método de Taguchi de planejamento de experimentos, de modo a otimizar o processo e avaliar o efeito dos parâmetros envolvidos a partir de um número reduzido de experimentos. A influência destes parâmetros na qualidade da usinagem foi avaliada pela rugosidade da superfície usinada e pela integridade de suas bordas. Foi possível determinar um conjunto de condições relacionadas às características dos corpos cerâmicos e aos parâmetros de usinagem que permitiram obter corpos com integridade de arestas e com baixa rugosidade (Ra). A partir dos resultados pode- se confeccionar diferentes peças de geometrias complexas, com destaque para rotores de bombas rotativas.

    Palavras-Chave: milling machines; green roofs; sintered materials; hot pressing; aluminium oxides; zirconium; composite materials; ceramics; powder metallurgy; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; statistical models; computer calculations; depth; dentistry; teeth

  • IPEN-DOC 28046

    CHIERENTIN, GABRIEL de S. . Efeito da radiação gama em propriedades nutricionais e tecnológicas de sementes de chia (Salvia hispanica L.) / Gamma radiation effect on nutritional and technological properties of chia (Salvia hispanica L.) seeds . 2021. 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.85.2021.tde-18082021-113506

    Abstract: A chia (Salvia hispanica L.) é uma planta nativa da região do sul do México e do norte da Guatemala, onde foi cultivada durante milhares de anos pelas civilizações Maias e Astecas. No Brasil, a chia é produzida principalmente no oeste paranaense e no noroeste do Rio Grande do Sul. As sementes de chia possuem propriedades nutricionais notáveis e o seu consumo fornece benefícios a saúde humana. Quando imersa em água, a semente de chia exsuda um gel, chamado de mucilagem de chia, composto principalmente por fibras solúveis e corresponde a cerca de 6% de sementes de chia. A irradiação de alimentos garanta a segurança microbiológica de alimentos, principalmente para longos processos de transporte, e sua aplicação pode ser de interesse para sementes de chia. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da radiação gama em propriedades relevantes de sementes de chia irradiadas sob diferentes doses. As sementes foram submetidas a irradiação em fonte de 60Co Gammacell 220, com doses de 0, 5, 10 e 20 kGy. A irradiação não afetou teores de umidade, proteínas, cinzas (foi determinado conteúdo de minerais), atividade de água e fibras totais. Houve diminuição no teor de gorduras totais e valor calórico total nas doses de 5 e 10 kGy, e diminuição no teor de carboidratos na dose de 5 kGy. Houve aumento no conteúdo de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante pelo método DPPH na dose de 10 kGy. A mucilagem de chia apresentou comportamento pseudoplástico, onde o melhor modelo de ajuste reológico para a dose de 0 kGy foi o Lei da Potência e para as demais doses também obteve bom ajuste para Herschel-Bulkley. Não houve alteração na textura e em propriedades emulsificantes da mucilagem de chia. Portanto, a irradiação pode ser utilizada para tratamento de sementes de chia, sem causar prejuízos em relação aos atributos avaliados no presente trabalho.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; gamma radiation; radurization; radiation doses; radiation effects; fruits; seeds; plants; nutritional deficiency; carbohydrates; organoleptic properties

  • IPEN-DOC 28045

    HERBST, LUCAS S. . Utilização do dosimetro FRICKE GEL em medidas 3D de dose em braquiterpia / Use of FRICKE GEL dosimeter in 3D dose measures in brachytherapy . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-135027

    Abstract: A radioterapia é uma área da medicina que utiliza a radiação ionizante para fins terapêuticos. Um tratamento de radioterapia pode ser dividido em duas modalidades: Teleterapia e Braquiterapia. A Teleterapia tange os tratamentos onde a fonte de radiação localiza-se distante do local de tratamento. A Braquiteria emprega fontes, geralmente radioativas seladas, para tratamentos bem localizados, utilizando radiações de curto alcance, com técnicas intracavitárias, intersticiais ou superficiais. Nesses casos a fonte de radiação é colocada próxima ou mesmo dentro da região de tratamento. No Brasil essa modalidade de tratamento é empregada principalmente para tumores na região da pelve, na maioria ginecológicos, devido ao alto número de casos de câncer de Colo de Útero e Endométrio, sendo as únicas regiões onde essa técnica está contemplada pelo Sistema Único de Saúde. Para o sucesso de um tratamento radioterápico é importante que a dose prescrita seja administrada de maneira correta. Erros dosimétricos ou geométricos podem comprometer o resultado do tratamento. As fontes devem ser conhecidas e caracterizadas, os aparelhos calibrados e verificados periodicamente, e os planejamentos e tratamentos devem ser feitos com boa precisão e exatidão. O resultado de um tratamento com radioterapia depende fortemente do conhecimento da distribuição de dose dentro do paciente. Com os planejamentos modernos em 3D a dosimetria puntual tornou-se obsoleta, surgindo a necessidade de uma dosimetria mais completa. Este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia simples, prática e de fácil aplicação empregando o Gel Dosimétrico para ser empregada na medida da distribuição tridimensional da dose em braquiterapia de alta taxa de dose (HDR) utilizando a técnica de Imagens por Ressonância Magnética (MRI).

    Palavras-Chave: brachytherapy; radiotherapy; neoplasms; dose rates; radiation dose rate ranges; chemical dosemeters; polymer gel dosemeters; three-dimensional calculations; magnetic resonance; planning; image processing

  • IPEN-DOC 28037

    SILVA, BETHOVEN M. da . Aplicabilidade de curativos de hidrogel com nanopartículas de prata em queimaduras / Applicability of hydrogel dressings with silver nanoparticles in burns . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-130005

    Abstract: Introdução: As queimaduras são caracterizadas por um tipo de ferida traumática que podem ser causadas por agentes térmicos, químicos, elétricos ou radioativos. O tratamento para essas lesões evoluiu muito ao longo do tempo, com várias opções de curativos disponíveis no mercado. Por isso, a escolha da melhor cobertura se torna um desafio. Considerando a sua importância na cicatrização e o conforto proporcionado por meio do alívio da dor, tem-se observado o uso crescente de membranas de hidrogel com nanopartículas de prata para aplicação como curativo. Objetivos: Avaliar o uso de curativos de hidrogel com nanopartículas de prata no tratamento de queimaduras. Materiais e métodos: Trata-se de um estudo do tipo série de casos clínicos com intervenção terapêutica, que avaliou o curativo de hidrogel com nanopartículas de prata produzido pelo Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (IPEN) no tratamento de lesões por queimadura no Hospital Geral de Palmas (HGP) -Tocantins. A população constou de casos com lesão por queimadura que internaram no HGP durante o período da pesquisa, que atenderam aos critérios de inclusão. Resultados: Caso 01, queimadura de 2º grau superficial na mão direita, com 2,0% de área total de acordo com tabela de Lund Browder. Foram realizados quatro curativos e o tratamento teve duração de sete dias, com alívio da dor e eliminação do exsudato. Não houve presença de odor. Caso 02, apresentando queimaduras em mão, antebraço e região anterior do braço direito, mão e antebraço esquerdo, região abdominal, região torácica anterior à direita, com porcentagem total de 14,5% de área queimada, de 2º grau mista. Foram realizados seis curativos e a duração do tratamento foi de dezesseis dias, sendo eliminados dor, odor e exsudato. Caso 03, queimadura por explosão elétrica, em antebraço e mão esquerda, antebraço direito, braço e mão direita, região torácica anterior à esquerda e pescoço. Porcentagem de 13,5% de área queimada, 2º grau mista. Nas regiões dos membros superiores o tratamento foi encerrado no quinto curativo e décimo segundo dia de tratamento, devido ao aumento na quantidade do exsudato, contraindicando as placas. Na região torácica, foram realizados sete curativos e a duração foi de quatorze dias, com tecido epitelizado em todo leito da lesão, e eliminação da dor, odor e exsudato. Caso 04 com queimadura por explosão elétrica em antebraço, braço e mão direita, com 7% de área queimada, 2º grau profunda. Foram realizados onze curativos e o tempo de tratamento foi de vinte e três dias, com epitelização do tecido e eliminação da dor, odor e exsudato. Conclusão: Os hidrogéis com nanopartículas de prata mostraram-se eficazes no tratamento de queimados, já que auxiliaram o processo de epitelização, com redução de exsudato, diminuição do odor e promoção de conforto, com alívio da dor.

    Palavras-Chave: skin; wounds; burns; therapy; bioassay; toxicity; banding; pvp; irradiation; hydrogels; membranes; nanomaterials; silver; distribution; clinical trials; patients; regional analysis; data analysis; comparative evaluations

  • IPEN-DOC 28044

    HATTORI, CAROLINA S. . Obtenção, caracterização microestrutural e comportamento mecânico de ligas de alumínio da série 7xxx extrudadas para aplicações automotivas / Manufacturing, microstructural characterization, and mechanical behavior of extruded 7xxx series aluminum alloys for automotive applications . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 127 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18082021-144545

    Abstract: Devido às legislações cada vez mais rígidas quanto a emissão de CO2, uma das opções das montadoras é a utilização de materiais mais leves. Esta questão de leveza trouxe ainda mais atenção para as ligas de alumínio que já são largamente utilizadas na indústria automotiva para diversas aplicações, principalmente as ligas tradicionais da série 5xxx e 6xxx. Diante do cenário de competitividade da indústria, faz-se necessário o desenvolvimento de ligas estruturais de alta resistência mecânica, como as da série 7XXX que são o foco deste estudo. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo a obtenção por extrusão de duas novas ligas de alumínio, 7108 e 7046, caracterizar a microestrutura em cada etapa do processo de fabricação e avaliar o comportamento mecânico em tração e em fadiga. Inicialmente, foram vazados tarugos nas duas ligas para posterior desenvolvimento do processo de extrusão, em duas geometrias diferentes de perfil extrudado, visando definir os principais parâmetros do processo e de tratamentos térmicos. As microestruturas dos perfis extrudados das ligas 7108 e 7046 são formadas por partículas de segunda fase ricas em Al-Fe-Si e precipitados finos ricos em Al-Zn-Mg dispersos em matriz de alumínio. O resultado de limite de resistência da liga 7046 apresentou um resultado 36% superior ao da liga 7108, comprovando a influência da quantidade de precipitados formados. Para a liga 7046 todos os níveis de tensão máxima tiveram um desempenho superior nas propriedades de fadiga em relação a liga 7108 e notou-se uma significativa melhoria das propriedades em fadiga em decorrência do polimento dos corpos de prova. Nas superfícies de fratura observa-se uma região de menor área de propagação de trinca e uma região mais extensa de ruptura por sobrecarga mecânica. A região de propagação de trinca é caracterizada por deformação plástica e presença de estrias perpendiculares à direção de crescimento.

    Palavras-Chave: heat treatments; aluminium alloys; zinc; power amplifiers; strength functions; microstructure; mechanical properties; crack propagation; fatigue; fracture mechanics; scanning electron microscopy; materials testing; manufacturing; fabrication; automotive industry

  • IPEN-DOC 28043

    SANTOS, RODRIGO S. dos . Caracterização de rochas vulcânicas, quanto à morfologia, distribuição interna e interconexão das suas vesículas / Characterization of volcanic rocks, regarding morphology, internal distribution and interconnection of vesicles . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-134533

    Abstract: Rocha vulcânica é a designação dada em geologia para as rochas ígneas extrusivas. Um tipo de rocha ígnea de interesse, em termos econômicos, é a vesicular, desde que o conhecimento da sua morfologia (posição, tamanho e interconecticvidade das vesículas) dessas estruturas dentro do derrame, como também, devido à possibilidade dessas rochas armazenarem fluidos (água e hidrocarbonetos). Nesse trabalho, algumas amostras de rocha vulcânica vesicular da Bacia do Paraná foram caracterizadas, visando somar informações para o conhecimento das propriedades dessas rochas como um reservatório de fluidos. Os elementos presentes nas rochas foram identificados e quantificados pela fluorescência de raios X. A petrografia foi utilizada para caracterizar aspectos como: textura, grau de cristalinidade, visibilidade, geometria, arranjo (trama), o tamanho dos cristais, preenchimento da porosidade e dos minerais secundários. A topografia e a morfologia dos minerais foram analisadas usando o Microscópio de Varredura Eletrônica (MEV). As dimensões das vesículas e a interconexão entre elas foram claramente observadas nas imagens reconstruídas das rochas medidas através de um Tomógrafo Industrial de 3ª geração de radiação gama.

    Palavras-Chave: volcanic rocks; igneous rocks; crystal structure; geothermal fluids; liquid crystals; coal liquids; distribution; petrogenesis; sample preparation; tomography; three-dimensional calculations; industrial radiography; gamma radiation; x-ray fluorescence analysis; scanning electron microscopy

  • IPEN-DOC 28038

    NIELSEN, GUILHERME F. . Texturas cristalográficas em ligas de urânio-molibdênio laminadas a quente e recozidas / Crystallographic texture of hot rolled and annealed uranium-molybdenum alloys . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. p. Orientador: Nelson Batista de Lima. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-16072021-132222

    Abstract: As ligas do sistema urânio-molibdênio têm um grande potencial para serem usadas como combustível monolítico em reatores nucleares de testes, pesquisas e também de potência de pequeno porte. A laminação e alguns tratamentos térmicos são processos normalmente usados para a produção de combustíveis monolíticos. Durante o processamento dos combustíveis monolíticos, ocorre o fenômeno da textura cristalográfica, que pode alterar suas propriedades isotrópicas. Baseando-se nesse contexto, este trabalho abordou os fenômenos de orientação cristalográfica preferencial em ligas do sistema urânio-molibdênio laminadas a quente e recozidas. As ligas fundidas no forno de indução U7,4Mo e U9,5Mo foram tratadas para homogeneização, laminadas a quente e recozidas. Nestas etapas de processo, as ligas foram caracterizadas microestruturalmente por técnicas de microscopia ótica e eletrônica. A presença de fases cristalinas e a macrotextura foi analisada por difração de raios X. A microtextura foi caracterizada por difração de elétrons retroespalhados, EBSD. As ligas no estado bruto de fusão e processadas apresentaram fase γ. A melhor condição de homogeneização foi a 1000 ºC por 5 horas. As ligas de urânio deformadas apresentaram fibras α, γ e θ. A intensidade destas fibras variou em função do grau de deformação. Foi notada que a nucleação de grãos recristalizados ocorreu em locais preferenciais. Os grãos recristalizados possuem orientação preferencial. No recozimento, foi possível verificar que a microestrutura das amostras recozidas varia de acordo com o grau de deformação e do tempo de recozimento. A deformação gerou contornos de especiais do tipo CSL (coincidence site lattice) e sua movimentação foi observada com o recozimento.

    Palavras-Chave: uranium-molybdenum fuels; uranium hexafluoride; uranium-gamma; uranium-alpha; uranium-beta; uranium base alloys; melting; vacuum furnaces; annealing; rolling; hot working; materials working; deformation; crystal lattices; nanostructures; heat treatments; recrystallization; crystallography; x-ray diffractometers; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

  • IPEN-DOC 28042

    SILVA FILHO, JORGE C. . Síntese,caracterização e aplicação de óxido de grafeno reduzido como agente de moagem na preparação de pós TR-Fe-B / Synthesis, characterization and application of reduced graphene oxide as a milling agent in the preparation of RE-Fe-B powders . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 94 p. Orientador: Hidetoshi Takiishi. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-18082021-143557

    Abstract: O presente trabalho aborda o estudo sobre a importância tecnológica dos derivados de grafeno e sua aplicação como agente de moagem para obtenção de pós metálicos, focando na síntese do óxido de grafeno (GO) - método de Hummers modificado - na redução térmica e caracterização do óxido de grafeno reduzido (rGO). Os resultados de difração de raios X (DRX) mostraram a presença de apenas um pico em aproximadamente 2θ = 10° , o qual corresponde ao conjunto de planos de GO em (002). Pode observar-se uma diferença entre a amostra GO e as amostras rGOs após o tratamento térmico, onde a intensidade do pico e os ângulos 2θ foram deslocados, uma vez que o ângulo está entre 25 e 30° referindo-se à redução do GO. A razão de intensidade ID/IG nos espectros de RAMAN, para as amostras m16 e m21 são de 1,45 e 1,87, enquanto para o GO é de 1,36. Isso sugere que novos domínios grafíticos são formados e o número de carbonos sp2 é aumentado. Na análise de Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), o GO apresentou 16,15% at. de sp2 , enquanto nas amostras m20 e m21, esse valor aumenta para 35,51% e 47,85% at., respectivamente. Área superficial de GO obtida a partir da Teoria de Adsorção Multimolecular (BET) é de 23 m2/g e, controlando as variáveis do tratamento térmico da área superficial dos rGOs obtidas foram de 32 à 612 m2/g. Na micrografia do Microscopia eletrônica de Transmissão (MET) foi mostrado que o rGO - utilizado como como agente de moagem - recobriu as partículas dos pós Terra rara-Ferro-Boro (TR-Fe-B). Além disso, o rGO agiu como agente lubrificante, antioxidante, não aglutinante e evitando a soldagem das partículas no pote de moagem. Este recobrimento possibilita o manuseio dos pós TR-Fe-B sem atmosfera controlada (ao ar). A inserção de rGO no processamento de pós TR-Fe-B, gerou o depósito de patente n° : BR 10 2019 016267 8.

    Palavras-Chave: chemical preparation; synthesis; chemical reactions; reduction; graphene; oxide minerals; milling; heat treatments; rare earths; iron; boron; powder metallurgy; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; infrared spectra; fourier transformation; raman spectroscopy

  • IPEN-DOC 28041

    ZACARIAS, ENIO A. . Comparação de eficiência entre vetores contendo a sequência genômica e complementar, acrescida ou não da região downstream, do hormônio de crescimento humano na terapia gênica / Comparison of efficiency between vectors containing the genomic and the complementary sequences, with or without the downstream region, of the human growth hormone in gene therapy . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 72 p. Orientador: Cibele Nunes Peroni. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16072021-135829

    Abstract: A deficiência de hormônio de crescimento (GHD) é geralmente tratada com injeções repetidas do hormônio recombinante. Nosso grupo tem trabalhado com uma alternativa para o tratamento padrão da GHD, utilizando um modelo de terapia gênica baseado em uma única injeção de DNA plasmidial (naked DNA) contendo a sequência genômica (gDNA) do hormônio de crescimento humano (hGH). Utilizamos uma abordagem in vivo na qual o vetor de expressão é administrado em camundongos anões imunodeficientes (lit/scid), seguido por eletrotransferência. Em estudos anteriores, obtivemos níveis elevados de hGH no soro desses camundongos (~ 20 ng/mL) com uma aproximação de crescimento em relação ao camundongo normal (catch-up growth) de ~ 70% para o peso corporal e de ~ 80% para o comprimento do fêmur, utilizando um vetor plasmidial contendo o gDNA do hGH com o promotor de ubiquitina-C. Por outro lado, em trabalho anterior tivemos uma indicação de que a sequência complementar (cDNA) poderia ter uma vantagem sobre o gDNA em nosso protocolo de terapia gênica. No presente trabalho, nosso objetivo foi realizar um estudo comparativo entre vetores contendo as sequências genômica (gDNA), complementar (cDNA) ou complementar acrescida da região 3' (cDNA 3') do hGH. Primeiro, os vetores foram analisados quanto aos níveis de expressão in vitro mediante transfecção de células HEK-293. Os níveis de hGH foram mensurados por ELISA e atingiram 20,96 ± 4,28 μg/mL para gDNA, 1,59 ± 0,42 μg/mL para cDNA e 3,13 ± 0,71 μg/mL para cDNA+3', após 72 h da transfecção. Uma segunda quantificação foi realizada por RP-HPLC e o padrão de expressão foi o mesmo da quantificação por ELISA. Em seguida, foram realizados bioensaios administrando esses vetores em camundongos lit/scid, via eletrotransferência, no músculo tibial anterior. O primeiro bioensaio foi de 7 dias e, ao final do experimento, os níveis de expressão de hGH foram estatisticamente diferentes somente entre os grupos gDNA/cDNA+3', sendo que o primeiro apresentou o maior nível de expressão. Quanto aos níveis de mIGF-1, não houve diferença estatística entre os grupos gDNA/cDNA+3', apenas esses dois em comparação com o cDNA e, mais uma vez, o grupo gDNA apresentando o maior nível de expressão. Foi realizado um segundo bioensaio, agora de 30 dias, no qual, além dos níveis de hGH e mIGF-1, também foram determinados os incrementos do peso corporal e do comprimento do corpo total, da cauda e dos fêmures. Ao final deste bioensaio, os níveis de expressão de hGH não apresentaram diferença estatística entre os grupos de DNA. Por outro lado, os maiores níveis de expressão de mIGF-1 foram obtidos nos grupos gDNA e cDNA+3'. Finalmente, as porcentagens de catch-up growth foram calculadas e os melhores resultados foram novamente para o gDNA, com variações de 16,6 a 32,4 % para os parâmetros avaliados. Esses resultados indicam, portanto, que o plasmídeo contendo a sequência gDNA é mais eficiente para o estímulo de expressão do IGF-1 e incremento na porcentagem de recuperação dos parâmetros analisados do que as outras sequências de DNA utilizadas. Em conclusão, os resultados alcançados neste projeto são opostos aos esperados por nós, pois acreditávamos que o cDNA poderia apresentar um maior nível de expressão quando comparado ao gDNA, em nosso modelo de terapia gênica. Pelo contrário, o gDNA apresentou os melhores resultados para hGH, mIGF-1 e catch-up growth, seguidos pelos grupos cDNA+3' e cDNA. O fato do cDNA+3' ter apresentado melhores resultados que o cDNA provavelmente é devido à região 3', a qual é conhecida por conter sequências que podem aumentar a eficiência da transcrição. Portanto, continuaremos a utilizar o vetor contendo o gDNA em nossos estudos de terapia gênica.

    Palavras-Chave: sth; hormones; gene therapy; stem cells; bone cells; dna; genome mutations; biological functions; molecular structure; electrical properties; in vitro; skeletal diseases; in vivo; rats; rodents

  • IPEN-DOC 28040

    MADI, LILIAN L.N. . Responsabilidade por danos causados ao meio ambiente por atividades com materiais nucleares / Liability for damages caused to the environment by nuclear material activities . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Gian Maria Agostino Angelo Sordi. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-134636

    Abstract: Hoje em dia muito se discute sobre questões relacionadas à preservação do meio ambiente, o que pode ser feito para melhorá-lo, o que deve ser evitado. Nessa discussão surge a questão do potencial da energia nuclear. Um deles é o potencial de geração de energia elétrica, mais barata e com menor impacto ao meio ambiente. No entanto, muito já foi visto no mundo a respeito dos danos que podem resultar de um acidente em usinas nucleares. Em caso de acidente que cause dano efetivo, seja ao meio ambiente ou à população, tanto as normas brasileiras quanto as estrangeiras preveem responsabilidade pela reparação. A Constituição Federal de 1988 determina a competência da União para explorar serviços e instalações nucleares, sendo as atividades de monopólio do Estado as atividades relacionadas aos materiais nucleares e seus derivados. Além disso, a CF/88 atribuiu responsabilidade objetiva por dano nuclear. A Convenção de Viena sobre Responsabilidade Civil por Danos Nucleares, de 21 de maio de 1963, que foi promulgada no Brasil pelo Decreto nº 911/1993, prevê que o operador é responsável por danos nucleares, no caso do Brasil, o operador de uma usina nuclear é a entidade estatal (Autarquia Federal). Assim, em casos de dano nuclear, o Estado deve ser responsabilizado objetivamente. E aqui começam a surgir questões como: O Estado é sempre responsável? Existe alguma possibilidade de exclusão da responsabilidade do Estado? O presente trabalho analisou a Constituição Federal e as normas infraconstitucionais, correlacionando a legislação nuclear e ambiental, bem como doutrina sobre o tema, na tentativa de responder a essas e outras questões, sem, no entanto, pretender esgotar o assunto. Dessa análise pôde-se concluir que as normas ambientais não podem ser aplicadas aos danos causados por materiais nucleares e que seria conveniente que a matéria fosse regulamentada como um ramo autônomo do direito.

    Palavras-Chave: atomic energy laws; national energy acts; pollution laws; public law; radiation protection laws; nuclear waste policy acts; licensing regulations; safeguard regulations; public policy; enforcement; administrative procedures; agreements

  • IPEN-DOC 28039

    FRANCISCO, LEONARDO H.C. . Desenvolvimento de materiais luminescentes de aluminato de estrôncio dopados com íons terras raras para aplicações em células solares / Development of rare-earth-doped strontium aluminate luminescent materials for solar cells applications . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 163 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-133606

    Abstract: Atualmente, várias classes de materiais luminescentes dopados com íons terras raras têm chamado atenção devido à sistemas de conversão de energia estruturalmente construídos, capazes de estabelecer frequências específicas de absorção e emissão de luz, expondo novos materiais para potenciais aplicações na área de fotônica. Nesse cenário, este trabalho apresenta o desenvolvimento e funcionalização de materiais de aluminato de estrôncio dopados com íons terras raras sintetizados por via úmida. Os materiais preparados foram funcionalizados por síntese assistida por micro-ondas, utilizando uma combinação de aminosilanos e complexos β-dicetonatos de terras raras, a fim de aumentar sua absorção de luz e promover processos de transferência de energia. Análises por difração de raios X revelaram uma fase monoclínica característica e estável, a qual sofreu alterações significativas após processos de funcionalização. A morfologia e distribuição elementar foram analisadas por técnicas de microscopia, evidenciando alterações de superfície. Estudos espectroscópicos revelaram emissão característica na região do verde, atribuída à luminescência dos dopantes, visto que em materiais recobertos observou-se intensificação desta emissão, sugerindo interações eficientes entre os complexos β-dicetonatos, a rede de SiO2 e a matriz inorgânica. Uma maior absorção para amostras recobertas também foi observada, juntamente com o aumento do tempo de persistência de luminescência em materiais funcionalizados. É destacado que, como os materiais preparados demonstraram faixas de emissão sobrepostas à absorção máxima de corantes comumente utilizados em células solares, estes materiais aspiram aumentar a eficiência de conversão e armazenamento de energia em dispositivos fotovoltaicos.

    Palavras-Chave: photovoltaic cells; solar cells; energy conversion; rare earth complexes; doped materials; luminescent concentrators; strontium; metamict state; aluminates; silicon dioxide; microwave radiation; surface energy; surface properties; adsorption; surface ion sources; engineering; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

  • IPEN-DOC 28036

    FERREIRA, LUCAS A. dos S. . Sinterização, microestrutura e condutividade elétrica da zircônia estabilizada com céria / Sintering, microstructure and electric conductivity of ceria-stabilized zirconia . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16072021-125043

    Abstract: Materiais cerâmicos policristalinos à base de zircônia estabilizada na fase tetragonal tem sido extensivamente estudados e propostos para diversas aplicações. A zircônia contendo 12% mol em céria (12Ce-TZP) possui estrutura tetragonal e destacadas propriedades termomecânicas. Neste trabalho verificou-se o efeito da sinterização na estabilização da fase tetragonal, microestrutura e condutividade elétrica da 12Ce-TZP obtida por reação em estado sólido. As amostras foram preparadas pelo método de mistura de óxidos reagentes seguido pelos métodos de sinterização rápida e em duas etapas, além do convencional. Medidas de difração de raios X mostraram que as amostras sinterizadas convencionalmente sob diversas temperaturas foram totalmente estabilizadas na fase tetragonal, atingindo densidades relativas de até 99% da teórica. A retração linear dos compactos de 12Ce-TZP atingiu 21% até 1450 ºC, e as temperaturas de retração inicial e de taxa de retração máxima foram 1100 ºC e 1150 ºC respectivamente, determinadas por dilatometria. Amostras produzidas para a investigação das temperaturas ideais de trabalho na sinterização em duas etapas apresentaram coexistência entre as fases monoclínica e tetragonal, que foram quantificadas por meio do método dos polimorfos. Foi confirmado via microscopia eletrônica de varredura que as amostras sinterizadas em duas etapas apresentam tamanhos de grão menores que as sinterizadas convencionalmente, apesar de serem igualmente densas. O tamanho médio dos grãos foi calculado pelo método do intercepto linear. Medidas de condutividade elétrica foram feitas por espectroscopia de impedância.

    Palavras-Chave: ceramography; ceramics; materials testing; sintering; zircon; cerium; yttrium; electric conductivity; solid state physics; nanomaterials; sample preparation; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; electric impedance

  • IPEN-DOC 28035

    SANTAELLA, CESAR R.K. . Efeito da adição de terras raras no processo de boretação do aço AISI1045 / Effect of rare earth additions in the boronizing process of AISI 1045 steel . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-16072021-123815

    Abstract: Elementos terras raras têm sido utilizados em tratamentos termoquímicos de cementação, nitretação e boretação para acelerar a difusão. Nestes processos, cloretos de cério e lantânio são adicionados como reagentes, e a resultante difusão de elementos terras raras no substrato metálico modifica as fases e propriedades das camadas formadas. Para uma investigação mais abrangente do efeito dos elementos terras raras nos tratamentos termoquímicos de superfície, ítrio, lantânio, neodímio, samário e gadolínio foram adicionados aos reagentes do processo de boretação em granulados na forma de óxidos e nitratos. O tratamento termoquímico foi realizado em duas temperaturas diferentes, 840ºC e 900ºC e o patamar em temperatura foi fixado em 4 h. As camadas de boretos assim formadas na superfície de amostras de aço carbono AISI 1045 foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, ensaio de microdureza, difração de raios-X, espectroscopia de emissão óptica de descarga luminescente e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X. O potencial de boro do meio boretante, modificado pela adição de elementos terras raras, foi avaliado através da análise química da concentração de boro em fitas de ferro por espectrometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado. Os resultados mostraram que a adição de elementos terras raras aos reagentes do processo de boretação, tanto na forma de óxidos como de nitratos, promove aumento da difusão de boro, observável em profundidades de camada maiores na temperatura de processo de 900ºC, e em concentração maior de boro na camada, para boretação realizada a 840ºC. Nessa temperatura, foi possível constatar que a adição de nitratos de lantânio, neodímio, samário e gadolínio aos reagentes do processo de boretação não tem efeito catalisador nas reações de liberação de boro nascente para difusão no substrato de aço AISI 1045, o que sugere que os efeitos da adição de elementos terras raras sobre a difusão de boro no aço está relacionada com a formação de boretos terras raras tridimensionais nos contornos de grão, em subestruturas tubulares através das quais os átomos de boro se difundem facilmente e atingem maiores profundidades de penetração. O tipo de boreto difere entre os elementos terras raras adicionados em razão da ampla variação de raios iônicos dos elementos investigados, e para o processo de boretação realizado a 840ºC, a difusão de boro é inversamente proporcional ao raio iônico do elemento terra rara utilizado.

  • IPEN-DOC 28034

    QUEIROZ, CARLA M.S. . Preparação de catalisadores Pt/CeO2 via método de redução por álcool para a oxidação preferencial de monóxido de carbono em misturas ricas em hidrogênio (PROX-CO) / Study of the preparation of Pt/CeO2 catalysts via alcohol-reduction method for the preferential oxidation of carbon monoxide reaction under hydrogen-rich stream (CO-PROX) . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 213 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-16072021-114142

    Abstract: O interesse pela produção e purificação do hidrogênio tem aumentado nas últimas décadas, particularmente porque este importante insumo pode ser utilizado para geração de energia limpa e sustentável, via tecnologia de células a combustível. No entanto, para o emprego nesses dispositivos de conversão de energia, é imprescindível que o hidrogênio utilizado seja de altíssima pureza. Dentre os contaminantes presentes no gás hidrogênio, destaca-se o monóxido de carbono, que envenena os eletrodos do sistema de célula a combustível, levando a desativação e consequente perda de sua eficiência. Para purificação do hidrogênio, um dos processos mais promissores refere-se à oxidação preferencial do monóxido de carbono catalisada (PROX-CO), pois promove a remoção de CO para níveis menores que 100 ppm. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar o desempenho de catalisadores de Pt/CeO2, Pt-Fe/CeO2, Pt-Sn/CeO2 e Pt-Ru/CeO2 destinados à reação de PROX-CO, preparados através do método de redução por álcool, que consiste na preparação de dispersões coloidais de nanopartículas, numa única etapa de síntese, apresentando tamanho e distribuição bem uniformes. Este é um método bastante promissor, amplamente utilizado para preparação de eletrocatalisadores para aplicações em célula a combustível, mas que ainda não está relatado na literatura como método de síntese de catalisadores destinados à reação de PROX-CO. Os catalisadores estudados foram caracterizados através de técnicas de espectrometria dispersiva de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e redução com hidrogênio à temperatura programada. Os desempenhos catalíticos foram avaliados na reação PROX-CO, conduzidos em pressão atmosférica e temperaturas variando desde ambiente até 150 °C. Os resultados revelam que os catalisadores de Pt-Fe/CeO2 apresentam-se como os mais promissores para purificação de correntes ricas em hidrogênio via reação de PROX-CO.

  • IPEN-DOC 28033

    SOUSA JUNIOR, ADERSON R. de . Avaliação de dose em radiologia diagnóstica pediátrica / Dose evaluation in pediatric diagnostic radiology . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-15072021-163406

    Abstract: De acordo com o relatório do Conselho Nacional de Proteção Radiológica (NCRP, 2004), nos Estados Unidos foi registrado um aumento médio anual nas exposições médicas de 0,6 mSv/ano para 3 mSv/ano entre os anos de 1987 a 2006. No Brasil, vem crescendo a taxas próximas de 10% ao ano, e os exames de diagnóstico por imagem, segundo dados do DATASUS, tiveram acréscimo de 45,27% entre dezembro de 2000 a 2006 (SOARES, 2011). As crianças são mais sensíveis à exposição à radiação e por terem maior expectativa de vida, têm maior chance e risco de manifestar as consequências dessa exposição ao longo de suas vidas. "Este trabalho tem por objetivo geral a identificação e avaliação da dose entregue aos pacientes em radiografia médica, em exames de tórax pediátrico na faixa etária de um a cinco anos", conforme termos adotados pela ANVISA, Ministério da Saúde e OMS. Para isso, foi desenvolvido um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA), especialmente projetado para avaliação da dose de radiação em paciente pediátrico. Para as avaliações foram utilizados dosímetros termoluminescentes (TLD) de CaSO4:Dy (sulfato de cálcio dopado com disprósio), desenvolvido pelo Laboratório de Materiais Dosimétricos do IPEN/CNEN (FORNER, 2019), e seguidos os procedimentos do Comitê de Avaliação de Serviços de Ensaio e Calibração - CASEC (IRD, 2001). As exposições com raios X foram efetuadas em um Serviço Público Municipal de Pronto Atendimento (PA), situado no Município de Cotia, fora do IPEN, parceiro do trabalho.

  • IPEN-DOC 28032

    CASTRO, MAYSA C. de . Desenvolvimento de um sistema dosimétrico de referência para feixes laboratoriais de tomografia computadorizada / Development of a dosimetric reference system for laboratory computed tomography beams . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-15072021-162151

    Abstract: Um dos fatores que mais estão ligados à radiação ionizante é o seu uso na prática médica (exames de diagnóstico, tratamentos e proteção radiológica). Os exames de tomografia computadorizada (TC) são os responsáveis pela maior dose recebida pelos pacientes. Portanto, é importante que os equipamentos estejam calibrados; a dosimetria destes feixes é realizada utilizando uma câmara de ionização do tipo lápis com comprimento de volume sensível de 10 cm. Para este tipo de feixe não existe um sistema padrão primário, então o intuito deste trabalho foi o estabelecimento de um sistema de referência para o Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), São Paulo, fazendo uso de uma câmara de extrapolação, para feixes de raios X de tomografia computadorizada. A caracterização desta câmara foi realizada e os resultados obtidos encontram-se dentro dos limites recomendáveis internacionalmente, exceto para o teste de dependência energética como já era esperado; as taxas de kerma no ar também foram determinadas para os feixes de radiação utilizados, portanto foi necessária a determinação de alguns fatores de correção obtidos experimentalmente e por meio de simulações computacionais utilizando o código MCNP5 (Monte Carlo). Neste trabalho, foram ainda caracterizadas duas câmaras de ionização do tipo lápis com 10 cm e 30 cm de comprimento de volume sensível e os resultados obtidos encontram-se dentro dos limites recomendados internacionalmente. Todas as câmaras de ionização também foram testadas no laboratório padrão primário National Physical Laboratory (NPL), Inglaterra, e os resultados foram comparados com os obtidos no LCI, estando em concordância. Finalmente, foi possível o estabelecimento de um sistema de referência utilizando uma câmara de extrapolação para feixes laboratoriais de tomografia computadorizada. Utilizando este sistema foi possível calibrar a câmara do tipo lápis padrão do laboratório e a comparação com o certificado não ofereceu uma diferença relevante, visto que essa câmara foi calibrada há onze anos atrás.

  • IPEN-DOC 28031

    FAUSTINO, MAINARA G. . Qualidades das águas urbanas : caracterização do escoamento superficial urbano quanto à ocorrência espacial e sazonal de multitraçadores / Urban waters qualities: characterization of urban runoff as to the spatial and seasonal occurrence of multi-tracers . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 189 p. Orientador: Maria Aparecida Faustino Pires. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-15072021-160209

    Abstract: O escoamento superficial, proveniente de águas pluviais, é considerado uma fonte de poluição difusa e seu estudo pode auxiliar no saneamento das áreas urbanas. O presente estudo avaliou o fenômeno do first flush, que indica se a taxa de emissão mássica é maior durante as primeiras porções de escoamento do que durante sua última porção, por meio de determinações da concentração dos metais e elementos-traço, nas formas totais e dissolvidos, carbono orgânico total e ensaios de ecotoxicidade aguda com Daphnia similis, além dos parâmetros físico-químicos (pH, temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido e sólidos totais) em amostras de água provenientes do escoamento superficial em uma área urbana - São Paulo/Brasil. O estudo foi conduzido em uma rede de drenagem urbana, área de circulação e estacionamento, do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN, localizado no campus da Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira (CUASO) da Universidade de São Paulo - USP. A coleta das amostras foi realizada com um amostrador integrado de 4 (estágios), em diferentes sazonalidades, verão e inverno de 2017 e primavera, verão, outono e inverno de 2018, em quatro pontos distintos. A determinação dos metais e elementos-traço (Al, Sb, B, Cd, Ca, Ce, Pb, Cu, Cr, Sr, Fe, In, La, Mg, Mn, Mo, Ni, K, Na, Si, Ti, Th, U e Zn) foi realizada utilizando os métodos de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma de Argônio (ICP OES) e Espectrometria de Massas com Plasma de Argônio (ICP-MS). A qualidade dos resultados analíticos foi avaliada pela análise de materiais de referência certificado. Seus resultados de desvio padrão relativo e de erros relativos foram inferiores a 15% para a maioria dos elementos. Os resultados demostraram uma diminuição da concentração dos metais e do teor de sólidos em função do fluxo de água pluvial coletado no amostrador integrado. Corroborando com a literatura, indicando que a taxa de emissão mássica (first flush) ocorre nas primeiras porções de escoamento. Os ensaios mostraram teores não significativos de toxicidade. Com a análise de ACP foi possível verificar as principais influências de contaminantes, como tráfego de carros, deposição atmosférica e matéria orgânica e foi possível concluir que as águas de escoamento superficial provenientes da água de chuva, coletada na área do Campus, não interferem de forma significativa nos recursos hídricos da região.

  • IPEN-DOC 28030

    KUMMER, KARINE . Estudo pré clínico de cicatrização de feridas com curativos de hidrogel com nanoprata em ratos / Pre-clinical study of wound healing with hydrogel dressings with nanosilver in rats . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 71 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. Coorientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-14072021-161733

    Abstract: OBJETIVO: Comparar o processo de cicatrização de segunda intenção de feridas cutâneas em ratos Wistar considerando a eficácia de curativos de hidrogel com nanoprata. METODOLOGIA: Estudo experimental com 69 ratos Wistar machos, jovens com idade entre 90 e 120 dias. Os animais foram distribuídos em três grupos que receberam tratamento com curativo de hidrogel, e hidrogel com 22ppm e 44ppm de nanoprata, sendo o curativo trocado a cada 48 horas. Foi realizada a remoção de aproximadamente 2cm2 de pele e tecido subcutâneo do dorso dos animais, que receberam os tratamentos sendo eutanasiados com 24 horas, 3 dias, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 30 dias. O projeto foi aprovado no CEUA FAPAC/ ITPAC PORTO sob número 006/2017. As peças de pele retiradas foram submetidas à procedimentos de rotina para blocagem e histotécnica. Os cortes histológicos foram analisados qualitativamente a fim de avaliar comparativamente a estrutura do tegumento epitelial e dérmico no grupo controle e experimental com o programa Past. Os resultados quantitativos utilizou-se como análise estatística ANOVA e Kruskal-Wallis com nível de significância de 95%. RESULTADOS: Com 24 horas de tratamento os indicadores de atividade inflamatória e área de colágeno foram significativamente maior no grupo controle bem como a neovascularização, quando comparado com os dois grupos de tratamento com a prata. Nos tempos de 3, 7 e 14 dias não houve diferenças estatísticas entre os tratamentos utilizados. Com 21 dias todas as lesões já estavam cicatrizadas por completas com espessura da epiderme variando em torno de 100μm; e as amostras tratadas com 44ppm de prata expressaram média maior que os outros tratamentos de maneira estatisticamente significativa. Após 30 dias observou-se que os três grupos comportaram-se de maneira parecida (médias pouco discrepantes) nos três parâmetros analisados: formação de colágeno, espessura da epiderme e contagem do número de vasos. Entretanto, o teste ANOVA mostrou que o grupo controle apresentou maior espessura de epiderme que os demais grupos, com um nível de significância (p = 0,043). E o tratamento com 44ppm de prata mostrou melhor resultado na formação de colágeno. CONCLUSÕES: O curativo é transparente, mantem o meio úmido, não adere no leito da ferida e é de fácil remoção e acompanhamento. Houve controle inflamatório das lesões tratadas com curativos com nanoprata em 24 horas de uso. Em 21 e 30 dias o tratamento de hidrogel com 44ppm de nanoprata mostrou maior expressividade em colágeno e formação de novos vasos sanguíneos, mostrando melhor resultado tardio na cicatrização que os demais tratamentos. Todas as lesões cicatrizaram por completo, sem diferença de tempo, mostrando que os curativos com prata propiciaram o processo de cicatrização em segunda intenção de feridas não infectadas, em dorso de ratos.

  • IPEN-DOC 28029

    LIMA, GEAN B. de . Índice z, ferramenta para a garantia da qualidade de resultados analíticos em análise por ativação neutrônica / Z-score, a tool for quality assurance of analytical results in neutron activation analysis . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 131 p. Orientador: Edson Gonçalves Moreira. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-160645

    Abstract: Com a difusão da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, a necessidade de implantação de sistemas de gestão da qualidade em laboratórios químicos tornou-se indispensável. Diante disso, a utilização de materiais de referência certificados (MRC) e materiais de referência (MR) se tornou fundamental na validação de métodos, controle de resultados analíticos e demonstração da cadeia de rastreabilidade metrológica. No entanto, uma questão importante é como um laboratório analítico deve utilizar os resultados de medição que produz a partir dos MRC. MRC são fundamentais para se avaliar a veracidade de métodos analíticos, porém a veracidade não é uma grandeza e, portanto, não pode ser expressa numericamente. O erro relativo porcentual, o índice z e o erro normalizado são algumas formas de quantificar a veracidade. Neste estudo, foi definido como material de partida as dissertações de mestrado e teses de doutorado desenvolvidas no Laboratório de Análise por Ativação (LAN) do IPEN - CNEN/SP, no período de 2006 a 2019. Nesse período, os pesquisadores do LAN orientaram 53 dissertações e 23 teses, num total de 76 documentos. Verificou-se quais trabalhos possuem dados disponíveis para a realização dos cálculos, visando o comparativo de resultados. Da quantidade total de trabalhos analisados, 22 apresentaram dados possíveis de serem utilizados para o propósito deste trabalho. Com a finalidade de comparar métodos e testar cálculos distintos, foi elaborada uma planilha utilizando o Microsoft Office Excel 2016 utilizando os critérios definidos neste trabalho. De forma conjunta com a planilha, foi desenvolvida uma plataforma online para a realização de tais cálculos, que pode ser acessada pelo endereço: <http://slan.pythonanywhere.com//>

  • IPEN-DOC 28028

    FONTES, ERIC H. . Estudo experimental e teórico da oxidação eletroquímica do etanol em meio alcalino por eletrocatalisadores core-shell Au@Pd/C e Pd/C / Experimental and theoretical studies of ethanol oxidation in alkaline medium by core-shell Au@Pd/C and Pd/C . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 183 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-14072021-154529

    Abstract: O aumento na atividade catalítica da oxidação do etanol trará benefícios na performance de Células a Combustível Direta a Álcool, mas para que isso ocorra, a clivagem da ligação C-C associada aos processos de desidrogenação do etanol se faze necessário. Existe ainda uma lacuna no desenvolvimento de eletrocatalisadores que possuem essa habilidade, no entanto, as nanopartículas do tipo core-shell são fortes candidatas a promover novas propriedades eletrônicas que facilitam essa clivagem. A técnica de Espectroscopia Raman permitiu observar efeitos físicos característicos de nanopartículas de Au@Pd, e, juntamente com a DFT possibilitou identificar ligações híbridas Pd-C para Pd/C. A técnica de DRX permitiu observar a presença da estrutura cristalina dos eletrocatalisadores, no entanto, não foi possível observar variações nos parâmetros de rede. As técnicas TEM e STEM possibilitaram identifcar dispersões e deposições das nanopartículas metálicas sobre o suporte de carbono. As técnicas de STEM, Nano-ESD e core level XPS reveleram a presença da estrutura core-shell Au@Pd suportada em Carbono e que posteriormente foi comprovada por um método desenvolvido nesta tese. Além disso, as técnicas core level XPS e Nano-EDS revelaram respectivamente uma espessura do shell de 2,74 nm e 2,56 nm o que corresponde a uma espessura de 12 ML. Já a técnica de core level XPS para Au@Pd/C, revelou também uma homogeneidade na distribuição da composição ao longo da superfície, enquanto que diferentes estados de oxidação do Au não foram observados. Já a composição atômica ao longo da superfície do eletrocatalisador Pd/C variou em cerca de 30% relativo ao próprio material. A técnica de depth profiling XPS permitiu obter informações sobre a composição e os estados de oxidação ex situ em função da profundidade dos eletrodos, enquanto que a técnica de XPS de banda de valência permitiu obter informações experimentais da densidade de estados dos eletrocatalisadores e compará-los com as densidades de estados obtidos por DFT. Os resultados eletroquímicos foram promissores para o eletrocatalisador Au@Pd/C devido à elevada produção de dióxido de carbono. A produção de dióxido de carbono foi favorecida nos ânodos à base de Au e Pd devido a estabilidade da espécie CO, menor ativação para a clivagem da ligação C-C e menor Δ Greação (via DFT). Os resultados de DFT e VBXPS foram contrários ao previsto pela Teoria do centro da banda-d, no entanto, foram condizentes com o modelo de Anderson-Newns-Grimley. Além disso, o modelo ANG (englobando a descritor εμ) descreveu corretamente a interação metal - metal e metal - adsorbatos. Por Fim, o mecanismo de oxidação do etanol em meio alcalino foi incompleto, paralelo e com uma predominância de espécies C1 para os eletrocatalisadores Au@Pd/C.

  • IPEN-DOC 28027

    BEZERRA, ANDRE de S. . Caracterização dos pacientes portadores de câncer de próstata, atendidos em hospital de referência do estado do Tocantins : aptos à braquiterapia? / Characterization of patients with prostate cancer, seen at a referral hospital in the state of Tocantins - able to brachytherapy? . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 53 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-153508

    Abstract: A observação e identificação dos fatores preditores de resultados e morbidade são essenciais na seleção ideal de pacientes que podem utilizar a braquiterapia como modalidade de tratamento do câncer de próstata. É capaz de melhorar o controle tumoral, aliviar os sintomas associados à doença e, com isso, melhora a qualidade de vida de pacientes. O estado do Tocantins não oferece essa modalidade terapêutica, disponibiliza apenas tratamento por cirurgia, terapia hormonal ou radioterapia externa convencional, sem conseguir atender toda a demanda. O objetivo desta pesquisa é analisar a população de pacientes portadores de câncer de próstata atendidos no Hospital Geral Público de Palmas no ano de 2015, verificar quantos estariam aptos à braquiterapia e analisar o impacto caso ela pudesse ser ofertada. O método empregado foi quantitativo, com as características de uma análise retrospectiva, transversal e descritiva. Realizado na maior unidade de saúde estadual, o Hospital Geral Público de Palmas, apesar de suas grandes dimensões, convive com os principais problemas do Sistema Único da Saúde, como superlotação e desabastecimento. Verificou-se que a maior parte dos pacientes atendidos correspondia à idade de 70 a 79 anos, perfazendo um total de 45%. Predominantemente eram do estado do Tocantins, mas alguns moravam em outros estados (Pará). Os dados relacionados ao escore de Gleason mostraram que houve uma predominância dos níveis 6 e 7, indicando tumores de grau baixo/intermediário. Os pacientes analisados apresentaram estadiamento predominante II e III do CaP, e que 36,11% deles estavam aptos à braquiterapia. A aplicação deste método impactaria positivamente reduzindo a demanda por leitos, internações e consultas ambulatoriais, possibilitando mais 52 dias/leito disponíveis ao HGPP ao ano, reduziria os custos com tratamento fora de domicílio, permitiria a reabilitação precoce, além de contribuir para a descentralização do serviço.

  • IPEN-DOC 28026

    GOMES, ALISSANDRA de M. . Eletrotransferência do gene do hormônio de crescimento de camundongo associada à administração de células-tronco mesenquimais em modelo murino de osteogênese imperfeita / Electrotransference of the mouse growth hormone gene associated with the administration of mesenchymal stem cells, in a murine model of osteogenesis imperfecta . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 131 p. Orientador: Cibele Nunes Peroni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-145052

    Abstract: Ensaios pré-clínicos e clínicos de terapia gênica e terapia celular vêm sendo desenvolvidos e aplicados de forma bastante promissora, ao longo das últimas décadas, frente à procura pela cura ou pela melhora efetiva de diversas desordens genéticas. Nosso grupo de Terapia Gênica do Centro de Biotecnologia, do IPEN, possui ampla experiência na entrega in vivo de DNA plasmidial contendo os genes do hormônio de crescimento humano (hGH) e murino (mGH) para o tratamento de camundongos GH-deficientes, desenvolvendo protocolos que apresentaram resultados bastante relevantes nos últimos 10 anos. Diante disso, neste trabalho propomos uma abordagem inédita baseada na associação entre a terapia gênica in vivo e o transplante alogênico de células-tronco mesenquimais para o tratamento da osteogênese imperfeita (OI) em um modelo murino, o camundongo oim. A principal característica da OI é a fragilidade óssea causada, principalmente, pelas mutações nos genes que sintetizam ou processam o colágeno tipo I, e nos genes responsáveis pela maturação dos osteoblastos. Inicialmente, nós avaliamos duas linhagens de células-tronco mesenquimais (CTMs), extraídas de dois tecidos diferentes, medula óssea (CTM-MO) e tecido adiposo (CTM-TA), a fim de compreender quais das duas melhor exerce um papel osteo reparador sobre os fêmures de camundongos oim. Estas células foram aplicadas localmente através dos côndilos femorais dos camundongos oim, previamente irradiados. O bioensaio para comparação entre essas duas células apresentou resultados positivos em relação à ação das CTM-TA sobre a melhora da qualidade óssea dos fêmures destes animais, através da dosagem da cadeia αII (I) do colágeno tipo I, e sobretudo pelos resultados significativos (P < 0,05) obtidos na avaliação biomecânica. Desta forma, esta linhagem foi escolhida para o bioensaio de avaliação pré-clínica, associando o transplante alogênico destas células à eletroporação do gene do mGH. As técnicas utilizadas foram baseadas em protocolos pré-clínicos realizados por nosso grupo de terapia gênica, tanto para a melhora fenotípica de modelos GH-deficientes, quanto para a de camundongos oim heterozigotos. Os resultados revelaram que a associação entre a terapia gênica in vivo e o transplante das CTM-TA foi estatisticamente significativa (P < 0,05) em relação ao controle negativo para praticamente todos os parâmetros avaliados, mostrando que estas células possuem sua atividade reparadora, possivelmente, potencializada pela super expressão do mGH. Coletivamente, os dados encontrados neste trabalho abrem novos horizontes para o entendimento da ação das CTM-TA na reparação tecidual, assim como o papel anabolizante do GH sobre a melhora do fenótipo da OI tipo I.

  • IPEN-DOC 28010

    OTOMO, JULIANA I.; JESUS, TATIANE A de; COELHO, LÚCIA H.G.; MONTEIRO, LUCILENA R. ; HUNTER, COLIN; HELWIG, KARIN; ROBERTS, JOANNE; PAHL, OLE. Effect of eight common Brazilian drugs on Lemna minor and Salvinia auriculata growth. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, n. 32, p. 43747-43762, 2021. DOI: 10.1007/s11356-021-13795-9

    Abstract: The growth of two species of macrophytes (Lemna minor and Salvinia auriculata) under the effect of a mixture of amoxicillin, caffeine, carbamazepine, dipyrone, ibuprofen, losartan, omeprazole, and tenivastatin was investigated by bioassay. Three concentration levels were utilized in this study (10, 200, and 500 μg L−1) using a growth inhibition test based on the OECD 221/2006 guidelines. The frond number, total area, and chlorophyll a level were selected as suitable end points. For L. minor, at all concentrations, a significant difference in the total frond number was observed and the growth inhibition varied from 30 to 70% at the low and high concentrations, respectively. No significant growth change was observed to S. auriculata exposed to the mixture of drugs. Thus, individual drug tests were performed for L. minor which demonstrated stimulation in growth, when exposed to most drugs individually, except tenivastatin which was identified as the drug responsible for the significant growth inhibition seen in the mixture. The L. minor enhanced growth was probably caused by N molecule transformation to ammonium and nitrate, essential nutrients for plants.

  • IPEN-DOC 28025

    VARGAS, DOUGLAS D.T. . Desenvolvimento de modelo de gestão da qualidade de produto e processo produtivo de placas cerâmicas / Development of a quality management model of product and productive process of ceramic tiles . 2007. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 165 p. Orientador: Claudio Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2007.tde-14072021-141456

    Abstract: A placa cerâmica é um material que faz parte da cadeia produtiva da construção civil destinada a revestir pisos e paredes de ambientes residenciais, comerciais e industriais. A indústria brasileira de placas cerâmicas destaca-se no cenário nacional e internacional, e em 2006 foi a terceira maior produtora mundial. As empresas brasileiras investem continuamente na modernização do parque industrial, no aumento da produtividade, na fabricação de novos modelos, na diversificação de tamanhos e na melhoria da qualidade buscando satisfazer as exigências do consumidor. A disputa pelo mercado fez com as empresas adotassem diferentes estratégias para conquistar o consumidor. De um modo geral, as empresas que utilizam o processo de moagem via úmida adotaram a estratégia de diferenciação do produto e as empresas que utilizam a moagem via seca a estratégia baseada em custos. De acordo com o Código de Defesa do Consumidor as placas cerâmicas devem atender a norma técnica NBR 13818 de 1997, editada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que estabelece as especificações que o produto deve cumprir. No presente trabalho foi desenvolvido uma proposta de modelo gestão da qualidade para a indústria cerâmica constituída dos principais requisitos que interferem na qualidade do processo de fabricação e do produto que contribua para o atendimento das especificações da norma técnica. Foi realizada uma avaliação preliminar da qualidade de placas cerâmicas fabricadas no Brasil para determinar o grau de conformidade em relação à norma técnica NBR 13818:1997. O modelo de gestão foi aplicado em empresas fabricantes de placas cerâmicas para avaliar as práticas de gestão da qualidade, identificar oportunidades para a melhoria e verificar os resultados na qualidade do produto. Verificou-se que a implantação do modelo de gestão contribuiu para que as empresas fabricantes de placas cerâmicas aperfeiçoassem os controles internos nas matérias-primas e processos produtivos, padronizassem a execução das atividades de fabricação e melhorassem o treinamento do pessoal.

  • IPEN-DOC 28024

    SILVA, NATALIA F. da . Desenvolvimento e caracterização de um detector do tipo TH-GEM para metrologia das radiações ionizantes / Development and characterization of a TH-GEM based detector for ionizing radiation metrology . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-14072021-123833

    Abstract: O campo de detectores gasosos microestruturados representa atualmente um setor de tecnologias em crescimento dinâmico, entre as quais os detectores do tipo TH-GEM (THick Gas Electron Multiplier ) estão em destaque para uso em larga escala e aplicações generalizadas. As variações de detectores neste conceito têm sido utilizadas para dosimetria para diversos tipos de feixes de radiação e na produção de imagens. Com o intuito de contribuir com essa linha de pesquisa, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um protótipo com características adequadas para metrologia das radiações ionizantes de baixas energias (feixes padronizados de mamografia). Este estudo foi pautado em simulações para otimização das condições de detecção e do detector, construção de um protótipo e na sua caracterização experimental. Determinou-se, por simulação de Monte Carlo, a influência de cada componente do detector do tipo TH-GEM na energia depositada no volume sensível, obtendo-se os valores de 0,09% para o invólucro, 0,01% para a placa coletora e 44% para a placa de amplificação. A espessura de 6 mm de alumínio para a blindagem foi obtida para uma eficiência de 99%. A placa de amplificação construída consiste em uma placa de circuito impresso perfurada em um padrão hexagonal, com orifícios de (0,254 ± 0,021) mm de diâmetro e (1,11 ± 0,12) mm de distância entre eles. A placa de amplificação foi submetida à caracterização elétrica onde foram obtidos os valores de (15,3 ± 0,4) GΩ para resistência e de (65,3 ± 1,7) pS para condutância. Para a caracterização experimental o detector do tipo TH-GEM foi preenchido com a mistura de Ar/CH4 na concentração 90/10. Foram obtidos experimentalmente valores para o ganho efetivo de 1,45 ± 0,10, 1,60 ± 0,10, 1,90 ± 0,12 e 2,20 ± 0,10 para as diferenças de potenciais aplicadas à placa de amplificação de 200 V, 300 V, 400 V e 450 V respectivamente. Além disso, foi possível verificar um comportamento linear da resposta do detector com a variação da corrente no tubo de raios X.

  • IPEN-DOC 28023

    DANTAS, ANA C.B. . Análise de sensibilidade em códigos de desempenho de combustíveis nucleares / Sensitivity analisys in nuclear fuel performance codes . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-114644

    Abstract: Para o licenciamento de reatores nucleares é essencial que sejam apresentados cálculos e evidência experimental comprovando que sua operação obedece à normas de segurança impostas pelos órgãos reguladores. Este trabalho se propõe a efetuar uma análise de sensibilidade e quantificação de incertezas sobre o código TRANSURANUS adaptado para o uso do revestimento de aço inoxidável AISI-348 em varetas de combustível de um reator PWR, permitindo identificar quais os dados de entrada mais relevantes aos modelos do TRANSURANUS, bem como um intervalo de confiança para os resultados obtidos. A análise foi feita através da amostragem por métodos de Monte Carlo, onde os dados de entrada referentes à geometria e composição da vareta de combustível apresentam uma distribuição normal truncada nas tolerâncias de fabricação. Os valores aleatórios gerados foram usados como dados de entrada do TRASURANUS e, após múltiplas execuções, os resultados do TRANSURANUS referentes à temperatura central do combustível, pressão interna da vareta e deformação do revestimento foram usados para a obtenção do intervalo de confiança e a realização de uma análise de sensibilidade por decomposição da variância.

  • IPEN-DOC 28022

    PIRANI, DEBORA A. . Resinas de troca iônica e materiais nanoestruturados aplicados no tratamento de efluentes de urânio / Ion exchange resins and nanostructured materials applied to the treatment of uranium effluents . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-110940

    Abstract: Os inúmeros processos do ciclo do combustível nuclear além de produzir os materiais de interesse, geram efluentes contendo urânio em concentrações suficientemente elevadas que impedem que se descarte diretamente na rede de coleta de esgotos. Devido ao seu comportamento químico, o urânio estará presente em solução aquosa predominantemente como íon uranila, UO22+ (UVI). Na presença de ânions como SO42-, Cl-, PO42- e CO32- o íon uranila formará outros complexos aniônicos. Técnicas como a extração por solvente, co-precipitação, troca iônica e separação por membranas são usadas para a separação do urânio em solução aquosa. O objetivo deste trabalho é separar o urânio em concentrações da ordem de 100 mg L-1 presentes em soluções aquosas e avaliar a adequação de materiais nanoestruturados e/ou trocadores iônicos no tratamento de efluentes contendo esse metal. Para remover o urânio de efluentes foram utilizadas duas técnicas: troca iônica e adsorção em quitosana depositada sobre nanopartículas de magnetita. Na técnica de troca iônica avaliou-se as resinas Dowex 1-X8 e IRA 910. Utilizou-se uma coluna de 2 cm de diâmetro empacotada com 30 mL de resina. Foram realizados quatro experimentos variando o pH (3, 5, 7 e 8). O experimento realizado com pH 8 apresentou melhores resultados para remoção de urânio. Houve uma eficiência de remoção de 99,99%, diminuindo o teor de urânio da solução de 163 para 0,02 mg L. As amostras foram analisadas por Espectrometria de Emissão Óptica com Fonte de Plasma de Argônio, ICP-OES e por Espectrometria de Massas com Fonte de Plasma de Argônio, ICP-MS. As nanopartículas de magnetita revestidas com quitosana foram preparadas em quatro etapas: a obtenção das nanopartículas de magnetita por precipitação simultânea dos íons férrico e ferroso em pH 11; o preparo da solução acética de quitosana e a obtenção do revestimento das partículas de magnetita por quitosana. As nanopartículas foram posteriormente caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, MET, e por Difratometria de Raios X, DRX.

  • IPEN-DOC 28021

    MARCELO, LARISSA A. . Caracterização da união por brasagem MIG entre o aço endurecido na estampagem a quente (PHS) e o aço carbono (CR4) utilizando ensaios metalográficos e mecânicos e por correlação de imagens digitais (DIC) / Characterization of the MIG brazing joint between heat strengthened steel (PHS) and carbon steel (CR4) using metallographic and mechanical tests and by digital image correlation (DIC) . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Cristiano Stefano Mucsi. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-105705

    Abstract: A busca em fabricar veículos cada vez mais sustentáveis e seguros, por conta da crise dos recursos naturais e a preocupação com a segurança veicular, fez crescer o uso de novos matérias e métodos de conformação e união dos componentes da carroceria. As propriedades da coluna B determinam a segurança dos passageiros em caso de colisão lateral. A coluna B é constituída por materiais diferentes, e por isso, necessitam de uma técnica de reparo com a mesma qualidade da fabricação das montadoras. Assim, o objetivo do presente trabalho é realizar a caracterização mecânica da união entre o aço 22MnB5 endurecido na estampagem a quente e o aço CR4, pela brasagem MIG com adição do arame Cu-Si e o gás de proteção argônio. Os materiais utilizados foram, amostras do aço 22MnB5 revestidas por Al-Si e CR4 revestido por zinco. A união foi realizada a partir de dois projetos de corpo de prova, nomeados de furo regular circular e furo oblongo regular. Os ensaios realizados (dureza Vickers, metalografia e tração), se enquadram na norma AWS A5 C3. 3-2008. Os resultados obtidos, demonstraram uma queda na resistência mecânica na zona termicamente afetada pelo calor do aço 22MnB5 e sugere-se problemas no reaquecimento da região que apresentou mudanças na microestrutura. Porém no ensaio de tração com a técnica de correlação de imagens digitais (DIC), as propagações das trincas e as fraturas ocorreram no material de base CR4.

  • IPEN-DOC 28004

    SAHYUN, ADELIA ; PEREZ, CLARICE A.. Real time tracking of mobile radioactive sources. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF THE INTERNATIONAL RADIATION PROTECTION ASSOCIATION, 15th, January 18 - February 5, 2021, Seoul, Korea; Online. Seoul, 2021. p. 857-857.

    Abstract: It is vital that mobile radioactive sources remain under safe and secure control, at all times and the operator is notified in real time of their unauthorised removal from a fixed location, store or vehicle. This paper describes a system that constanily monitors mobile radioactive sources and provides a means to detect their location should unauthorised removal occur. Thousands of radiographic exposure devices are transported in the public domain every day and there are examples where the vehicle carrying a device has been stolen, not for the device itself but for the vehicle, which often leads to the device being discarded. Abandoning the device can lead to high risks of exposure for those who have secondary contact for example children or those attracted by its perceived intrinsic value. A lack of knowledge of the dangers of radiation has led some people in the past attempting and sometimes succeeding to open a device and remove the source. With other factors involved such as location, country and the intentions of those in possession of the device, it is therefore important that the device is located quickly, enabling recovery actions to begin as soon as possible. In addition, this paper encourages that such monitoring systems are more widely promoted in all countries and that an international code of practice is developed to assist when sources are transported internationally.

    Palavras-Chave: radiation sources; radiation monitoring; security; radiation protection

  • IPEN-DOC 28020

    CORREIA, RUANYTO W. . Análise da pureza radioativa de iodo-125 produzido no reator nuclear IEA-R1 pelo método de espectrometria gama e comparação com a exigência internacional / Analysis of radioactive purity of iodine-125 produced in the nuclear reactor IEA-R1 by the gamma spectrometry method and comparison with the international requirement . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 53 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-104200

    Abstract: Com a finalidade de otimizar a produção, a irradiação e a quantificação de iodo-125 utilizado na confecção de sementes de iodo para braquiterapia, uma metodologia teórico-experimental foi aplicada baseada no procedimento proposto por COSTA, O. L., 2015, em que iodo-125 é obtido via ativação neutrônica no reator nuclear IEA-R1 a partir da irradiação de xenônio-124 encapsulado em compartimentos de alumínio. Após todo o preparo das amostras seguindo o processo descrito, iniciou-se o processo de irradiação sob o fluxo de nêutrons da ordem de 1013 nêutrons.cm-2.s-1 por diferentes períodos de tempo. Foram irradiadas seis cápsulas (duas contendo Xe-124 natural e quatro contendo Xe-124 enriquecido 99,9%) a fim de comparar a atividade total produzida variando o parâmetro de enriquecimento da amostra. Depois de serem irradiadas, as capsulas foram abertas e lavadas em meio alcalino aquecido para extração do iodo depositado nas paredes internas. As soluções geradas foram armazenadas em diferentes frascos padrões de acrílico, nomeadas e quantificadas via espectrometria gama com Detector de Germânio Hiperpuro (HPGe ORTEC modelo GEM-C5970-B) para determinação da pureza do radionuclídeo de interesse. Para calibração do HPGe foi aplicada uma metodologia experimental utilizando uma fonte de calibração certificada de bário-133 com atividade bem conhecida em que as eficiências dos fotopicos energéticos foram medidos entre 0 - 667 keV. As curvas de eficiência foram determinadas para uma faixa de energia que cobrissem toda a região de interesse espectral para o iodo-125 e seus subprodutos gerados na reação nuclear, além disso, elas foram construídas para diferentes distâncias da janela do detector e dimensões do frasco padrão de análise. No processo de ativação, iodo-126 foi formado como subproduto indesejado, esse radionuclídeo foi quantificado e sua atividade determinada. Finalmente, foi possível determinar a pureza radionuclídica do iodo-125 e compará-la com as exigências internacionais de qualidade que regulam a produção de medicamentos radioativos.

    Palavras-Chave: ge semiconductor detectors; gamma dosimetry; gamma spectroscopy; radiopharmaceuticals; iodine 125; iodine 126; xenon 124; barium 133; brachytherapy; radiotherapy; isotope ratio; isotope applications; isotope production reactors; iear-1 reactor; coefficient of performance; efficiency

  • IPEN-DOC 28019

    SILVA, RODRIGO P. da . Desenvolvimento de membranas não fluoradas a base de PBI para aplicação em células a combustível de etanol direto de alta temperatura / Development of non-fluorinated PBI-based membranes for application in high temperature direct ethanol fuel cells . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 96 p. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-145926

    Abstract: A maioria das células a combustível de membrana de troca protônica (PEMFC) utiliza o Nafion® como eletrólito. Como possui um mecanismo de condução de prótons dependente de moléculas de água, estas células têm uma temperatura de operação limitada até 80°C. O aumento da temperatura de operação de uma célula PEMFC é desejado devido à contribuição da temperatura na aceleração das reações eletroquímicas, que são processos termoativados. Neste contexto, as membranas PBI (polibenzimidazol) dopadas com ácido fosfórico têm sido consideradas um polímero base bastante promissor para eletrólitos sólidos operantes em alta temperatura, devido à combinação de condução de prótons satisfatória em condições de baixa umidade relativa e excelente estabilidade térmica. No entanto, membranas baseadas em PBI apresentam algumas desvantagens, tais como lixiviação do ácido (veículo condutor), diminuição de sua resistência mecânica, permeabilidade aos combustíveis utilizados em PEMFC operante em alta temperatura (HT-PEMFC), permitindo que uma parte migre do ânodo para o cátodo da célula (crossover) e diminuindo assim a eficiência e o desempenho global do dispositivo. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi o desenvolvimento e otimização de membranas compósitas a base de PBI e óxido de silício (SiO2), que além de atuar como reforço mecânico, pode contribuir na mitigação do crossover e, dessa forma, se apresentar como uma alternativa ao Nafion como eletrólito sólido em células a combustível de etanol direto de alta temperatura (HT-DEFC). Nesse sentido, membranas puras de PBI e compósitos PBI-SiO2 com diferentes frações de SiO2 (2,5%, 5%, e 10%) foram sintetizadas e caracterizadas por Raman, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância eletroquímica. Por fim, as membranas foram avaliadas em protótipos de HT-DEFC a 180°C após parametrização e otimização dos componentes dos conjuntos eletrodos-membranas (MEA). Ainda, eletrocatalisadores anódicos baseados em Pt/C, PtSn/C e PtRu/C foram estudados com o objetivo de avaliar o efeito da natureza do catalisador no desempenho de HT-DEFCs.

    Palavras-Chave: electrocatalysts; direct ethanol fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; high-temperature fuel cells; electrodes; fuel assemblies; pbi; silicon oxides; mechanical properties; optimization; raman spectroscopy; electric impedance; thermal gravimetric analysis

  • IPEN-DOC 28018

    MIRANDA, ANA C.C. . Desenvolvimento de radioimunoconjugados como agentes teranósticos baseados no anticorpo monoclonal anti-HER2 (trastuzumabe) : influência dos agentes quelantes e dos radionuclídeos nas propriedades biológicas / Development of radioimmunoconjugates as theranostic agents based on the anti-HER2 monoclonal antibody (trastuzumab): influence of chelating agents and radionuclides on biological properties . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 165 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-23062021-162032

    Abstract: O câncer de mama é a segunda maior causa de mortalidade no mundo. Os tumores HER2 positivos ocorrem em 20 a 30% dos casos de câncer de mama e podem ser caracterizados como sendo o segundo pior prognóstico em relação aos demais subtipos. Constitui um indicador de comportamento clínico mais agressivo e com pior resposta às terapêuticas convencionais. Nesse contexto, o desenvolvimento de técnicas de imagem não invasivas utilizando anticorpos monoclonais (AcM) é um campo em rápido desenvolvimento. Devido à elevada afinidade pelo receptor HER2, o AcM humanizado trastuzumabe tem sido alvo de estudos de radiomarcação com o intuito de radioimunodiagnóstico (RID) e radioimunoterapia (RIT). Levando-se em consideração a possível influência dos agentes quelantes bifuncionais, da razão molar anticorpo:quelante e dos radionuclídeos, nas propriedades físico-químicas e biológicas do radioimunoconjugado (RIC), este trabalho teve por objetivo desenvolver e comparar o potencial teranóstico do trastuzumabe-DTPA-111In e do trastuzumbe-DOTA-177Lu. Os resultados evidenciaram que os diferentes agentes quelantes, razões molares e radionuclídeos não influenciaram nas seguintes propriedades: integridade e estabilidade dos imunoconjugados; processo de radiomarcação e estabilidade dos RICs, estabilidade em soro, ligação às proteínas séricas, internalização e imunorreatividade. Em contrapartida, observou-se influência no caráter lipofílico dos RICs, na ligação às células que expressam receptores HER2, no perfil de biodistribuição e na captação tumoral. Estes dados permitem concluir que, em nível nacional, o trastuzumabe-DTPA-111In e o trastuzumabe-DOTA-177Lu é um par teranóstico com potencial aplicação em futuros estudos clínicos (RID e RIT) de cânceres que superexpressam receptores de HER2, em especial, o câncer de mama.

    Palavras-Chave: neoplasms; mammary glands; tumor cells; irradiation procedures; indium 111; lutetium 177; radioisotopes; radiopreservation; monoclonal antibodies; chemotherapy; drugs; injection; patients; clone cells; hybridomas; radioimmunoscintigraphy; radioimmunotherapy; radioimmunodetection; biological recovery; chelating agentes; stability; testing; in vitro; in vivo; animal tissues; rats

  • IPEN-DOC 28017

    TERRA, BRUNA M. . Caracterização da etapa de estabilização do processo produtivo de fibra de carbono a partir de poliacrilonitrila utilizando algoritmos inteligentes / Characterization of polyacrylonitrile thermal stabilization process for carbon fiber production using intelligent algorithms . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 86 p. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23062021-144310

    Abstract: Nos últimos anos, os materiais compósitos vêm expandindo, cada vez mais, sua aplicação em diversos segmentos, e em especial, os materiais compósitos poliméricos reforçados com fibra de carbono, demonstram ser um material estrutural de elevado desempenho que combina baixa massa específica e estabilidade mecânica. A produção de fibra de carbono, utilizando a poliacrilonitrila como precursor, possui diversas etapas em sequência: polimerização, fiação, estabilização térmica, carbonização e tratamento superficial. Em função da elevada duração e da importância das reações que ocorrem durante a estabilização, esta é considerada a etapa mais crítica do processo, na qual ocorre a formação do anéis aromáticos que influenciam diretamente na estrutura final da fibra de carbono e, consequentemente, na qualidade deste material. Visando otimizar o desenvolvimento deste material, bem como obter a redução do custo de produção, o presente trabalho realizou a modelagem computacional da etapa de estabilização térmica utilizando algoritmos inteligentes. Para obter o modelo, foi realizada uma prévia análise qualitativa utilizando as variáveis de processo e de qualidade dos materiais envolvidos na produção destas fibras. Esta análise inicial utilizou Mapas Auto-Organizáveis, a qual baseia-se em um treinamento não-supervisionado desta rede neural artificial. Posteriormente, foi utilizado treinamento supervisionado em uma rede neural feed-forward com retropropagação (backpropagation) para a análise quantitativa. A partir destas análises, foi possível simular a etapa de estabilização térmica de uma planta, em escala laboratorial, de produção de fibra de carbono, obtendo-se resultados com erros relativos de 2,98±0,01% e 2,48±0,02% para os parâmetros de Densidade Volumétrica e do Índice de Conversão por Espectrometria por Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), quando comparados com os resultados experimentais.

    Palavras-Chave: graphite; production; mechanical properties; stability; thermal testing; stabilization; calorimetry; organic nitrogen compounds; composite materials; polymerization; nitriles; neural networks; artificial intelligence; algorithms; compactification

  • IPEN-DOC 28016

    ALVES, NATHALIA Z. . Estudo in vitro para determinação de protocolo de irradiação para remoção de facetas cerâmicas em esmalte dental com laser de Er,Cr:YSGG / In vitro study to determine the irradiation protocol for removing ceramic veneers in dental enamel with an Er,Cr:YSGG . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16062021-160748

    Abstract: A reabilitação estética por meio de facetas cerâmicas tornou-se prática frequente nas clínicas odontológicas. Contudo sua substituição, por diversos motivos, pode-se fazer necessária O uso do laser pode facilitar essa remoção quando necessária. Este trabalho tem como objetivo elaborar um protocolo para remover facetas cerâmicas sem causar danos à estrutura pulpar através da avaliação da irradiação com laser de Er,Cr:YSGG pulsado, bem como analisar se estes parâmetros causam alguma alteração morfológica, química ou óptica nos prismas de esmalte e se o aumento de temperatura ultrapassa 5,5 °C e 11 °C, valores esses que poderiam gerar danos a polpa e aos ligamentos periodontais, respectivamente. Na primeira parte do experimento foram preparados 180 fragmentos de dentes humanos que foram distribuídas aleatoriamente em 12 grupos experimentais (N=15), sendo 6 grupos irradiados e 6 grupos controle. Para a colagem das facetas cerâmicas de dissilicato de lítio com 0,7 mm utilizamos três diferentes cimentos resinosos (Variolink Veneer, RelyX U200 e RelyX Veneer). O cimento Rely X U200 não é um cimento resinoso preconizado pelo fabricante para s cimentação de facetas, mas mesmo assim o utilizamos, para remover quaisquer dúvidas relacionadas à alteração morfológica ocorrida no esmalte devido ao condicionamento ácido. O laser de Er,Cr:YSGG (2,78 μm) foi usado em dois protocolos de irradiação: 3,5 W; 48,14 J/cm2; 20 Hz, sem contato e 3,0 W de potência média; 40J/cm2 de densidade de energia e taxa de repetição de 20 Hz, sem contato e após a irradiação realizamos cisalhamento em todas as amostras. As análises morfológicas, ópticas e elementares do esmalte foram realizadas antes da cimentação e após a remoção, utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), tomografia de coerência óptica (OCT) e espectroscopia de fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDS). Na segunda parte do experimento foram utilizados 60 dentes humanos (incisivos inferiores) e estes foram distribuídos aleatoriamente em 12 grupos experimentais (N=5), sendo 6 grupos irradiados a laser e 6 grupos controle (remoção com instrumento rotatório diamantado), nos quais realizamos a análise de temperatura durante a remoção das facetas por ambos os métodos. O nível de significância estatística adotado foi de 5%. As medidas por EDS, após a remoção das facetas, revelaram um aumento significativo na quantidade de silício e carbono, bem como uma diminuição no conteúdo de cálcio e fosfato. A análise morfológica mostrou alteração dos prismas do esmalte nos grupos no quais foram utilizados os cimentos RelyX Veneer e Variolink Veneer, sendo esta alteração não decorrente da irradiação com laser. Apesar de não observamos alterações morfológicas nos prismas de esmalte, ocorreu aumento no coeficiente de atenuação óptica em dois grupos. Para avaliar o tipo de fratura que ocorreu no momento do cisalhamento, utilizamos as imagens geradas pelo MEV em um aumento de 50X e realizamos um teste de concordância intra-avaliador, Kappa = 0,951, e observamos que nos grupos com irradiação a laser de 3W as fraturas foram predominantemente do tipo adesiva. Nos grupos com irradiação a laser de 3,5W as fraturas foram predominantemente do tipo coesiva e nos grupos controles observamos uma variação entre os 3 padrões de fratura variando confirme o tipo de cimento resinoso, sendo que nos grupos CRU3 e CRU3,5 nenhuma fratura coesiva ocorreu. A análise de temperatura constatou que o uso de instrumento rotatório diamantado apresentou valores estatisticamente maiores quando comparados com a remoção a laser. Conclui-se que o laser de Er,Cr:YSGG é eficaz para remover laminados de dissilicato de lítio sem causar danos aos prismas de esmalte.

    Palavras-Chave: dentin; teeth; dentistry; layers; coatings; ceramics; coherent radiation; lasers; in vitro; thermal analysis; shear; microhardness; performance testing

  • IPEN-DOC 28003

    PEREZ, CLARICE de F.A.; SAHYUN, A. . ALARA in focus. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF THE INTERNATIONAL RADIATION PROTECTION ASSOCIATION, 15th, January 18 - February 5, 2021, Seoul, Korea; Online. Seoul, 2021. p. 645-645.

    Abstract: By the 1950s the world had already realized the need to protect the people from the harmful effects of ionizing radiation. In 1955 ICRP established an incipient dose limitation system that has since been refined over the years. The development of the fundamental philosophy was completed in the ICRP Publication 26, in 1977, where the three principles of the dose limitation system were established and identified separately. The principles are known as: (a) justification, (b) optimization or (ALARA) As Low As Reasonably Achievable, and (c) dose limitation. The philosophy contained in Publication 26 was adopted by the IAEA in its Safety Series publication No. 9, 1982 edition, and in Brazil by the National Nuclear Energy Commission in 1988, with the publication of the regulations CNEN-NE3.01. The three principles remain valid and in the current editions of both documents. This paper describes the development of the ALARA concept from its origin to the present day, to provide an insight and understanding of its meaning and importance for the new generations of Radiation Protection Supervisors and other professionals who work directly and indirectly in areas that involve the use of ionizing radiation.

    Palavras-Chave: alara; radiation protection; radiation doses; security; dose limits

  • IPEN-DOC 28015

    SOBREIRO JUNIOR, ADALBERTO R. . Desenvolvimento de um plano preliminar de descomissionamento de um navio com uma planta de potência nuclear embarcada / Development of a preliminary proposal for a nuclear power-plant ship decommissioning . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16062021-154737

    Abstract: Para reduzir as emissões de gases do efeito estufa por navios mercantes, o emprego de energia nuclear seria uma opção viável, porém o descomissionamento traz custos elevados os quais impactam a viabilidade econômica. A experiência da Marinha Americana indica que o custo de um descomissionamento, depois de estabelecido um processo bem definido, é próximo de 25% do custo do reator, porém a experiência da Marinha Britânica, que protelou o descomissionamento, salienta um custo muito maior, ou seja, um bom planejamento reduz custos e atrasos. Portanto, é importante desenvolver uma boa política de reciclagem após a inativação do navio com uma usina nuclear. O objetivo deste trabalho é propor um método de descomissionamento para navios com propulsão nuclear através de pesquisas trazendo a experiência e feedback de outros países sobre esse assunto. Além de um processo enxuto de descomissionamento que atende as normas vigentes, este trabalho identificou requisitos de projeto e de base que trariam benefícios econômicos a um empreendimento nuclear. O potencial máximo de ganho com a adoção do método proposto e o atendimento dos requisitos identificados seria de 10,3% de economia sobre o preço da tarifa da energia vendida ao consumidor. No entanto, existem custos adicionais no projeto, cuja estimativa, às vezes, é de difícil obtenção.

    Palavras-Chave: mobile reactors; ship propulsion reactors; nuclear facilities; nuclear engineering; decommissioning; regulations; multilateral agreements; nuclear ships

  • IPEN-DOC 28014

    SCHENEMANN, GISIELE . Avaliação da concentração de metais, elementos terras raras e traço presentes em perfis de sedimentos em reservatórios, estado de São Paulo / Metal, rare earth and trace elements evaluation in sediment profiles of reservoirs, São Paulo state . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 218 p. Orientador: Déborah Inês Teixeira Fávaro. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16062021-153140

    Abstract: No presente estudo, perfis sedimentares dos reservatórios Taiaçupeba e Billingsbraço do Ribeirão Taquacetuba, inseridos na UGRHI-6; o reservatório do Córrego Marinheirinho, na UGRHI-15 e o reservatório do Lobo-Broa, UGRHI-13, foram avaliados. Os perfis sedimentares foram coletados nos anos de 2016 e 2017 pela CETESB, a diferentes profundidades e fatiados a cada 2,5 cm in situ. Elementos maiores, traço e terras raras (ETR - Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). A determinação da concentração de metais e semimetais (Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, P, Pb, Sc e Zn) foi realizada pela CETESB, pela técnica de espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). A avaliação da qualidade dos sedimentos em relação aos metais tóxicos Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Ni e Zn e metaloide As, foi feita pela comparação aos valores guias do Environmental Canada (TEL e PEL) e adotados pela CETESB. Foram utilizadas também as ferramentas de fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (IGeo), para avaliação dos níveis de poluição antrópica para os demais elementos analisados, a partir da transição sedimentar rio-reservatório. Para os ETR, verificou-se o padrão de distribuição e a normalização em relação ao PAAS (Pos Archean Australian Shale). O reservatório Taiaçupeba apresentou contribuição antrópica de Br, Cu, Fe, Hg e Zn e o reservatório Billings-braço Taquacetuba, Br, Cd, Co, Cr, Hg, Ni, Mn e P em seus perfis sedimentares, a partir de suas construções até os dias atuais; o reservatório Marinheirinho apresentou um baixo enriquecimento de Al, Cs, Cu, Hg, Sb e Zn e o reservatório Lobo-Broa, de As, Cd, Na e P e moderado de Sc e Zn, porém ambos os reservatórios se mostraram mais preservados. Para os ETR, não foi observada nenhuma contribuição antrópica nos perfis sedimentares. O presente estudo mostrou a importância da análise dos perfis sedimentares verticais, pois trazem informações a respeito do histórico de contaminação dos reservatórios, permitindo distinguir os sedimentos superficiais (mais recentes) de seus sedimentos mais antigos e, também, as concentrações geogênicas e as antrópicas, a partir de suas construções.

    Palavras-Chave: sediments; alluvial deposits; surface waters; water reservoirs; water pollution monitors; granular materials; rare earths; toxicity; materials testing; computer calculations; neutron activation analyzers

  • IPEN-DOC 28002

    LEVY, DENISE ; SORDI, GIAN M.A.A. . Risk perception and risk acceptance: the need of effective communications to fill the critical gaps between society and the scientific community. In: INTERNATIONAL CONGRESS OF THE INTERNATIONAL RADIATION PROTECTION ASSOCIATION, 15th, January 18 - February 5, 2021, Seoul, Korea; Online. Seoul, 2021. p. 116-116.

    Abstract: Effective nuclear science communications can inform people about benefits and risks, allowing them to make decisions and choices. Nevertheless, regarding radiological protection, controversies and misinformation distort public's perceptions of radiation risks. This paper offers an overview of ineffective mass media communication and its impacts on citizens' perceptions of nuclear technology. There seem to be a gap between society and the scientific community. The general public do not read high-specialized articles written by scientists. In Knowledge Society, where Internet and social media are the most common source of information, opinion makers seem to privilege sensationalistic rumors about the harmful effects of ionizing radiation, environment contamination and accidents. Moreover, available information about the biological effects of the exposure to ionizing radiation confuse public's perceptions of radiation risks and benefits. Whether experts agree that radiation causes observable health effects at high doses, Intemet highlights controversies on the biological effects of low-dose radiation. Internet reports that the exposure to indoor radon is a risk factor for lung cancer. Intemet reports that the radioactive monazitic sand brings health benefits. It is not easy for the general public to understand contradictions and to identify reliable sources. This article presents and discusses examples of pseudo-scientific information, newspapers errors, fake news, and anti-nuclear didactic material, where basic concepts are mamipulated, and omission of vital information leads the public to mistrust and fear. Unfounded prejudices, misconceptions and misinformation are delivered in TV news, Intemet articles, social media, TV series, cartoons and even through science journals. The general public, most often, do not have trustful information about radiological protection regulations and recommendations regarding human health, environment protection, management of radioactive waste or safe transport of radioactive material. Finally, this paper emphasizes the importance for scientists to be able to communicate to the public developing science-based communication programs, evaluating the adequacy of those communications, investing in properly scientific divulgation about the risks and benefits of nuclear sciences that impact in citizens' everyday hfe, such as medical applications, industrial applications, public safety and nuclear power generation. The balance between risk perception and risk acceptance depends on effective, trustworthy and understandable mformation. It is essential to educate educators and opinion-makers, combating fake pseudo-scientrfic information, social networks sensationalism and omissions of the media.

    Palavras-Chave: radiation protection; risk assessment; public opinion; information dissemination; public information; nuclear energy; radioactivity

  • IPEN-DOC 28013

    SOUSA, GRAZIELLY M. de . Estudo experimental sobre a toxicidade do curativo de hidrogel com nanoprata em ratos / Experimental study on the toxicity of hydrogel dressing with nano-silver in rats . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: José Roberto Rogero. Coorientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16062021-151032

    Abstract: OBJETIVOS: avaliar a toxicidade do curativo de hidrogel com nanoprata a 22 ppm e 44 ppm em lesões cutâneas superficiais utilizando ratos Wistar, a partir da análise histopatológica de parte do fígado e rins; avaliar os possíveis efeitos tóxicos sobre as funções renal, hepática e células sanguíneas por meio do hemograma. METODOLOGIA: Trata-se de um estudo pré-clínico. Os curativos de hidrogel e hidrogel com nanoprata com concentrações de 22 e 44 ppm foram produzidos no Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN. A pesquisa foi realizada no Biotério da Faculdade Presidente Antônio Carlos em Porto Nacional (FAPAC ITPAC Porto), Tocantins. Foram utilizados 85 ratos, adultos jovens, machos, com idade média de 60 a 90 dias. Os animais foram classificados aleatoriamente em três grupos. O tratamento das lesões foi realizado a cada três dias e uma vez ao dia. Os sinais clínicos e peso corporal dos ratos foram registrados. As amostras sanguíneas e os órgãos foram posteriormente coletados para exame bioquímico. As peças anatômicas, após retirados cirurgicamente, foram submetidas aos procedimentos de rotina para blocagem e histotécnica. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso de Animais da FAPAC ITPAC Porto. Todos os dados foram tabulados e analisados pelo software GraphPad Prism version 8.0.1, teste de Shapiro-Wilk para verificar a normalidade dos dados. Para dados não paramétricos utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis e as comparações pelo pós-teste de Dunn. Para dados de distribuição normal análise do (ANOVA) e por meio do teste de Tukey. RESULTADOS: Para cada parâmetro hematológico avaliado nos diferentes tempos, os três grupos se comportaram de maneira muito parecida e demonstraram não serem diferentes estatisticamente, salvo poucas exceções ao que se refere as células sanguíneas mononucleares. Na análise de dosagem da uréia as médias do grupo controle comparados com os do demais tratamentos, notou-se que as médias do HP22 foram maiores no tempo de 7 e 14 dias, enquanto que as do grupo do HP44 se apresentaram maiores em 24 horas, 7 dias e 14 dias. Na dosagem de creatinina, somente o grupo (HP44) 14 dias mostrou-se maior. Na comparação das médias de ALT, em relação ao grupo (H), observou-se que as médias do (HP22) foram maiores em 24 h e 3 dias, enquanto que as do grupo (HP44) mostraram ser maiores em 24 h, 7, 14 e 30 dias. No AST notou-se que o (HP22) foi maior em 3, 7 e 14 dias enquanto que o (HP44) foi em 24 h e 7 dias. O estudo não apresentou alterações significativas ao que se refere às análises histopatológicas do fígado e rins. CONCLUSÕES: os curativos de hidrogel com nanoparticulas de prata reticulados e esterilizados por irradiação com raios gama produzidos no IPEN/USP, não induziram toxicidade aos animais e os dados servirão como base para estimar o potencial de risco de eventual exposição à saúde humana.

    Palavras-Chave: rats; rodents; skin; wounds; bioassay; antimicrobial agents; biological models; pvp; irradiation; hydrogels; membranes; toxicity; nanomaterials; silver; distribution; data analysis; kruskal limit

  • IPEN-DOC 28012

    GROPPO, DANIELA P. . Correlação de parâmetros físicos e dosimétricos de diferentes detectores utilizados em dosimetria de campos pequenos para radioterapia em um acelerador linear clínico / Correlation of physical and dosimetric parameters of different detectors used in small field dosimetry for radiotherapy in a clinical linear accelerator . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 135 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-16062021-145616

    Abstract: Atualmente, as doses administradas em procedimentos radiocirúrgicos são extremamente elevadas, quando comparadas a outros procedimentos radioterápicos. A acurácia dosimétrica para esses tipos de tratamentos requer um comissionamento de campos pequenos de radiação a serem parametrizados em um sistema de planejamento computadorizado. A medição dosimétrica (relativa e direta) de campos pequenos representa um desafio, pois pode introduzir erros na entrega de dose; assim, alguns parâmetros dosimétricos (perfil de dose e porcentagem de dose na profundidade) da interação da radiação com a matéria podem ser comprometidos como o equilíbrio de partículas carregadas. Para melhor mensurar esses dados dosimétricos, alguns detectores são empregados. Mesmo com o uso destes detectores específicos, faz-se necessário identificar e avaliar as incertezas que podem provir do efeito do tamanho do volume e do arranjo experimental do detector sob o campo de radiação. Neste trabalho, as medições dosimétricas foram obtidas com filmes radiocrômicos (medição de referência), câmaras de ionização de volume sensível pequeno, diodos e detectore de diamante. Para correlacionar os parâmetros físicos e dosimétricos obtidos com os detectores, foram utilizados formalismos matemáticos. Esses formalismos matemáticos propostos mostraram-se eficazes quando aplicados à dosimetria de campos pequenos circulares em aceleradores lineares clínicos da fabricante Elekta, modelo Versa HD®, com feixes de fótons (6 MV), com e sem o uso do filtro aplainador (flattening filter).

    Palavras-Chave: linear accelerators; rilac; linac-ring accelerators; quadrupole linacs; radiation detectors; small angle scattering; fractionated irradiation; surgical materials; filters; gamma sources; ionization chambers; dose rates; radiation doses distributions; radiation dose units; measuring methods; phantoms; pmma; computer-aided manufacturing; data covariances; three-dimensional calculations; mathematical solutions; clinical trials; dosimetry; radiotherapy; nuclear medicine

  • IPEN-DOC 28011

    VILLANI, DANIEL . Desenvolvimento de um simulador antropomórfico de pescoço-tireoide tecido-equivalente impresso em 3D para aplicações multidisciplinares / Development of a 3D printed tissue-equivalent anthropomorphic neck-thyroid phantom for multidisciplinary applications . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-16062021-143936

    Abstract: Objetos simuladores (no inglês, phantoms), dispositivos que representam o corpo humano, têm sido usados nas áreas da física médica, física e engenharia biomédica desde o início. Logo após a descoberta dos raios-X, as notícias dos benefícios médicos da radiação se espalharam rapidamente. A geometria e a composição de um simulador são determinadas pela prática a qual será aplicado. Existem desde os mais simples, baseados em água para medir a saída de feixes de terapia de megavoltagem, aos de maior complexidade, antropomórficos para controle de qualidade em radioterapia. O uso de impressão 3D e filamentos comumente encontrados comercialmente para o desenvolvimento de simuladores está sendo investigado. A aplicação desta técnica para o desenvolvimento de simuladores de baixo custo requer um estudo complexo da interação dos materiais impressos com diferentes tipos e qualidades de radiação, bem como a caracterização de configurações de impressão. Realizando essas medições, é possível encontrar metodologias para que possam simular corretamente o tecido humano. O objetivo desse trabalho constitui no projeto e na construção de um objeto simulador antropomórfico de tireoide (pescoço), utilizando uma impressora 3D e materiais tecido-equivalentes, para ser utilizado em aplicações multidisciplinares. Estudos de equivalência a tecidos humanos para filamentos de PLA, ABS e ABS XCT desenvolvidos no IPEN foram realizados em feixes de fótons padrão. Utilizou-se como base anatômica e de modelagem 3D o simulador comercial ATOM MAX 711, da CIRS. Os dados experimentais mostram a possibilidade de alcançar condições de equilíbrio eletrônico com as mesmas especificações de espessura para PLA e ABS, possibilitando a substituição do PMMA em diversas aplicações dosimétricas. Os filamentos de ABS aditivados com BaSO4 desenvolvidos no IPEN possuem propriedades de atenuação aumentadas significativamente em relação ao ABS puro, PLA e PMMA e são equivalentes aos tecidos ósseos nos feixes estudados. Diferentes tecidos ósseos podem ser simulados com uso de diferentes percentuais de infill. A metodologia de modelagem do simulador 3D deste estudo abre possibilidades de uso de imagens tomográficas de quaisquer objetos, ou até mesmo pacientes, para realização de prototipagem 3D de simuladores cada vez mais específicos e customizados. O simulador desenvolvido apresenta todas as características desejáveis para aplicações em proteção radiológica, dosimetria utilizando detectores TL/OSL, medições de radioisótopos incorporados na tireoide (tanto contadores de contaminação, quanto detectores de medicina nuclear) e treinamento de técnicas de aquisição de imagens por raios-X. Constitui uma alternativa viável de simulador equivalente a tecido; e de baixo custo, se comparado com os simuladores importados.

    Palavras-Chave: endocrine glands; thyroid cells; neck; tissue-equivalent materials; phantoms; pmma; computer-aided manufacturing; filaments; polyacrylates; biomedical radiography; nuclear engineering; x radiation; positron computed tomography; photon emission; radiothermoluminescence; uses; efficiency; performance; differential calculus; three-dimensional calculations

  • IPEN-DOC 28009

    ZAMBONI, CIBELE B. ; SILVA, DALTON G.N. da ; TASSO, ORION G. ; MEDEIROS, JOSE A.G. de ; AZEVEDO, MARIA R.A. de. Quantitative analysis of light elements using compact XRF spectrometers. In: SALES, FRANCISCO O. (Org.). Ciências exatas e da terra: exploração e qualificação de diferentes tecnologias 4. Ponta Grossa, PR: Atena Editora, 2021. p. 178-186, cap. 16. DOI: 10.22533/at.ed.13021130116

    Abstract: The performance of two compact X-Ray Fluorescence (FRX) spectrometers consisting of Ag and Au X-ray mini-tubes associated with a Si Drift detector was checked for clinical finality. Using the Energy Dispersive X-Ray Fluorescence technique (FRXDE) specific light elements of clinical relevance (Ca, Cl, K and Fe) were determined in human whole blood samples without chemical digestion using direct and non-destructive analysis, in air atmosphere. A comparative study between Ag and Au targets data was carried out and the results are in good agreement.

  • IPEN-DOC 28008

    SILVA, DALTON G.N. da ; ZAMBONI, CIBELE B. ; ALMEIDA, MATEUS R. de ; MEDEIROS, JOSE A.G. de . Análise de zinco em sangue de corredores de longa distancia. In: SOUZA, LUCIO M.V. (Org.). Educação física e ciências do esporte: pesquisa e aplicação de seus resultados 2. Ponta Grossa, PR: Atena Editora, 2021. p. 227-234, cap. 19. DOI: 10.22533/at.ed.30721220119

    Abstract: O objetivo deste estudo foi avaliar o zinco no sangue de atletas por metodologia de ativação de nêutrons. Os resultados mostraram deficiência de zinco para a maioria dos atletas. O estudo mostrou a eficácia da utilização desse procedimento analítico para sucessivas avaliações clínicas, durante o período de preparação das competições, fornecendo dados que auxiliam na elaboração de uma dieta balanceada, bem como contribuem para a proposição de novos protocolos de avaliação clínica.

  • IPEN-DOC 28007

    GONZAGA, ANDERSON do B.; SILVA, EDUARDO P. da; TERAM, ROGERIO; NASCIMENTO, MAURICIO S.; SANTOS, VINICIUS T. dos; SILVA, MARCIO R. da; COUTO, ANTONIO A. ; SANTOS, GIVANILDO A. dos. Análise de ligas de cobre e a influência da inserção de nióbio: uma revisão. In: HOLZMANN, HENRIQUE A. (Org.). Impactos das tecnologias na engenharia de materiais e metalúrgica 2. Ponta Grossa, PR: Atena Editora, 2021. p. 19-26, cap. 3. DOI: 10.22533/at.ed.3142119013

    Abstract: O presente trabalho tem como finalidade desenvolver uma revisão bibliográfica sobre a influência de processos de fabricação que envolvem cobre com a inserção de nióbio na microestrutura e propriedades resultantes. Foram utilizadas literaturas específicas na busca por material bibliográfico para esta revisão como: artigos, capítulos de livros, Springerlink, Google Scholar, trabalhos de conclusão de curso e livros. Foram obtidas as seguintes conclusões: (1) o nióbio pode ser utilizado como refinador de grão do cobre; e (2) a porcentagem de nióbio adicionada a liga de cobre deve ser mínima, pois altas quantidades produzem um material poroso e de qualidades mecânicas baixas, no caso da metalurgia do pó.

  • IPEN-DOC 28006

    GOMES, MAURILIO P. ; REIS, LUIS A.M. dos; BETINI, EVANDRO G.. Simulação computacional de recristalização de grãos. In: . Engenharia no Século XXI. Belo Horizonte, MG: Poisson, 2020. p. 100-105, v. 16, cap. 12. DOI: 10.36229/978-65-86127-70-6.CAP.12

    Abstract: Um modelo de Monte Carlo bidimensional foi desenvolvido para simular a recristalização de grãos na presença de uma partícula circular imóvel para diferentes valores de energias armazenadas. Para energias armazenadas maiores que um valor crítico (H/J = 2,01) a propagação da recristalização pôde facilmente transpor a partícula imóvel, levando a uma densidade aleatória dos grãos e a uma influência insignificante da partícula imóvel na cinética da recristalização. Para energias armazenadas mais baixas (H/J = 0,1), a partícula imóvel limita a propagação da recristalização, levando à uma recristalização incompleta.

  • IPEN-DOC 28005

    LEBRAO, GUILHERME W.; JERMOLOVICIUS, LUIZ A.; MORAES, VIVIANE T. de; LEBRAO, SUSANA M.G.; ROSSI, JESUALDO L. . Compósito reforçado com fibra de carbono e nanotubos funcionalizados com auxílio de microondas. In: BARBOSA, FREDERICO C. (Ed.). Engenharia Química: princípios fundamentais. Piracanjuba, GO: Editora Conhecimento Livre, 2020. p. 106-112, v. 1, cap. 10. DOI: 10.37423/200802332

    Abstract: O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um material compósito reforçado com fibra de carbono e nanotubos funcionalizados, onde se realizou a caracterização térmica e a resistência mecânica do produto final. Desenvolveu-se neste trabalho um procedimento para incorporação de nanotubos de carbono (NTC) em uma resina fenol / epóxi a ser utilizado como matriz de um compósito de fibra de carbono. Realizando para tal, a oxidação dos NTC com o uso de micro-ondas e sua funcionalização com 3-amino-propil-tri-etoxi-silano, usado como agente de acoplamento entre a resina e o NTC. Após o processamento, como resultado da adição dos NTC na resina, obteve-se um aumento na sua temperatura de transição vítrea. No material compósito fibra de carbono, obtido por laminação manual, onde a resina fenol / epóxi mais NTC foi usada como matriz, obteve-se o aumento do limite de resistência à tração e ao impacto, confirmado por uma análise de variância com 95% de confiança, mostrando a eficácia no tratamento dos NTC.

  • IPEN-DOC 28001

    CAYRES, ROSANA M.V.; RUIZ, MAURO S.; AQUINO, SIMONE . Educação ambiental para a melhoria contínua do plano de logística sustentável da Companhia Nacional de Abastecimento Superintendência Regional de São Paulo. In: PACHECO, JULIANA T.R. (Org.); KAWANISHI, JULIANA Y. (Org.); NASCIMENTO, RAFAELLY do (Org.). Meio ambiente e desenvolvimento sustentável 2. Ponta Grossa, PR: Atena Editora, 2019. p. 134-148, v. 2, cap. 13. DOI: 10.22533/at.ed.55019111113

    Abstract: Várias são as iniciativas que tentam responder aos desafios da sustentabilidade e uma delas é a educação ambiental (EA). O estudo apresentou como objetivo geral propor ações de EA para contribuir com a melhoria contínua dos resultados do plano de logística sustentável (PLS) da Companhia Nacional de Abastecimento e como objetivos específicos, conhecer as opiniões dos funcionários em relação ao PLS e às atividades realizadas durante a sua execução no primeiro ciclo, analisar os relatórios de consumo de serviços e bens relacionados no PLS, além de identificar as lições aprendidas pelos integrantes da comissão gestora do PLS ao longo do período de implantação. Foi uma pesquisa aplicada, com abordagem mista. Quanto aos objetivos, tratou-se de uma pesquisa de avaliação. As etapas metodológicas foram: pesquisa documental, aplicação de survey aos funcionários e realização de grupo focal, para se chegar ao tratamento e análise dos dados. Apesar de nem todas as metas do PLS terem sido alcançadas, observou-se resultados favoráveis em todos os aspectos analisados, com aprovação dos funcionários às atividades desenvolvidas, chegando-se a sistematização de dez lições aprendidas. Ao final, foram apresentadas 21 ações de EA que podem ser incorporadas ao novo ciclo do PLS, visando à melhoria contínua do mesmo. O estudo mostrou-se relevante e de ampla contribuição às instituições da administração pública que pretendem dar os primeiros passos no sentido de implantar suas ações de educação ambiental, bem como àqueles que vem enfrentando desafios ao selecionar as melhores práticas de sustentabilidade e alcançar os resultados propostos em seus PLS.

  • IPEN-DOC 28000

    PEREIRA, MARCO A.S. . Ciência: o prazer de descobrir. São Paulo, SP: Sagitarius Editora, 2020. 259 p.

  • IPEN-DOC 27999

    AGUIAR, ANDRE S. de ; LEE, SEUNG M. ; SABUNDJIAN, GAIANE . Calculation of the dose for public individuals due to a severe accident at the Angra 2 nuclear plant, Brazil. In: AWWAD, NASSER (Ed.). Nuclear power plants: the processes from the cradle to the grave. London, UK: IntechOpen, 2021. p. 1-16, cap. 6. DOI: 10.5772/intechopen.92200

    Abstract: Through a severe accident at nuclear power plant Angra 2, the whole body dose effective of the individuals members of the public located in the Emergency Planning Zones (EPZs) will be calculated, and later, the protective actions in these EPZs will be analyzed. Two different scenarios of radionuclide release into the atmosphere will be considered. In the first scenario, 2 h of the release of Xe, Cs, Ba, and Te, and the second scenario, 168 h of release.

  • IPEN-DOC 27998

    FREITAS, LUCAS F. de . Nanomaterials for enhanced photodynamic therapy. In: INADA, NATALIA M. (Ed.). Photodynamic therapy: from basic science to clinical research. London, UK: IntechOpen, 2021. p. 1-16, cap. 12. DOI: 10.5772/intechopen.94255

    Abstract: Photodynamic therapy is a non-invasive option for eliminating superficial tumors and to control infections. However, despite some protocols are already approved for the clinic, PDT applications could be much broader if some of its main hindrances were overcome. For instance, the most efficient photosensitizers are hydrophobic, so if one injects them intravenously they tend to aggregate and to be internalized by phagocytes in the blood, impairing the delivery to the target site. In addition, visible light has a limited penetration in tissues, therefore the main applications of PDT are limited to superficial tumors unless an invasive procedure is used for the light to reach deeper sites. Another setback is the hypoxia that commonly happens in tumors, hindering the full potential of PDT as it depends on a constant oxygen supply. In this chapter the reader will find some strategies based on Nanotechnology to overcome these and other obstacles for PDT to reach its full clinical potential, i.e. hypoxia-reverting protocols, X-ray-driven PDT, Cherenkov radiation-driven PDT, and active tumor-targeting.

  • IPEN-DOC 27997

    BITTENCOURT, SONIA R.M. de; BUSCH, SUSANNA E. ; CRUZ, MARCIO R. da. The Clean Development Mechanism in Brazil. In: FRANGETTO, FLAVIA W. (Ed.); VEIGA, ANA P.B. (Ed.); LUEDEMANN, GUSTAVO (Ed.). Legacy of the CDM: lessons learned and impacts from the Clean Development Mechanism in Brazil as insights for new mechanism. Brasília, DF: IPEA, 2019. p. 43-58, cap. 2.

  • IPEN-DOC 27996

    LIMA, CASSIO ; CORREA, LUCIANA; BYRNE, HUGH; ZEZELL, DENISE M. . Influence of the reference spectrum used as input to the RMieS-EMSC algorithm for correction of spectral distortions induced by Mie scattering in FTIR hyperspectral images. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 7-9, 2019, São Paulo, SP. Abstract... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2019. p. 47-48.

    Abstract: Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy has shown great promise as a tool to assess the histological architecture of tissue samples by providing morphochemical maps that enable the evaluation of both spatial and compositional information based on the signatures of molecular vibrations. However, FTIR datasets collected in transmission and transflection modes are subjected to undesired spectral contributions non-related to the phenomenon of light absorption that must be corrected prior any analysis. The algorithm so-called “Resonant Mie Scattering – Extended Multiplicative Scatter Correction (RMieS-EMSC)” has been well succeeded in vibrational spectroscopy in removing spectral distortions. The main idea of the algorithm is to reconstruct the datasets that present undesired spectral contributions based on a scatter-free reference spectrum. In this study, FTIR hyperspectral images acquired from cutaneous malignant lesions were submitted to RMieS-EMSC protocol using Matrigel and average spectrum in order to evaluate the influence of the reference spectrum in the final correction. False-color maps obtained after segmentation were compared in terms of image quality and consistency with standard histopathology in order to evaluate the ability of each method to reproduce the histological structures of the specimen. Our findings indicate that the choice of reference spectrum has very little difference on the outcome of image analysis. The images obtained by both spectra used as reference may not have resulted in identical false-color maps, but the differences between the morphochemical maps are relatively small.

  • IPEN-DOC 27995

    MACHADO, NEILA; SATO, ERIKA; BORTOLETTO, DAIANA; LIMA, CASSIO ; ZEZELL, DENISE M. ; MARTINHO, HERCULANO. Computational models for light-tissue interactions: recent advances. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 7-9, 2019, São Paulo, SP. Abstract... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2019. p. 26-26.

    Abstract: Computational simulations could be used as a tool to better understand how biochemical changes translate into structural changes that generate pathological states. By computational calculations, it is possible to obtain the vibrational spectrum of molecules and macromolecules. It is possible to verify which atoms or molecules contribute to the existence of each characteristic vibrational mode, identify and interpret the interactions between these modes, and associate these pieces of information to the pathological processes. In this work we will present recent advances from our group by using density functional theory (DFT) to model normal, inflammatory, and tumoral tissues in a minimalist way (100 atoms). Comparison with experimental data (vibrational spectroscopy data) will also be presented. Perspectives on using molecular dynamics on large models (> 60,000 atoms) will also be discussed.

  • IPEN-DOC 27994

    CASTRO, PEDRO ; LIMA, CASSIO ; ZORN, TELMA; ZEZELL, DENISE M. . Assessment of burn wounds status using mid-infrared spectroscopy. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 7-9, 2019, São Paulo, SP. Abstract... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2019. p. 20-21.

    Abstract: Burns are one of the major causes of morbidity and the most costly traumatic injuries worldwide. Better understanding of the molecular mechanisms associated with wound healing might provide improved clinical strategies to speed up the tissue repair process and reduce the global impact of burns on public health services. The traditional techniques used to assess the biochemical events related to wound repair are laborious, time-consuming and require multiple staining. Thus, the present study aims to evaluate the feasibility of Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy in order to monitor the progress and healing status of burn wounds. Third-degree burn injuries were induced on Wistar rats by water vapor exposure. Afterwards, biopsies specimen was extracted for further histopathological examination and spectroscopic evaluation at 4 time-points (3, 7, 14 and 21 days). Raw spectral data were offset-corrected and normalized by amide I band area. The second derivatives were compared by the Principal Component Analysis (PCA). On days 3 and 7, when compared to healthy group, biomolecules bands were most prominent. However, on days 14 and 21, these molecular bands decreased. Therefore, our pairwise comparison revealed that metabolic activity induced by thermal injury decreases as the healing process progresses. Our findings show that FTIR spectroscopy can monitor the biochemical development induced by burn injury and detect the status of wound repair.

  • IPEN-DOC 27993

    ZANINI, NATHALIA ; ZAMATARO, CLAUDIA B. ; RABELO, THAIS F. ; JUVINO, AMANDA C. ; KUCHAR, NIELSEN G. ; CASTRO, PEDRO ; ANA, PATRICIA da; ZEZELL, DENISE . Analysis of ceramic laminates removal with Er,Cr:YSGG laser by optical coherence tomography. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery, v. 37, n. 10, p. A22-A22, 2019. DOI: 10.1089/photob.2019.29013.abstracts

    Abstract: Porcelain laminated veneers have been widely used. For wear of hard tissue such as enamel and dentin, the diamond rotary instrument is the most traditional, but the laser has become recently used to remove aesthetic facets. Optical coherence tomography (OCT) used as an optical biopsy, is important for morphological analysis and attenuation coefficient is related to the property of the photons to be scattered by the samples. After approval by the Ethics Committee, the present study investigated the detachment of 30 ceramic E-max fragments cemented in human dental enamel of dimensions 3mm x 3mm x 0.7mm with 3 types of resin cements, RelxY Veneer, Relx U200 and Variolink Veneer. The samples (Enamel + Ceramic Fragment) were randomly distributed in the 3 groups and cemented according to the manufacturer. After that, they were prepared for irradiation with the Er,Cr: YSSG laser under predetermined conditions (3.5 and 3W, 20Hz, 60% water and 40% air flow). OCT analysis was done before and after irradiation. We observed that themorphological changes of the enamel surface showed an increased surface area due to the cement remaining in the enamel.We concluded that the Er, Cr: YSGG laser, when used in the irradiation protocol tested, seems to be a safe tool for the removal of laminates.

  • IPEN-DOC 27992

    RABELO, THAIS F. ; ZAMATARO, CLAUDIA B. ; ZANINI, NATHALIA ; JUVINO, AMANDA C. ; KUCHAR, NIELSEN G. ; CASTRO, PEDRO A.A. ; ZEZELL, DENISE M. . Removal of laminates with Er,Cr:YSGG laser from dental enamel submitted to gamma radiation. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery, v. 37, n. 10, p. A21-A21, 2019. DOI: 10.1089/photob.2019.29013.abstracts

    Abstract: Background: Modern Dentistry is characterized by the search for aesthetic perfection in the smile. Many efforts are made regarding procedures related to manufacturing, cementing, maintenance and removal of ceramic laminates. The laser removal of laminates has become more frequent when the aesthetical procedures needs to be replaced. On the other hand, the head and neck cancer treatment causes comorbidities in the buccal environment when laminates are in place. Objective: To evaluate in vitro the removal of ceramic fragments by means of Er,Cr:YSGG laser irradiation, after gamma radiation. Methods: 20 Lithium disilicate veneers were cemented with Variolink to human dental enamel and then samples were irradiated with 0.07 kGy. After gamma irradiation, the laminates removal with Er,Cr:YSGG laser was performed. The control group was not subjected to gamma radiation. Dental enamel samples were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Surface Microhardness Loss (SMH). Results: SEM has shown that less cement was found after removal of the facets in gamma irradiated group when compared to the control. For both groups there was alteration of the SMH possibly due to the use of the adhesive system. When performed intra group analysis, the sample being its own control of baseline in the FTIR analysis, there were no band shifts or formation of new compounds on the surface of human dental enamel. Conclusions: The Er,Cr:YSGG laser is an effective alternative for laminates removal in human dental enamel even when it is subjected to gamma radiation.

  • IPEN-DOC 27991

    KUCHAR, NIELSEN G. ; ZAMATARO, CLAUDIA B. ; RABELO, THAIS ; JUVINO, AMANDA ; ZANINI, NATHALIA ; CASTRO, PEDRO ; ZEZELL, DENISE M. . Calcium analysis of gamma sterilized human dentin submmited to Er,Cr:YSGG laser irradiation. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery, v. 37, n. 10, p. A18-A19, 2019. DOI: 10.1089/photob.2019.29013.abstracts

    Abstract: Studies report that gamma radiation changes the oral cavity of patients submitted to radiotherapy. These changes include xerostomia, resulting in an unsaturation of calciumand phosphate in the oral cavity. However, human enamel samples isolated from the altered oral environmentwhen irradiatedwithgamma radiation at doses of up to 25kGy (much higher than radiotherapy doses) were shown to have undergone no changes in molecular hardness or micro surface. After approval of the Research Ethics Committee, 20 human dentin samples were evaluated before and after irradiation, split randomly into control group (n = 10) and irradiated group (n = 10) treated with 25.0 kGy at the Co60 multipurpose irradiator and irradiated with Er,Cr:YSGG laser in the parameters: 8.5 J/cm2 in the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), % surface Microhardness loss and Scanning Electron Microscopy (SEM). At the end, acidic biopsies were performed to quantify the concentration of calcium present in the samples. In the results of FTIR analysis differences were found only in the bands of organic content and in the inorganic content, difference were not found between before and after irradiations. The EDS and % Surface Microhardness loss analysis corroborates these findings, as well as no significant loss of the Calcium content before and after their radiation with Co60 at 25 kGy and with the Er,Cr:YSGG laser. These findings lead us to a new hypothesis of behavior of the hydroxyapatite crystal submitted to the gamma irradiation.

    Palavras-Chave: teeth; radiotherapy; gamma radiation; radiation doses; calcium

  • IPEN-DOC 27990

    ZAMATARO, CLAUDIA B. ; RABELO, THAIS F. ; ZANINI, NATHALIA ; JUVINO, AMANDA C. ; KUCHAR, NIELSEN G. ; CASTRO, PEDRO A.L. ; ANA, PATRICIA A. da; ZEZELL, DENISE M. . Er,Cr:YSGG laser irradiation associated to fluoride for in situ model using gamma sterilized dentin and enamel. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery, v. 37, n. 10, p. A13-A13, 2019. DOI: 10.1089/photob.2019.29013.abstracts

    Abstract: The in situ intraoral model uses human dental enamel samples (HDE) in order to analyse the de-remineralization processes using the buccal environment without interfering into the patients’ natural dentition. The main ethical concern from this model is the biosafety. Gamma radiation is a very efficient sterilization method that is not expected to alter the mineral content of the hard tissues, avoiding biases in the results. Thus 40 HDE samples were irradiated through a source of 60Co multipurpose irradiator aiming complete sterilization (25 KGy/h) with the purpose of accumulating the native plaque on them at an in situ study. An Er,Cr:YSGG laser was used alone and in combination with the topical applications of: 1-dentifrice (1,100 lg F-/g) or 2-APF (12,300 lg F-/g). Morphological analyses were performed by scanning electron microscopy (SEM), determination of alkali-soluble fluoride concentration by specific ion electrode and microhardness determination. Then, the 15 volunteers used palatal devices containing previously treated HDE samples and remained using F dentifrice. The FTIR findings established that gamma radiation could be used aiming HDE sterilization. The Knoop hardness number was within the range of that of natural dentin of human origin. X-ray fluorescence shows that irradiated dentin has great similarity with natural dentin from the point of view of chemical composition. SEM analyses showed that there was no thermal damage or interprismatic morphological changes in the hydroxyapatite structure of human dental dentin outside the buccal environment when using doses of gamma irradiation up to 25 kGy.

    Palavras-Chave: teeth; enamels; sterilization; lasers; irradiation

  • IPEN-DOC 27989

    JUVINO, AMANDA C. ; ZAMATARO, CLAUDIA B. ; RABELO, THAIS F. ; KUCHAR, NIELSEN G. ; ZANINI, NATHALIA ; CASTRO, PEDRO ; ZEZELL, DENISE . In vitro determination of the critical pH demineralization of human dental enamel irradiated with Nd:YAG laser associated with fluoridated product. Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery, v. 37, n. 10, p. A8-A9, 2019. DOI: 10.1089/photob.2019.29013.abstracts

    Abstract: The use of fluoride products associated with high intensity laser irradiation are beneficial for dental caries prevention because it increases the surface area, improving the formation of fluorapatite (FA), which gives greater acid-resistance of enamel against bacterial acids. The objective of this study is to determine the critical pH of dental enamel treated with acid fluoride phosphate 12,300 lF-/g (APF) and Nd:YAG laser 84 J/cm2, as there is no precedent to determine this pH. The study consisted of 4 groups (n = 15): G1: Negative Control; G2: APF; G3: Nd:YAG; G4: APF + Nd:YAG. Each group was randomized into three subgroups (n = 5) for pH cycling. The cycling was designed to simulate three conditions: below critical pH of enamel hydroxyapatite (pH 5.0); pH below critical for hydroxyapatite and fluorapatite (pH 4.5); condition further below the critical situation to investigate extent of acid resistance of the enamel (pH 4.0). The samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), Fourier infrared spectroscopy (FTIR) and solutions were quantified fluoride (specific ion electrode) and phosphate (colorimetric method). In SEM and FTIR (phosphate band) at pH 5, only the APF and APF + Nd:YAG groups did not present demineralization. At pH 4.5, only the APF + Nd:YAG group was integrated. At pH 4, APF + Nd:YAG showed signs of mild demineralization while the other groups showed aggressive signals. It is concluded that the irradiated fluorapatite has critical dissolution pH different from fluorapatite formed only with the application of fluorine.

    Palavras-Chave: teeth; enamels; fluorides; phosphates; ph value; laser radiation

  • IPEN-DOC 27988

    CACHEFFO, A.; LOPES, F.J.S. ; YOSHIDA, A.C.; LANDULFO, E. . Classifying aerosols with machine learning techniques using the AERONET and CALIPSO satellite databases. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 102-102.

    Abstract: In this work, our intention is to develop ways to correlate and classify several types of aerosols, by practical and objective manners, with the aim of machine learning techniques (specially decision trees and random forests) [1, 2]. For this purpose, we are intended to use the AERONET (Aerosol Robotic Network) and CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations) satellite databases [3]. The AERONET database, which includes measurements made since year 2000, will provide to us a reference standard for the categorization and classification of aerosols present in atmosphere [3]. Following this, the databases for the measurements made by the CALIPSO satellite will be addressed, also with the objective of categorizing and classifying aerosols. Such data mining processes will enable us to carry out statistical and climatological analyzes of these databases, allowing a better study of the atmospheric behavior of aerosols in the Earth’s atmosphere [4]. We believe that the development of such tools and techniques for treatment of data provided by AERONET and CALIPSO will contribute greatly to a better understanding of climate change processes on Earth, a subject of scientific interest, especially in recent years.

  • IPEN-DOC 27987

    OLIVEIRA, D.C.; HOELZEMANN, J.J.; LANDULFO, E. ; ARBOLEDAS, L.A.. Aerosol optical properties in the atmosphere of Natal/Brazil measured a sun photometer of the AERONET. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 95-95.

    Abstract: The study of atmospheric aerosols contributes to the understanding of radiative forcing and global warming. In addition, aerosols may influence visibility, acid rain, human health and precipitation. Since 2016, Natal, capital of Rio Grande do Norte, Brazil, has a solar photometer (CIMEL) of the RIMA-AERONET network that can identify the presence of biomass burning aerosols and desert dust from Africa. For this identification, it is aimed to characterize the optical properties of these aerosols present in the atmosphere of Natal (RN). The data available by AERONET, at level 1.5, Version 3, provide information on some microphysical characteristics such as Optical Aerosol Depth (AOD), Ångström coefficient ( ), Single Scattering Albedo (SSA), Asymmetry Factor (g), Complex Refractive Index (N), Volume Size Distribution (VSD) and Precipitable Water. The data collection period was from August 2017 to August 2018. Aerosols were classified based on global climatologies and their optical properties were described. Observations were compared with daily measurements from satellites and the local LIDAR over the course of a day for a case study. In addition, backward trajectories were modeled with the HYSPLIT model to verify the predominant origin of the air masses. Aerosols present in the atmospheric column of Natal showed monthly means of AOD in the range of 0.10 to 0.15 with peak of 40%, monthly means of between 0.6 and 0.8 with peak above 30%, bimodal DTV with dominant coarse mode, SSA about 0.8, real part around 1.5, imaginary part raging from 0.0125 to 0.0437 and g above 0.74. The Precipitable Water accompanied the increase of the precipitation for the months of December, January, February and March. The classification identified mixed aerosols (60.40%), marine aerosols (30.69%) and mineral dust (8.91%). The backward trajectories showed that in 51% of the cases the continental aerosols origined from the Africa.

  • IPEN-DOC 27986

    CORREA, T. . Determination of CH4 in mangrove area using LIDAR Raman and Cavity Ringdown Laser Spectroscopy. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 79-79.

    Abstract: Natural wetlands are considered important sources of atmospheric methane, and several researchers have attempted to quantify global emissions from wetland environments. Therefore, this project was conducted an experimental data sample in Itanhaém region, which explored the spatial variability of methane flow within a system with no anthropogenic wetland impact known as mangrove. The study area is located in the coastal region of São Paulo state, region of Atlantic Forest preservation, with large mangrove area. Since remote sensing is a method non-invasive, we were able to detect the emission of methane in areas that do not undergo human intervention, estimating the release of natural gas. The Lidar Raman method reduce the complexity system and cost of mobile and real-time analytics. The system used includes a commercial laser pulsed Nd:YAG Quantel S.A., model CFR 200, with wavelengths of 355 nm, 353 nm and 396 nm, 120 mJ pulse power, with laser repetition rate of 20 Hz and pulse width of 20 s, with a spatial resolution of 7.5 m. The system includes an ethernet interface, used together with LabView software to control the measurement and readout of the acquired data. For an exchange and precision data the Cavity Ringdown Laser Spectroscopy (CRDS) was used functioned with light absorbing at specific wavelengths and its ability to detect mole fractions in ppt (part per trillion) detecting small amounts of gases. Advances in CRDS in cavity-enhanced absorption spectroscopy techniques provide dramatic increases in optical path length and, as a result, allow ultra-sensitive trace gas measurements using robust, reliable and near-infrared temperature room-temperature diode lasers. The results indicated that the spatial variability of the flow within a wetland ecosystem can introduce significant results when compared to areas with impacts with fugitive gases, as well as in extrapolations to larger areas, even if the extension of the ecosystem is well known.

  • IPEN-DOC 27985

    ANDRADE, I. da S. ; LANDULFO, E. ; ARAUJO, E.C. ; MENDONCA, F. de M. ; SALANI, M.H.G. de A. ; CORREA, T. ; MARQUES, M.T. ; COSTA, R.F. da; GUARDANI, R.. Analysis of the dispersion of aerosol in Cubatão-SP using remote sensing techniques. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 78-78.

    Abstract: Aerosls are emitted by a several sources, these can be antropogenic – emitted by human activities - or natural.Their sudies are an important, because its impacts on the dynamics of the Earth’s atmosphere are huge. The study area have one of the most important industrial complex in the state of Sao Paulo. In the past the city of Cubatão was known as “death valey”, due to the environmental problems caused by the high levels of pollutants that was emitted by the industries. Following this event, regulatory laws on atmospheric emissions were developed, both at the state and federal levels. Today, although Cubatão has lower levels of pollution and controlled industrial emissions, but it is possible to observe overcoming air quality standards. Based on the presented context, the present work aims to conduct a study of the dispersion of aerosols in the region of Cubatão-SP using several techniques, such as: remote sensing (elastic lidar and wind lidar), satellite data, air quality information and also simulations of air masses using a model.

  • IPEN-DOC 27984

    MACEDO, F. . Correlation between two different real time data acquisition systems: LIDAR Raman and Cavity Ringdown Laser Spectroscopy, for CH4 as a fugitive gas, in São Paulo Metropolitan Area. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 77-77.

    Abstract: Fugitive emissions, defined as unintended or irregular leaks of gases and vapors, are an important source of air pollution that is difficult to monitor and control. These sites, including megacities like São Paulo, are growing in size and economic activity. At the same time, there is a remarkable growth in concerns about the environmental issues associated with these activities. In a constantly changing world, with increasing concentrations of greenhouse gases (GHGs), among them methane (CH4) and volatile organic compounds (VOC), mitigation of atmospheric emission of these gases to contain global warming, make field campaigns in the metropolitan region of São Paulo very relevant. Optical remote sensing techniques as lidar can attend the need for real time and trustable information on fugitive emissions. The Cavity Ringdown Laser Spectroscopy (CRDS) technique was adopted because it is widely used in the detection of gas samples that absorb light at specific wavelengths and also for their ability to detect mole fractions up to the parts per trillion level. The Raman LIDAR system used includes a commercial laser pulsed Nd:YAG Quantel S.A., model CFR 200, with wavelengths of 355 nm, 353 nm and 396 nm, 120 mJ pulse power, with laser repetition rate of 20 Hz and pulse width of 20 s, with a spatial resolution of 7,5 m. The system includes an ethernet interface, used together with LabView software to control the measurement and readout of the acquired data. The mixing ratio of CH4 can be observed within the planetary boundary layer. The measured methane profiles correlate with the acquisitions made with the CRDS, however, an additional contribution of control data in which the Raman lines detect with high sensitivity.

  • IPEN-DOC 27983

    BEU, C. . Atmospheric dispersion comparative study between a typical and a disturbed PBL using a doppler lidar. In: SP SCHOOL OF ADVANCED SCIENCE ON ATMOSPHERIC AEROSOLS, July 22 - August 2, 2019, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Instituto de Física - USP, 2019. p. 73-73.

    Abstract: An atmospheric dispersion study was conducted for 2 different synoptical conditions for a hypotetical nuclear accident: the first is a pre-frontal condition with a typical Planetary Boundary Layer (PBL) and the second is a disturbed PBL due to a synoptic though. The site is a complex terrain area (Ipero - Brazil), where the topography modulates the circulation and the Low Level Jet (LLJ) is a common feature of the PBL. For one year a doppler lidar retrieved the wind vertical profile at Ipero, allowing to evaluate datasets that can be used as input data for the Atmospheric Transport and Dispersion Models (ATDM). Of the 3 datasets evaluated, only GDAS reproduced the LLJ and was chosen for running the HYSPLIT4 ATDM experiments.

  • IPEN-DOC 27982

    NASCIMENTO, CARLOS E. ; SALES, TATIANE da S.N. ; CARBONARI, ARTUR W. . Investigation of HfO2 and ZrO2, separately and also in the form of mixtures, pure and doped with Si. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON HYPERFINE INTERACTIONS AND THEIR APPLICATIONS, February 10-15, 2019, Goa, India. Abstract... Mumbai, India: Tata Institute of Fundamental Research, 2019. p. 85-85.

    Abstract: The HfO2 has been used in several technological applications, one of which is the replacement of silicon oxide as the material for the door in the manufacture of CMOS-FET devices [1]. ZrO2 also has several applications, being more used in the form of solid electrolytes and oxygen sensors and also in electrochemical pumps. Due to the similarity of the size and properties, that is found in the proportion of 1 to 2 % in the ore of this one. Since the ions of these elements are nearly identical in size, the separation is difficult, and is in most cases unnecessary due to the similarity of its properties [2]. Doping with other elements improves the specific characteristics of HfO2 and ZrO2, making them useful for different applications and extending their uses in CMOS-FET devices. It also reduces the ZrO2 defects, such as its low resistance to high temperatures, causing in the formation of polycrystalline films and decreasing the dielectric constant that can occur due to leakage current in the grain boundaries, making it necessary to use an amorphous interface to reduce losses. In addition, grain size and orientation change throughout a polycrystalline film, which can cause variations in the value of producing irreproducible properties [3]. In this project the atomic scale investigation of HfO2 and ZrO2 was carried out separately and also in the form of pure, doped mixtures with Si [4]. They were used (RBS), X-ray Diffraction [5] and SEM for caracterization. The PAC technique was used to measure the hyperfine parameters, such as the electric field gradient (Vzz), the asymmetric parameter of the electric field gradient (η) and the possible magnetic hyperfine field over a wide temperature range (from 10 to 1300 K). The measurements were performed in order to correlate the results with the behavior of the characteristic properties of each compound to understand the microscopic mechanisms that give rise to these phenomena [6].

  • IPEN-DOC 27981

    LEITE NETO, O.F.S. ; SANTOS, B.S. ; NARESSI, A.L.E. ; SALES, T.S.N. ; SAXENA, R.N. ; CARBONARI, A.W. . Study of hyperfine interactions in Perovskite structure CaTiO3 with perturbed angular correlation spectroscopy. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON HYPERFINE INTERACTIONS AND THEIR APPLICATIONS, February 10-15, 2019, Goa, India. Abstract... Mumbai, India: Tata Institute of Fundamental Research, 2019. p. 84-84.

    Abstract: Ceramic materials of the perovkista were identified as candidates for immobilization of medium and high levels of radioactive waste due to the fact that they are thermodynamically chemically and physically stable. Because it is a nuclear technique, PAC spectroscopy has great precision and efficiency in the measurement of local hyperfine fields on an atomic scale, constituting an ideal tool for the investigation of the atomic origin of structural phenomena, such as the influence of defects in the macroscopic properties of many materials or the local neighborhood of metallic atoms in the oxide structure. The samples has been prepared by sol-gel method and characterized by X-ray diffraction. In this study the time differential perturbed angular correlation (PAC) spectroscopy was used to study the structure of CaTiO3 and the possible defects made by radiation exposure. The probe nucleus used in this research was 111Cd. The PAC method is based on the hyperfine interaction of nuclear moments of the probe with extra nuclear magnetic fields or electric field gradients (EFGs). In the case of quadrupolar electric interaction, the experimental measurement gives the quadrupolar frequency νQ with respective distribution δ as well as the asymmetry parameter η of EFG. The γ-γ PAC measurements were carried out using a standard set up with four conical BaF2 detector scintillators with a time resolution of 0.6 ns (FWHM).

  • IPEN-DOC 27980

    MATOS, B.R. ; SILVA, J.S. da ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . Identification of the polymer and electrode polarizations of Nafion dielectric spectrum. In: WORKSHOP ON ION EXCHANGE MEMBRANES FOR ENERGY APPLICATIONS, June 25-27, 2019, Bad Zwischenahn, Germany. Abstract... 2019.

  • IPEN-DOC 27979

    MATOS, B.R. ; FONSECA, F.C. . Nafion dielectric polarization effects on the fuel cell I-V curve. In: WORKSHOP ON ION EXCHANGE MEMBRANES FOR ENERGY APPLICATIONS, June 25-27, 2019, Bad Zwischenahn, Germany. Abstract... 2019.

  • IPEN-DOC 27978

    WATANABE, TAMIRES ; GUILHEN, SABINE N. ; MARUMO, JULIO T. ; ARAUJO, LEANDRO G. de . Uranium biosorption by hydroxyapatite and bone meal. In: AZEVEDO, DIANA C.S. de (Org.); BASTOS-NETO, MOISES (Org.) ENCONTRO BRASILEIRO DE ADSORÇÃO, 13th, November 25 - December 3, 2020, Online. Anais... Fortaleza, CE: Imprensa Universitária, 2021. p. 714-718. DOI: 10.51996/9786588492529

    Abstract: Biosorption has been widely examined for the treatment of aqueous solutions containing uranium, a radiotoxic pollutant. The use of hydroxyapatite and bone meal as potential biosorbents in the removal of uranium (U) from aqueous solutions has not yet been previously addressed. In this work, the efficiency of these biosorbents in the removal of U was investigated according to their adsorption removal capacities. Surface transformations in both materials were observed after U adsorption by scanning electron microscopy combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS). The biomass/U solution ratio was kept at 0.1 g/5 mL. Contact times for the batch experiments were 15, 30, 60, 120, and 180 min, and the concentration of U tested was 680 mg L-1. The equilibrium was achieved in less than 15 min for both materials. The morphological characteristics of each biomass, before and after biosorption experiments were analyzed. Bone meal highlighted slightly superior adsorption results in terms of maximum capacity (qmax = 33.83 mg g-1), compared to hydroxyapatite (qmax = 33.36 mg g-1), with the removal percentages being also similar, 99.97 and 98.57 %, respectively. The results so far indicate that these materials are potential biosorbents for the treatment of uranium-contaminated solutions, especially liquid radioactive waste.

    Palavras-Chave: adsorption; uranium; bone tissues; apatites

  • IPEN-DOC 27977

    VASQUEZ, P.A.S. ; MORAIS, F.; LIMA, F.S.; SANTOS, P.S. ; MORAES, O.; ARTAXO, P.; JOHN, V.M.; NAGAI, M.L.E.; OLIVEIRA, M.J.A. ; CATALANI, L.H.; KODAMA, Y. ; OTUBO, L. . Development of methodologies for decontamination, reuse and improvement of the properties of respiratory protective equipment using ionizing radiation: preliminary results. In: WEBINAR COVID-19 PANDEMIC: RADIATION STERILIZATION OF PPE (PERSONAL PROTECTIVE EQUIPMENT), May 21, 2020, Online. Apresentação... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency, 2020.

    Palavras-Chave: decontamination; equipment; radiation protection; ionizing radiations; safety

  • IPEN-DOC 27976

    MORAES, L.P.R. ; MEI, J.; MARANI, D.; FONSECA, F.C. ; SUN, Z.. Wet-chemical synthesis of CeO2 for electrochemical applications. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CERAMICS, 11th, May 25-29, 2019, Kunming, China. Abstract... 2019.

    Abstract: Nanostructured metal oxides have been extensively studied in the last decades for their physicochemical properties, which depend on the size and shape of their nanostructures. The same chemical element or compound can exhibit different properties in different shapes and dimensions. Metal oxides are a class of inorganic compounds very important in many areas of materials science due to their unique properties that enable them to have a wide range of applications, such as sensor, catalysis, ceramics, absorbents and superconductors. They are particularly attractive for electrochemical applications due to their low molecular weight, favorable electrochemical properties and low toxicity, and have been extensively studied for the development of new energy conversion and storage systems, especially because of the higher electrode surface area, leading to higher charge/discharge rates, and their rich redox reactions involving different ions. Particularly, CeO2 is a promising metal oxide as it can present defects such as oxygen vacancies which play an important role for catalytic, magnetic and electrochemical properties. In this work, different nanostructures of CeO2 were synthesized by the selfassembly approach, from molecular precursors, using Pluronic P123 as surfactant and ethylene glycol as co-surfactant in ethanol solvent in a solvothermal system. The effect of different synthesis parameters on the morphology, crystallite size and electrochemical properties were investigated via various analytical techniques. The experimental results indicated that the synthesis parameters, such as temperature, aging time and chemicals concentration, strongly influences the morphology and sizes of CeO2, thus enabling the intentionally design of different nanomaterials.

  • IPEN-DOC 27975

    FONSECA, FABIO C. ; MACHADO, MARINA F.S. ; MORAES, LETICIA P.R. ; RODRIGUES, THENNER S. ; KABIR, AHSANUL; MARANI, DEBORA; VAN NONG, NGO; ESPOSITO, VINCENZO. Controlling the sintering of ceria by shape-controlled synthesis of nanoparticles. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON HIGH-PERFORMANCE CERAMICS, 11th, May 25-29, 2019, Kunming, China. Abstract... 2019.

    Abstract: The influence of surface energy of Gd-doped CeO2 nanometric crystals with different morphologies on mass diffusion mechanisms is studied. Depending on the starting morphology (nanocubes, nanorods, and random nanoparticles) extremely different microstructures, ranging from rapidly densified to thermodynamically stable porous structures. We investigate Gd-doped ceria (10% molar, GDC) both for its relevance in several chemical, environmental and energy technologies, and because the extensive knowledge on diffusion effects ruling this compound. We synthesized GDC as nanocubes (NC) and nanorods (NR) by a hydrothermal method whereas randomly oriented nanoparticles (RD) were obtained by co-precipitation. All samples were measured as single phase GDC powders with narrow nanoparticle size distributions. The high surface area NR exhibit lower green density as compared to NC. Dilatometric analyses revealed that NR have a pronounced linear retraction starting at low temperatures (~200°C) with maximum sintering activity at ~1100°C. High surface energy in NRs leads to a rapid rod to sphere transformation as well as to a rapid densification despite relatively low green density. On the other hand, the solid state diffusion in NCs is significantly inhibited, as confirmed by the highly porous microstructure of sintered samples. The results indicated the possibility of controlling microstructure of GDC by defining the shape of nanoparticles for different application in which dense or stable pores are required.

  • IPEN-DOC 27974

    IZIDORO, JULIANA ; FUNGARO, DENISE ; CAMPELLO, FELIPE ; GUILHEN, SABINE . Column leaching test for the evaluation of immobilization of toxic elements in modified coal fly ash. In: INTERNATIONAL WORKSHOP ADVANCES IN CLEANER PRODUCTION, 8th, November 13-15, 2019, Sanya, China. Abstract... São Paulo, SP: Advances in Cleaner Production Network, 2019. p. 64-65.

  • IPEN-DOC 27973

    FOLHADELLA, KELLY C.F.; SILVA, IVES C. da; FREITAS, ANDERSON Z. de ; GARCEZ, AGUINALDO S.; NUNEZ, SILVIA C.. Estudo dose-resposta da atuação do laser de baixa potência sobre processo inflamatório induzido por carragenina em Zebrafish. In: CAMPATO JUNIOR, JOÃO A. (Org.) CONGRESSO ACADÊMICO E TECNOLÓGICO DA UNIVERSIDADE BRASIL, 1.; ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 14.; ENCONTRO DE PÓS-GRADUAÇÃO, 8., 04-05 de dezembro, 2020, Online. São José do Rio Preto, SP: HN Editora, 2020. p. 610-614.

    Abstract: Este estudo foi pensado para desenvolver uma alternativa de pesquisa mais acessível para que formas não farmacológicas de tratamento, como é o caso da fotobiomodulação, possam ser mais bem compreendidas e aprimoradas. Aqui, o zebrafish foi utilizado como modelo experimental para tratamento pela fotobiomodulação da inflamação induzida por carragenina. O tratamento da inflamação induzida foi feito com laser 660nm e a análise dos resultados realizada através de processamento histológico e OCT (Optical Coherence Tomography). A análise qualitativa dos resultados mostrou que o zebrafish representa um bom modelo alternativo e menos oneroso para o estudo da ação da fotobiomodulação sobre processos inflamatórios.

    Palavras-Chave: fishes; modulation; inflammation; lasers; therapeutic uses

  • IPEN-DOC 27968

    CARDOSO, ELISABETH C.L. ; PARRA, DUCLERC F. ; SCAGLIUSI, SANDRA R. ; LUGAO, ADEMAR B. . Influence of particle size of bio-calcium carbonate used as reinforcement of PBAT/PLA bio-based foams compatibilized with ionizing radiation. Journal of Bioremediation & Biodegradation, v. 10, p. 42-42, 2019.

    Abstract: Bio-filler from eggshells as reinforcement of bio-based polymers are based on their principle benefits such as good strength and stiffness besides being an environmental friendly, degradable and renewable material. Eggshell is an agricultural waste largely considered as garbage and discarded mostly because it contributes to pollution. Biodegradable polymers as PLA (poli-lactic acid) and PBAT (butylene adipate co-terephthalate) are thermoplastics which can be processed using most conventional polymer processing methods. PLA is high in strength and modulus (63 MPa and 3.4 GPa, respectively) but brittle (strain at break 3.8%) while PBAT is flexible and tough (strain at break ~710%). In order to reduce interfacial tension exhibited by PLA/PBAT blend, compatibilization is fundamental: herein it was used as compatibilizing agent PLA previously e-beam irradiated at 150 kGy: ionizing radiation induces compatibilization by free radicals, improving the dispersion and adhesion of blend phases, without the use of chemical additives and at room temperature. PLA/PBAT, 65/35 blend with bio-filler, from avian eggs, of 38 and 75 µm particle size were prior homogenized in a co-rotating twin-screw extruder and further foamed in a mono-screw extruder, by using CO2 as Physical Blowing Agent (PBA). Characterizations involved: Melt Index, DSC, TGA, FTIR, SEM, XRD and mechanical essays.

    Palavras-Chave: calcium carbonates; biodegradation; eggs; polymers; fillers

  • IPEN-DOC 27972

    NASCIMENTO, F.C. ; CALVO, W.A.P. . Proposal of LCA and Circular Economy concepts in the application, properties development and improvement from a premium acrylic emulsion added with aqueous dispersions of cellulosic residues treated by electron beam. In: INTERNATIONAL MEETING ON RADIATION PROCESSING, 19th, April 1-5, 2019, Strasbourg, France. Resumo expandido... 2019.

    Palavras-Chave: life cycle assessment; electron beams; paints; cellulose; aqueous solutions

  • IPEN-DOC 27971

    KONDO, F.M. ; DUARTE, C.L. ; SOMESSARI, S.L. ; SATO, M.I. ; SALVADOR, V.L.R. ; LIMA, N.B. ; MARTINELLI, J.R. ; CALVO, W.A.P. . Extraction of molybdenum from spent cracking catalysts. In: INTERNATIONAL MEETING ON RADIATION PROCESSING, 19th, April 1-5, 2019, Strasbourg, France. Proceedings... 2019.

    Abstract: A catalyst is a substance that changes the rate of a reaction. In the petroleum industry, the catalysts are commonly used for Fluid Catalytic Cracking (FCC) and Hydro Catalytic Cracking (HCC), each of them applied in a specific stage. These catalysts are used to facilitate the molecular chains cracking, which will generate a mixture of hydrocarbons. However, the catalyst gradually loses its activity, either by changing its original molecular structure or by its contamination from other petroleum molecules. The application of ionizing radiation (medium-energy electron beam) over these spent catalysts was studied to contribute the extraction of metals or rare-earths of high added-value. Tests conducted with HCC catalysts were used the technique of electron beam irradiation (1.3 MeV) and had as a subject the extraction of Molybdenum. Energy Dispersive X-ray (EDX) analysis was performed on a Shimadzu EDX-720/800HS and X-ray Diffraction (XRD) analysis on a Rigaku MultiFlex. Electron beam irradiation had a positive contribution if compared to traditional thermal and chemical methods. In temperature around 750°C, HCC irradiated catalysts of the lower region have an extraction of Molybdenum (MoO3) yield twice higher compared to non-irradiated ones, in other words 57.65% and 26.24%, respectively.

    Palavras-Chave: catalytic cracking; molybdenum; electron beams; hydrocracking

  • IPEN-DOC 27970

    GASPAR, R.R. ; SOMESSARI, S.L. ; SPRENGER, F.E. ; FEHER, A. ; DUARTE, C.L. ; SAMPA, M.H.O. ; LAINETTI, F.F. ; FUGA, D.F.; RODRIGUES, M.; CALVO, W.A.P. . Developing an electrical power system of a mobile electron beam accelerator to treat wastewater and industrial effluents. In: INTERNATIONAL MEETING ON RADIATION PROCESSING, 19th, April 1-5, 2019, Strasbourg, France. Proceedings... 2019.

    Abstract: The treatment of wastewater and industrial effluents by electron beam irradiation is a promising technique, however, not very widespread in Brazilian territory. The design and construction of a mobile unit by the Nuclear and Energy Research Institute, containing an electron beam accelerator of 700 keV and 20 kW is innovative to demonstrate the effects and positive results of this technology. The aim is to transfer the mobile unit to several companies with interest in liquid waste treatment, connect to the industry electrical system and start the ionization treatment process through electron beam. The mobile unit connection to the local electrical system may be a challenge due to the great diversity of voltages and distances involved, as well as the large injections of harmonic content generated by the electron beam accelerator that can affect sensitive loads in the industrial system. In this work, an analysis of the electrical power system of the mobile unit was made, regarding the interruption capacity, selectivity protection and adequate short circuit levels, in order to assure a greater reliability in the operation. At the end, the control panel of the mobile unit, simulations and measurements were carried out at the 1.5 MeV and 37.5 kW electron beam accelerator, installed in the Radiation Technology Center, demonstrating the necessity of applying a filter to reduce the measured harmonic distortion. The analysis of the mobile unit electrical power system was made, in order to assure a greater reliability in the operation.

    Palavras-Chave: waste water; liquid wastes; water treatment; electric power; accelerators; radiation sources; portable equipment; electron beams

  • IPEN-DOC 27969

    LAINETTI, F.F. ; DUARTE, C.L. ; SOMESSARI, S.L. ; SPRENGER, F.E. ; FEHER, A. ; SAMPA, M.H.O. ; GASPAR, R.R. ; FUGA, D.; RODRIGUES, M.; CALVO, W.A.P. . Architectural design of a mobile irradiation unit for the treatment of industrial effluents in Brazil. In: INTERNATIONAL MEETING ON RADIATION PROCESSING, 19th, April 1-5, 2019, Strasbourg, France. Proceedings... 2019.

    Abstract: The Nuclear and Energy Research Institute (IPEN-CNEN/SP) decided to develop and build a mobile beam irradiation unit for the treatment of industrial effluents. The mobile unit will have as one of its main advantages the possibility of treating effluents in the place where the source is located, eliminating costs and bureaucratic problems associated with the transportation of waste, besides publicizing the technology in several places in Brazil. To implement the project, IPEN-CNEN/SP has been consolidating partnerships with national and international companies. The resources for the development of the unit have been supplied by the Brazilian Innovation Agency (FINEP) and International Atomic Energy Agency, financing the IAEA TC Project BRA1035 – Mobile electron beam accelerator to treat and recycle industrial effluents. The Institute hired a specialized company (Truckvan Industry) for the unit design and development. Several meetings have been realized with the company and the IAEA experts aiming the compatibility of the design and the exchange of information necessary for the project development. Regarding the mobile lab, several layout options have been developed to better meet the needs of each device and its users. The layout has been discussed with the objective of facilitating the maintenance of the equipment; the well-being and ergonomics of operators; optimization of spacing and also to make compatible the need for the presence of equipment and space for operators. Thus, several studies have been prepared to allow the discussion between the areas involved and to optimize the project, as well as the visualization of the spaces available. In this paper is presented the approach adopted for the architectural design of a mobile irradiation unit in Brazil.

    Palavras-Chave: waste water; liquid wastes; water treatment; accelerators; portable equipment; electron beams; radiation sources

  • IPEN-DOC 27967

    PARRA, DUCLERC F. ; SILVA, ORELIO L. da ; KOMATSU, LUIZ G. ; CARDOSO, ELIZABETH C.L. ; LUGAO, ADEMAR B. . Nanocomposites foams of polypropilene modified by ionizing radiation containing CaCo3/ag° nanoparticles of bio-calcium carbonate-study of bactericidal effect. Journal of Bioremediation & Biodegradation, v. 10, p. 41-41, 2019.

    Abstract: This paper presents a study of high melting strengh polypropylene (HMSPP) foams by gamma irradiation with insertion of silver nanoparticles (AgNPs) adsorbed in carrier of CaCO3 (natural source) aiming bactericidal effect. The use of silver (Ag°) gives important antibacterial property since silver is highly toxic against bacterae. The HMSPP matrix was processed in a twin screw extruder under CO2 atmosphere and polypropylene nanocomposites (HMSPP-AgNC) were obtained in different concentrations of silver. The material was characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction spectroscopy (XRD), cytotoxicity assay and reduction colony-forming-unit (CFU). The analyzed foams showed spherical clusters and homogeneous regions with good distribution of the silver nanoparticles. Furthermore, the HMSPP@AgNCs foams exhibited a antibacterial efficiency against E. coli and S. aureus due to the presence of the biocidal silver nanoparticles.

    Palavras-Chave: germicides; sterilization; foams; polypropylene; gamma radiation; calcium carbonates

  • IPEN-DOC 27966

    IZIDORO, JULIANA de C. ; BIBIANO, RAMIRO H. das N. ; LIMA, DANIELE de A.V. ; FUNGARO, DENISE A. . Gestão de resíduos sólidos agroindustriais e obtenção de produtos de valor agregado: uma perspectiva de desenvolvimento sustentável. In: SEMINÁRIO SAÚDE PLANETÁRIA NA AMÉRICA LATINA, 15-16 de dezembro, 2020, Online. Resumo... 2020.

    Abstract: As atividades da agroindústria estão gerando grandes quantidades de resíduos devido aos processos produtivos e alto padrão de consumo da sociedade. A maioria desses resíduos é descartada por queima, despejo ou aterramento causando impactos ambientais e na saúde humana. O conceito de aproveitamento de resíduos como componente da economia circular é uma alternativa para a disposição inadequada. A valorização de resíduos envolve a determinação das características físico-químicas por diferentes técnicas (FRX, DRX, MEV, etc). A etapa posterior consiste na aplicação de processos que transformam o resíduo em material de valor agregado. As cinzas provenientes da queima do bagaço da cana-de-açúcar são um dos principais resíduos gerados no Brasil. O alto teor de sílica possibilita a obtenção de silicato de sódio, nanosílica e zeólita. Esses produtos foram aplicados como material adsorvente e na produção de filmes biodegradáveis de amido. Resíduos lignocelulósicos (serragem, endocarpo de Macaúba) foram convertidos em biocarvão. As suas principais aplicações são como adsorvente e precursor de carvão ativado, além de apresentar potencial para o melhoramento das características ambientais de telhado verde. Dentre os resíduos inorgânicos, os produtos da combustão de carvão, compostos por sílica e alumina, são matéria-prima para obtenção de nanomateriais adsorventes como zeólita de alta pureza e tobermorita. Da mesma forma, o resíduo da reciclagem de alumínio pode ser usado na síntese de zeólita. A composição das cinzas sulfatadas geradas no processo úmido de dessulfurização indica seu potencial como aditivo no cimento e na formação de geopolímeros. Nessa abordagem, a adoção da economia circular na gestão de resíduos contribui significativamente para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODSs), especificamente, ODS 12: “Até 2030, reduzir substancialmente a geração de resíduos por meio da prevenção, redução, reciclagem e reuso”.

    Palavras-Chave: agricultural wastes; waste management; sustainable development; solid wastes

  • IPEN-DOC 27965

    LOPES, FABIO ; YOSHIDA, ALEXANDRE ; CACHEFFO, ALEXANDRE ; SILVA, JONATAN ; MOREIRA, GREGORI ; LANDULFO, EDUARDO . Validation of AEOLUS L2A products using a multiwavelength lidar system at SPU Lidar Station - Brazil. In: AEOLUS CAL/VAL AND SCIENCE WORKSHOP, November 2-6, 2020, Online. Apresentação... 2020.

    Palavras-Chave: optical radar; aerosols; layers; earth atmosphere; wave propagation; satellite atmospheres

  • IPEN-DOC 27964

    GATTI, LUCIANA V. ; BASSO, LUANA S.; MILLER, JOHN B.; GLOOR, MANUEL; DOMINGUES, LUCAS G. ; CASSOL, HENRIQUE L.G.; TEJADA, GRACIELA; ARAGAO, LUIZ E.O.C.; NOBRE, CARLOS; PETERS, WOUTER; MARANI, LUCIANO; ARAI, EGIDIO; SANCHES, ALBER H.; CORREA, SERGIO M.; ANDERSON, LIANA; VON RANDOW, CELSO; CORREIA, CAIO S.C. ; CRISPIM, STEPHANE P.; NEVES, RAIANE A.L.. Amazonia as a carbon source linked to deforestation and climate change. Nature, v. 595, n. 7867, p. 388-393, 2021. DOI: 10.1038/s41586-021-03629-6

    Abstract: Amazonia hosts the Earth’s largest tropical forests and has been shown to be an important carbon sink over recent decades. This carbon sink seems to be in decline, however, as a result of factors such as deforestation and climate change. Here we investigate Amazonia’s carbon budget and the main drivers responsible for its change into a carbon source. We performed 590 aircraft vertical profiling measurements of lower-tropospheric concentrations of carbon dioxide and carbon monoxide at four sites in Amazonia from 2010 to 2018. We find that total carbon emissions are greater in eastern Amazonia than in the western part, mostly as a result of spatial differences in carbon-monoxide-derived fire emissions. Southeastern Amazonia, in particular, acts as a net carbon source (total carbon flux minus fire emissions) to the atmosphere. Over the past 40 years, eastern Amazonia has been subjected to more deforestation, warming and moisture stress than the western part, especially during the dry season, with the southeast experiencing the strongest trends. We explore the effect of climate change and deforestation trends on carbon emissions at our study sites, and find that the intensification of the dry season and an increase in deforestation seem to promote ecosystem stress, increase in fire occurrence, and higher carbon emissions in the eastern Amazon. This is in line with recent studies that indicate an increase in tree mortality and a reduction in photosynthesis as a result of climatic changes across Amazonia.

    Palavras-Chave: climatic change; burns; carbon sources; emission; deforestation; troposphere; temperature measurement; environmental impacts; amazon river

  • IPEN-DOC 27963

    ABE, ALFREDO ; TEIXEIRA, ANTONIO ; SOUZA, DANIEL ; GIOVEDI, CLAUDIA. Preliminary assessment of iron alloy cladding as accident tolerant fuel cladding. In: TECHNICAL MEETING ON MODELLING OF FUEL BEHAVIOUR IN DESIGN BASIS ACCIDENTS AND DESIGN EXTENSION CONDITIONS, May 13-16, 2019, Shenzhen, China. Apresentação... 2019.

    Palavras-Chave: waste water; liquid wastes; industrial wastes; accelerators; portable equipment; electron beams

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É possível efetuar a busca de um autor ou um termo em todo o RD, por meio do Buscar no Repositório , isto é, o termo solicitado será localizado em qualquer campo do RD. No entanto esse tipo de pesquisa não é recomendada a não ser que se deseje um resultado amplo e generalizado.

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Exemplo:

Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

Para indexação dos documentos é utilizado o Thesaurus do INIS, especializado na área nuclear e utilizado em todos os países membros da International Atomic Energy Agency – IAEA , por esse motivo, utilize os termos de busca de assunto em inglês; isto não exclui a busca livre por palavras, apenas o resultado pode não ser tão relevante ou pertinente.

95% do RD apresenta o texto completo do documento com livre acesso, para aqueles que apresentam o significa que e o documento está sujeito as leis de direitos autorais, solicita-se nesses casos contatar a Biblioteca do IPEN, bibl@ipen.br .

Ao efetuar a busca por um autor o RD apresentará uma relação de todos os trabalhos depositados no RD. No lado direito da tela são apresentados os coautores com o número de trabalhos produzidos em conjunto bem como os assuntos abordados e os respectivos anos de publicação agrupados.

O RD disponibiliza um quadro estatístico de produtividade, onde é possível visualizar o número dos trabalhos agrupados por tipo de coleção, a medida que estão sendo depositados no RD.

Na página inicial nas referências são sinalizados todos os autores IPEN, ao clicar nesse símbolo será aberta uma nova página correspondente à aquele autor – trata-se da página do pesquisador.

Na página do pesquisador, é possível verificar, as variações do nome, a relação de todos os trabalhos com texto completo bem como um quadro resumo numérico; há links para o Currículo Lattes e o Google Acadêmico ( quando esse for informado).

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

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

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

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

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

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