Submissões Recentes
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Estudo das origens do campo hiperfino no RIn3 (R = Ce, Gd, Tb) por espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada diferencial no tempo e cálculos de primeiros principios
2026 - FERREIRA, WANDERSON L.
Nesta tese, foi realizada uma investigação sistemática do campo hiperfino (HFF) e da estrutura magnética de compostos intermetálicos do tipo RIn3 (R = Ce, Gd e Tb) e Gd1-x(Cex)In3, por meio de cálculos computacionais da teoria do funcional da densidade (DFT) no método full-potential linearized augmented planewave (FPLAPW). Essa investigação teórica foi suportada por técnicas experimentais de difração de raios X (DRX), susceptibilidade AC e espectroscopia de correlação angular perturbada (PAC). Para elucidar o magnetismo em escala atômica, a modelagem reproduziu o ambiente local das matrizes através de supercélulas nas quais íons de Ce e Cd ocupam substitucionalmente os sítios de R e In, atuando como átomos-sonda. Essa abordagem permitiu investigar: (i) as interações de troca responsáveis pela ordem antiferromagnética, induzidas pela hibridização entre elétrons de valência da sonda e dos íons da rede hospedeira; e (ii) a anisotropia magnetocristalina governada pelo acoplamento spin-órbita. A natureza diamagnética da sonda de Cd no sítio do In viabilizou uma análise direta da polarização eletrônica transferida via contato de Fermi. Dessa forma, a abordagem teórico-experimental combinada forneceu uma descrição precisa do magnetismo local onde predomina a ordem de longo alcance, com destaque para a configuração diluída (x=0,1) de Gd1-x(Cex)In3, interpretada com êxito pelo modelo de Campbell-Brooks. Ademais, esclareceu-se o papel da orientação dos momentos magnéticos das terras-raras na transferência de spin para o In, e quantificou-se a contribuição do campo hiperfino intrínseco da sonda de Ce nas matrizes de TbIn3 e GdIn3. Dada a complexidade da emergência de campos hiperfinos, as previsões da DFT convencional foram comparadas com métodos on-site (LDA+U) e funcionais híbridos (LDA-Fock e B3PW91), visando um tratamento realista da correlação eletrônica dos íons de terras-raras. Os cálculos forneceram informações inacessíveis experimentalmente, fundamentais para a compreensão das interações átomo-sonda, como a densidade de estados eletrônicos (DOS) e mapas de densidade de carga. Do ponto de vista quantitativo, destaca-se que a previsão precisa das propriedades magnéticas locais está diretamente atrelada ao grau de localização dos estados 4f. As simulações com LDA+U e LDA-Fock indicam que a emergência de um campo hiperfino transferido no Cd requer a hibridização efetiva dos estados 4f na banda de valência. Em contrapartida, os resultados com o funcional B3PW91 revelam que uma descrição parcialmente localizada dos estados 4f leva a uma excelente concordância com os dados de PAC. Em particular, a correta determinação do campo hiperfino no sítio de Ce representa um avanço significativo, superando as limitações teóricas convencionais atreladas à sua predominante componente orbital.
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Desenvolvimento de um software web para determinação de concentrações de elementos com base no método de padronização k0 de análise por ativação neutrônica
2026 - KAISER, THIAGO J.S.
O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação do software K0- WEB, dedicado à determinação de concentrações elementares com base no método de padronização k0 da Análise por Ativação com Nêutrons. Este método, reconhecido por sua elevada exatidão, possibilita análises multielementares de amostras sem a necessidade de padrões, fundamentando-se na caracterização precisa das instalações e no uso de parâmetros nucleares como os fatores k, Q e constantes de decaimento. O sistema diferencia-se por sua arquitetura inovadora baseada em ambiente web e pela automatização da importação de dados nucleares, conferindo-lhe originalidade e autonomia operacional. O software integra correções fundamentais, como soma em cascata, fator de geometria, fator de cádmio e auto blindagem, e permite acompanhamento das etapas de cálculo, visualização interativa e emissão de relatórios. A validação do K0-WEB foi realizada por meio da comparação de resultados com o programa K0-IPEN, previamente submetido a um exercício internacional de intercomparação da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA), assegurando a confiabilidade do novo sistema. A parte experimental empregou dados padronizados do IAEA-TECDOC2026. Os cálculos de concentração, eficiência e parâmetros de fluxo térmico e epitérmico foram conduzidos conforme metodologias estabelecidas na literatura, com destaque para o método dos três monitores descobertos e o método de razão de cádmio. Adicionalmente, aplicou-se análise de incertezas com base em propagação de erros e matriz de covariância. Os resultados demonstraram a validação do K0-WEB e pode-se concluir que o K0-WEB constitui uma solução inovadora, precisa e eficiente para aplicação em laboratórios de AAN.
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Tratamento do efluente resultante da produção de UF4 via úmida com processos avançados para recuperação do urânio
2026 - CARVALHO, THAIS T.
A consolidação do uso pacífico da tecnologia nuclear no Brasil, particularmente na produção de radiofármacos, depende do domínio das etapas do ciclo do combustível nuclear para reatores de pesquisa, incluindo o tratamento adequado de efluentes e rejeitos gerados. Nesse contexto, a etapa de precipitação de tetrafluoreto de urânio (UF4) na produção de combustível tipo MTR no Centro do Combustível Nuclear gera um efluente de elevada complexidade química e radiológica, caracterizado por forte acidez e altas concentrações de estanho (Sn), urânio (U), fluoretos (F-) e cloretos (Cl-), ainda sem tratamento consolidado. Este trabalho investigou uma estratégia de tratamento baseada na aplicação de processos oxidativos, com ênfase na ozonização, e de processos eletroquímicos de redução para a remoção e recuperação seletiva desses metais. A caracterização do efluente indicou pH entre 0 e 1, condutividade elétrica de 71,4 mS·cm-1, concentrações médias de 49,36 g·L-1 de estanho e 81,57 mg·L-1 de urânio. Ensaios de ozonização em soluções sintéticas demonstraram remoção de estanho superior a 99%, associada à oxidação do Sn2+ e formação de SnO2 insolúvel. Entretanto, no efluente real, a forte complexação do estanho por fluoreto, predominante na forma [SnF6]2-, dificultou a precipitação direta por ozônio. Como alternativa, foi avaliada a eletrodeposição seletiva com aplicação de potencial pulsado e substituição sequencial de eletrodos de grafite. Nessas condições, obteve-se remoção de aproximadamente 73% do urânio, na forma de U3O8, com codeposição de estanho em torno de 20%, indicando que a modulação eletroquímica favorece a separação do actinídeo em meio complexante. Com base nesses resultados, propõe-se uma rota de tratamento que envolve a eletrodeposição seletiva do urânio, seguida da precipitação de fluoretos com óxido de cálcio e da aplicação de ozonização para remoção do estanho remanescente, com vistas ao atendimento dos limites de dispensa ambiental e radiológica.
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Dissertação IPEN-doc 32339 Avaliação de elementos traço em plásticos utilizando a técnica de Análise por Ativação com Nêutrons
2026 - SANTOS, SIVANILDE da S.
O objetivo do estudo foi aplicar a técnica de Análise por Ativação com Nêutrons (NAA) para identificar e quantificar elementos presentes em diferentes tipos de plásticos. A NAA foi escolhida por ser uma técnica multielementar, precisa e não destrutiva, permitindo a análise direta das amostras sem necessidade de dissolução, o que a torna ideal para materiais complexos como os plásticos. Foram analisadas amostras em três condições distintas: pellets virgens, produtos plásticos disponíveis no mercado e plásticos coletados do ambiente. Os resultados mostraram que os plásticos ambientais apresentaram maiores concentrações de metais, indicando contaminação por contato com o solo e outros fatores ambientais. Nos produtos comerciais, foram detectados elementos relacionados à fabricação, como pigmentos e aditivos. Elementos como titânio, antimônio, zinco, magnésio, cromo e háfnio foram identificados com variações significativas entre os tipos de plástico analisados. As amostras virgens apresentaram, em geral, menores concentrações desses elementos, sugerindo que o ambiente e os processos industriais influenciam diretamente na composição final dos materiais. Concluiu-se que os metais presentes nos pellets têm origem na matéria-prima ou no processamento industrial. A presença de metais nos plásticos comerciais, ausentes nos pellets, indica adição indireta durante a fabricação. Já as elevadas concentrações detectadas apenas nos plásticos ambientais apontam para contaminação oriunda do solo, bem como a capacidade dos plásticos em adsorver íons presentes no ambiente.