Internalização superficial de contaminantes após ablação laser nanossegundo

Abstract

O avanço no desenvolvimento da tecnologia a laser possibilitou a aplicação no processo de descontaminação em materiais radioativos. Os resíduos são provenientes de materiais que são aplicados em diversas áreas de atividades como usinas nucleares, procedimentos médicos, experimentos laboratoriais. Porém, nessas situações, esses materiais precisam ser reciclados ou reutilizados. Como uma opção mais tecnológica e segura para esse processo, podemos usar a ablação por pulso laser de nanossegundo para estimular a evaporação do contaminante radioativo presente no material, trazendo alguns benefícios como descontaminar geometrias complexas e promover a segurança do operador. Nesse caso, os estudos mostraram que a descontaminação pode não ser completamente eficiente devido ao fenômeno de internalização do contaminante inerente a alta temperatura da energia aplicada durante a ablação. O objetivo desse trabalho foi confirmar a internalização desses contaminantes com fluências entre 1 - 10 J/cm2 nas seguintes ligas de aço: inox 304, inox duplex AISI 2205, inox dual-phase Usibor e baixa liga ASTM A36, sendo este último o escolhido para continuidade dos testes laboratoriais por apresentar melhor visualização da faixa de alteração do tamanho de grão bem como a refusão na região da borda. Para a simulação da contaminação, também nesse material, foi aplicado um revestimento com filme de ouro. Para esse experimento, foi utilizado o laser Q-Switched Nd:YAG com duração de pulso de 7 ns e comprimento de onda de 1064 nm. Na identificação da alteração de fase, tamanho de grão e refusão na borda foi utilizado para a caracterização o microscópio eletrônico de varredura (MEV) e para a identificação da internalização de contaminantes o espectrômetro de massa LA-ICP-MS. Esse estudo confirmou a presença de partículas de ouro internalizados na faixa de refusão do material ASTM A36 após o processo com as fluências determinadas. A finalidade deste trabalho foi contribuir para o desenvolvimento de métodos de tratamento de rejeitos radioativos, no Serviço de Gerência de Rejeitos Radioativos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares- IPEN.