Desenvolvimento e aplicação de técnica de mapeamento de espessura de folhas finas de urânio utilizando computação gráfica

Abstract

O alvo de irradiação tubular é um dispositivo utilizado para produção de 99Mo por fissão nuclear e é composto por dois cilindros concêntricos de alumínio e entre os dois cilindros está presente o material físsil (235U) na forma de uma folha fina de urânio metálico com espessura de 125 ± 13 μm revestida com uma camada de níquel de 14 ± 1 μm. Um dos ensaios de controle de qualidade de suma importância durante o processo produtivo é a medição da largura, comprimento e espessura das folhas finas de urânio que deve garantir devida compatibilidade mecânica na montagem e fornecer base informativa para avaliação de distribuição do material físsil no interior do alvo. Desenvolveu-se a base conceitual e a técnica experimental de uma metodologia de medição indireta da espessura das folhas de urânio a partir de imagens digitais geradas por ensaios de radiografia computadorizada associados a técnicas computacionais de análise e processamento de imagens. Considerando o gerador de raios x, o detector, e o aparato experimental, as condições de radiografia de 130 kV e 12 mA foram determinadas como ideais através de simulações e experimentalmente e resultaram na geração de imagens com contraste de tom de cinza que permitiu a distinção de níveis de espessuras no intervalo da especificação das folhas finas. Por meio da aplicação de amostragem de padrões e regressão linear de curva de calibração obteve-se um perfil de espessura com maior resolução quando comparado com a técnica de medição mecânica direta atualmente empregada no processo, além disso, a técnica desenvolvida permitiu a caracterização da espessura englobando uma área próxima da totalidade da folha fina de urânio metálico, entretanto, apresentou faixa de leitura confiável reduzida quando comparada às técnicas de medição mecânica direta.