Abstract: O processo de sinterização de pastilhas de UO2-Gd2O3 tem sido investigado devido à sua importância na indústria nuclear e ao comportamento complexo durante a sinterização. A sinterização é bloqueada a partir de 1300°C, quando a densificação é deslocada na direção de maiores temperaturas e a densidade final obtida é diminuída. Esta pesquisa contempla o desenvolvimento de combustíveis nucleares para reatores de potência visando aumentar a sua eficiência no núcleo do reator através da elevação da taxa de queima. Foi estudado o uso do Gd2O3 de tamanho nanométrico, na faixa de 10 a 30nm, o qual foi adicionado ao UO2, visando verificar a possibilidade de evitar-se o característico bloqueio da sinterização devido ao efeito Kirkendall observado em pesquisas anteriores. As amostras foram produzidas por meio da mistura mecânica a seco dos pós de UO2 e de 7% Gd2O3 (macroestruturado e nanométrico). Os pós foram compactados e as pastilhas foram sinterizadas a 1700°C sob atmosfera de H2. Os resultados indicam que o característico bloqueio da sinterização no sistema UO2-Gd2O3 macroestruturado, que ocorre na faixa de temperatura de 1300-1500°C, retardando a densificação, foi observado de forma menos intensa quando o Gd2O3 nanométrico foi utilizado, ocorrendo à temperatura de 900°C, e facilitando a densificação posterior. Os ensaios dilatométricos indicaram uma retração de 22, 18 e 20% respectivamente nas pastilhas de UO2, UO2-7%Gd2O3 macro e UO2-7% Gd2O3nanométrico. Foi verificada uma retração 2% maior quando o Gd2O3 nanométrico foi utilizado quando comparada com a obtida com o uso do Gd2O3 macro, usado comercialmente, resultando em pastilhas com densidade adequada para uso como combustível nuclear.

Palavras-Chave: fuel densification; density; fuel elements; gadolinium; uranium oxides; nuclear fuels; nanomaterials; moderator pellets; sintering; physical radiation effects; reactor safety

SERAFIM, ANTONIO da C. Estudo da densificação do combustível urânio - 7% gadolínio (Gd2O3) nanoestruturado. Orientador: Elita Fontenele Urano de Carvalho. 2016. 85 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-27012017-094202. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/27502. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Irradiador Multipropósito de Cobalto-60 do Centro de Tecnologia das Radiações, CTR-IPEN-CNEN/SP, tem tratado diversos acervos bibliográficos da Universidade de São Paulo, USP, para desinfestação e desinfecção de materiais contaminados com insetos e fungos. A irradiação com feixe de elétrons também permite processar materiais com maior velocidade, porém com pouca penetração. Muitos desses acervos bibliográficos incluem filmes fotográficos e cinematográficos em suporte de triacetato de celulose. Considerando-se a dificuldade no seu armazenamento adequado, um dos problemas decorrentes mais comuns é a contaminação por fungos nos acervos e a degradação físico-química chamada "síndrome do vinagre", em que ocorre a desacetilação da cadeia polimérica. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da radiação ionizante, raios gama e feixe de elétrons, e caracterizar amostras de filmes fotográficos e cinematográficos irradiados e não irradiados. Adicionalmente, determinar o intervalo de dose de radiação aceitável e segura que promova a eliminação dos fungos e não altere a estrutura das matrizes poliméricas. Estudar a possibilidade da dose ideal de radiação ionizante para o efeito da reticulação do suporte nos filmes. Os filmes selecionados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR) e microscopia eletrônica de varredura (FEGSEM-EDS). Em seguida, aplicaram-se doses entre 2 kGy e 200 kGy de raios gama e feixe de elétrons, nas amostras dos filmes, que foram analisadas por técnicas de espectroscopia UV-visível (UV-vis), microscopia eletrônica de varredura (FEGSEM), termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados demonstraram que a desinfecção por radiação gama e feixe de elétrons pode ser realizada com segurança, aplicando-se a dose de desinfecção entre 6 kGy e 10 kGy, sem que ocorra alteração ou modificação das propriedades principais dos materiais constitutivos. A irradiação com raios gama e feixe de elétrons com a dose absorvida de 50 kGy constitui-se como uma alternativa para tratar filmes afetados pela síndrome do vinagre e prolongar a vida útil dos bens culturais.

Palavras-Chave: physical radiation effects; ionizing radiations; electron beams; gamma radiation; cobalt 60; historical aspects; cultural resources; radiopreservation; photographic films; climatic change; ambient temperature; environmental degradation; fourier transform spectrometers; infrared spectra; spectrophotometers; thermal gravimetric analysis; calorimetry; comparative evaluations

NAGAI, MARIA L.E. Estudo da utilização da radiação ionizante para preservação e conservação de filmes fotográficos e cinematográficos. Orientador: Pablo Antonio Vasquez Salvador. 2019. 131 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-14032019-141759. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29860. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Brasil ocupa posição de destaque no mercado de açúcar a granel e consumo elevado deste ingrediente na forma líquida, em especial pelas indústrias de bebidas e alimentos. O açúcar líquido apresenta vantagens em relação ao açúcar a granel como facilidade do manuseio e dosagem, espaço reduzido para a armazenagem, redução das perdas, custos e mão-de-obra, melhora na sanitização e grande variação possível nas proporções de diferentes misturas de açúcares. O açúcar Uquido invertido é uma solução de sacarose, glicose e frutose em água e recebe esse nome porque durante a sua produção há a inversão do poder óptico de rotação da solução. No processo produtivo do açúcar invertido existem alguns pontos que podem gerar a contaminação por microrganismos, dessa forma torna-se importante o desenvolvimento de técnicas que propiciem a sanitização eficiente desta matéria-prima. Este trabalho estudou duas técnicas alternativas de controle microbiano: a radiação gama com fonte de cobalto-60 e a radiação com feixe de elétrons. O estudo foi conduzido nas doses de 5, 10, 20, 30 e 50 kGy. O teor de sacarose apresentou decréscimo com a radiação indicando que ocorreu a quebra da ligação glicosídica com a formação de glicose e fioitose, gerando o aumento do teor de sólidos solúveis. Ocorreu a formação de compostos ácidos, confirmado pela redução de pH, que foi proporcional ao aumento da dose de radiação. As maiores doses provocaram alterações na cor do xarope pela formação de polímeros com cadeia molecular longa. A viscosidade nas amostras irradiadas com radiação gama aumentou em relação ao controle, indicando a prevalência de polimerização das moléculas, enquanto que na radiação com feixe de elétrons a polimerização foi observada somente na amostra que recebeu a dose de 50 kGy. Na análise sensorial, os julgadores apontaram diferença significativa (5%) no sabor entre o controle e as amostras irradiadas com 5 kGy, nas duas técnicas de processamento. Não foi possível identificar o efeito da radiação gama no controle de bolores e leveduras.

Palavras-Chave: saccharose; sugar cane; food processing; gamma radiation; electron beams; physical radiation effects; radiopreservation; sugar industry; radiation doses; cobalt 60

PODADERA, PRISCILLA. Estudo das propriedades do açucar líquido invertido processado com radiação gama e feixe de elétrons. Orientador: Susy Frey Sabato. 2007. 105 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2007.tde-11062013-093417. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11535. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No presente trabalho foram estudados alguns efeitos causados pelo jateamento por granalhas no aço Cr-Si-V, processo que tem por objetivo aumentar a resistência à fadiga. Para este estudo a variação de parâmetros no processo são ferramentas para melhor compreender os mecanismos que influenciam esta propriedade. Os parâmetros utilizados neste trabalho foram a variação da granalha e o pré tensionamento das amostras aplicados em lâminas utilizadas em feixe de molas automobilísticas de aço de liga cromo silício vanádio (SAE 9254+V). Inicialmente foi realizada a avaliação do perfil de tensão residual, efetuada por difração de raios-x pelo método do sen2 ao longo da espessura na região onde a tensão é compressiva. Nos resultados nota-se um efeito anômalo em relação ao perfil característico da distribuição de tensão residual com a perda de compressão nas camadas iniciais em relação à superfície jateada. Com o uso da microscopia eletrônica de varredura foi observado a região afetada pelo jateamento por granalhas notando que as regiões plasticamente deformadas se encontram nas mesmas regiões onde ocorre a diminuição da tensão residual compressiva. O perfil obtido pela difração de raios-x fornece as informações necessárias com o propósito de conjugar os efeitos que a microtensão (microdeformação) influenciam na macrotensão (tensão residual). Esta relação foi comprovada pela sobreposição dos resultados encontrados na distribuição da microdeformação da rede cristalina com a tensão residual ao longo da espessura na região plasticamente deformada. Os resultados dos perfis das difrações de raios-x mostraram a existência de anisotropia de tensões entre os planos, geradas por defeitos de empilhamento e pela densidade de discordâncias. Assim sendo, para obter os valores das microtensões devem ser considerados os fatores das constantes elásticas (conforme o módulo das direções) e dos planos cristalográficos. O método aplicado foi o Williamson-Hall modificado. Além deste método outros também foram utilizados, tais como: método de Warren-Averbach e o método Single Line, este aplicando a série de Fourier, porém, ao observar os resultados, nota-se a diferença entre os valores obtidos nas deformações, tanto aos métodos quanto aos planos cristalográficos, porém a ênfase deste trabalho foi dada às características dos perfis da distribuição e não aos valores absolutos. Somando a isto, foi proporcionado o estudo da distribuição do tamanho médio de cristalito ao longo da espessura no perfil das difrações de raios-x e os resultados mostraram que esta distribuição varia de forma inversa a microdeformação. A relação entre o tamanho médio de cristalito e a variação das distâncias interplanares corresponde diretamente a alterações das densidades de discordâncias ocorridas no material que por sua vez estão ligadas às microdeformações da rede cristalina. Como complemento ao trabalho foram analisados o fator de concentração de tensão e ensaios de fadiga do material. O fator de concentração de tensão não variou conforme a utilização das granalhas S330 e S390, ambas sendo aplicadas no mesmo regime de jateamento. Os ensaios de fadiga indicaram que o pré tensionamento aumenta a vida útil nas tensões cíclicas do material estudado.

Palavras-Chave: crystal structure; automotive industry; chromium alloys; chromium steels; silicon additions; vanadium silicates; shot peening; fatigue; materials working; test facilities; stress relaxation; residual interactions; scanning electron microscopy; x-ray diffraction; physical radiation effects

OLIVEIRA, RENE R. de. Estudo do efeito da tensão residual na microdeformação da rede cristalina e no tamanho de cristalito em aço Cr-Si-V jateado com granalhas de aço. Orientador: Nelson Batista de Lima. 2016. 148 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-08022017-145103. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/27497. Acesso em: $DATA.

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