Navegação IPEN por Autores IPEN "MACHADO, NOE G.P."

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  • IPEN-DOC 25015

    SILVA, ANDRE F. ; COSTA, PRISCILA ; MACHADO, NOE G.P. ; SAMAD, RICARDO E. ; ZEZELL, DENISE M. ; RAELE, MARCUS P. ; ZAMATARO, CLAUDIA B. . Analysis of temperature on microscope slide by a boron pulsed laser deposition process. In: ENCONTRO DE OUTONO, 41., 06-11 de maio, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... São Paulo: Sociedade Brasileira de Física, 2018. p. 1-1.

    Abstract: A boron thin ¯lm can be used for neutrons conversion and in electrically charged particles and further detection. Since boron has a high evaporation temperature and the thickness of the boron layer needs to have few microns, pulsed laser deposition also known as PLD can be used. When producing thin ¯lms with the PLD technique, the target absorbs energy promoting the material ablation creating a plasma plume that deposits material on a substrate, thus creating a thin ¯lm. Since all the deposition occurs in a vacuum chamber, the residual heat of the plasma that condensate at the substrate can build up, thus potentially source of concern if the substrate sensitive to temperature somehow. This work reports the analysis of the variation of temperature in a microscope slide (substrate) as a function of the energy of femtosecond laser pulses. For measuring the substrate temperature a type-K thermocouple was used together with associated electronics. The thermocouple was ¯xed to the back of substrate with thermal grease for vacuum and connected to the microchip using a feed through in the vacuum chamber. Was detected the increase of the substrate+¯lm starting at 6oC from initial temperature (room) for the minimal laser energy 100 microjoules (25 femtoseconds).

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  • IPEN-DOC 25742

    COSTA, PRISCILA ; RAELE, MARCUS P. ; MACHADO, NOE G.P. ; SILVA, ANDRE F. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; GENEZINI, FREDERICO A. ; SAMAD, RICARDO E. . Boron film laser deposition by ultrashort pulses for use as neutron converter material. Applied Physics A: Materials Science and Processing, v. 125, n. 2, p. 1-8, 2019. DOI: 10.1007/s00339-019-2382-6

    Abstract: This study investigated the production of boron films by femtosecond pulsed laser deposition (PLD) to be used as converters on bulk semiconductor neutron detectors. The ablation threshold of metallic boron was determined and the film growth was studied as a function of deposition time (5–90 min) and laser pulse energy (35–530 μJ). The films were characterized by scanning electron microscopy (SEM), revealing a flaky morphology, optical profilometry, which determined the films thicknesses (from 80 nm up to 4 μm), Ion Beam Analysis (IBA) that assessed their elemental composition and X-ray diffraction (XRD), which revealed an amorphous structure. In addition, a thermal load study was performed to evaluate the heat flux onto the substrate during deposition process. Stable boron films obtained show that the femtosecond PLD process is reliable and reproducible for the fabrication of thick boron coatings.

    Palavras-Chave: boron; neutron converters; films; lasers; ablation; ion beams; beam analyzers

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  • IPEN-DOC 27297

    MACHADO, NOE G.P. . Desenvolvimento de um sistema baseado em deposição por laser pulsado para o crescimento de filmes finos radioativos / Development of a system based on pulsed laser deposition aiming to produce radioactive thin films . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 93 p. Orientador: Marcus Paulo Raele. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-07102020-081734

    Abstract: Filmes finos radioativos possuem aplicação direta no desenvolvimento de baterias betavoltaicas e alfavoltaicas. Sendo que, a principal vantagem dessas baterias nucleares é a sua durabilidade que pode variar de dezenas a até uma centena de anos, dependendo da meia-vida do radioisótopo utilizado. Nesse contexto, a Deposição por Laser Pulsado (PLD) apresenta-se como uma importante ferramenta. Um aspecto relevante de um sistema que utiliza essa técnica, é que os principais equipamentos ficam fora da câmara onde o material é processado. Logo, tal característica viabiliza o crescimento de filmes finos radioativos, pois possibilita o desenvolvimento de um arranjo onde a área contaminada, devido o processamento de um alvo radioativo, seja controlada. Dessa maneira, o presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema PLD destinado ao crescimento de filmes finos radioativos. Assim, no que concerne à obtenção da câmara de vácuo e montagem das peças, o sistema foi em grande maioria projetado em um software CAD 3D. Posteriormente, as peças que estariam sujeitas à contaminação por material radioativo foram usinadas e também obtidas através de impressão 3D, sendo assim, de fácil reposição. Como no processo de ablação há a formação de material particulado, um filtro com capacidade para retenção de 99,95% de partículas com até 0,3 µm foi acoplado à câmara, para que o material radioativo não fosse disperso para o restante dos equipamentos de vácuo. O sistema foi então implementado e alvos de Cobre radioativo foram processados durante 60 min e 120 min, resultando em filmes finos radioativos com espessura média de (167,81 ± 3,67) nm e (313,47 ± 9,17) nm, respectivamente. Dessa forma, foi realizado um estudo acerca da dinâmica de contaminação do sistema, em que o filtro utilizado mostrou-se eficiente na retenção do material radioativo, possibilitando que a contaminação ficasse retida na câmara de vácuo. Portanto, demonstra-se pela primeira vez a viabilidade da utilização da técnica PLD no crescimento de filmes finos radioativos, sendo então, possível a utilização desta em estudos futuros acerca do desenvolvimento de baterias nucleares betavoltaicas e alfavoltaicas.

    Palavras-Chave: thin films; pulsed irradiation; laser radiation; ablation; deposition; vacuum states; ionization chambers; radiation doses; three-dimensional calculations; three-dimensional lattices; electric batteries; beta sources; alpha sources; performance testing

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  • IPEN-DOC 26440

    SOUZA, ARMANDO C. de; CIONE, FRANCISCO C. ; SILVA, ALINE C. da; GOUVEA, ADRIANA de F.G.; MACHADO, NOE G.P. ; RAELE, MARCUS P. ; ROSSI, JESUALDO L. . Evaluation of a metal-organic composite (tungsten-lignin) for attenuation of gamma radiation. Materials Research, v. 22, S1, p. 1-5, 2019. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2019-0045

    Abstract: The objective of this work was to use tungsten and lignin as precursors to obtain a metal-organic composite tungsten-lignin (W-Lig) using different sintering temperatures. Tungsten is a refractory metal and it was selected for the composite since it is widely used for high-energy radiation shielding as it has an excellent absorption cross section for thermal neutrons. Lignin extracted from lignocelluloses biomass and it was selected to be the organic precursor for the composite due to its multiple applications. Analysis of the composite was performed after sintering processes, using a 3D optical surface profiler and measurement of the gamma radiation attenuation coefficient using cobalt source (Co-60). Metalorganic composites in ratios of W2.5%Lig and W5%Lig (in mass % of lignin) were used. The gradient of the attenuation coefficient differed when standard tungsten and the composites of W2.5%Lig and W5%Lig were compared. Therefore, the attenuation coefficient between unobstructed free radiation and the W5%Lig 90 ºC composite showed a gradient of about 43% in the two characteristic Co-60 energy peaks, with a sample thickness of 0.679 cm the calculated linear attenuation coefficient was 0.832 cm-1.

    Palavras-Chave: attenuation; cobalt 60; composite materials; gamma radiation; lignin; sintering; tungsten; beta decay radioisotopes; transition elements; years living radioisotopes

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  • IPEN-DOC 29359

    MACHADO, NOE G.P. ; ROSERO, WILMMER A.A. ; ROSSI, WAGNER de ; RAELE, MARCUS P. . Femtosecond production of gold nanoparticles suitable for nanobrachytherapy. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.53

    Abstract: The present work approaches the production of AuNPs through femtosecond laser ablation of a solid in a liquid media. Aiming at oncological applications, the stabilization of the colloidal solution was performed with non-cytotoxic material.

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  • IPEN-DOC 24814

    COSTA, PRISCILA ; RAELE, MARCUS P. ; SAMAD, RICARDO E. ; MACHADO, NOE G.P. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; GENEZINI, FREDERICO A. . Femtosecond pulsed laser deposition of a boron thin film aiming at the development of a low-cost neutron detector. In: KAIERLE, STEFAN (Ed.); HEINEMANN, STEFAN W. (Ed.) HIGH-POWER LASER MATERIALS PROCESSING: APPLICATIONS, DIAGNOSTICS, AND SYSTEMS, 7th, January 27 - February 01, 2018, San Francisco, California, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: Society of Photo-optical Instrumentation Engineers, 2018. p. 105250J-1 - 105250J-7. (SPIE Proceedings Series, 10525). DOI: 10.1117/12.2285896

    Abstract: Boron thin films were produced using femtosecond pulsed laser deposition aiming at the development of a neutron detector. As neutrons have no charge, in order to detect this particle converter materials are applied, promoting nuclear reactions that result in the emission of charged particles, allowing the neutrons presence to be indirectly inferred. Among the possible conversion materials, 10B has a considerable cross section for thermal neutrons and accessible cost. Furthermore, the nuclear reaction produces easily detectable alpha particles, making it a rational option to develop a low cost and portable neutron detector. The boron ablation threshold fluence has been measured by the Diagonal Scan (Dscan) technique that resulted in the minimum laser energy value of 17.7 (6) μJ and fluence of 5.63(19) J/cm2. Boron deposition was performed varying the pulse energy and deposition duration. The growth rate, morphological and physical aspects of the boron pulsed laser deposition were characterized by a Scanning Electron Microscope and an optical profilometer. The films surfaces have a flaky aspect with eventual droplets which had decayed overtime to a more smooth surface. The studied parameters allowed producing a boron coating with the optimal thickness in order to minimize self-absorption effect in the film, thus increasing efficiency.

    Palavras-Chave: laser radiation; neutron detectors; boron; thin films; lasers; ablation; scanning electron microscopy; thickness; deposition

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  • IPEN-DOC 25869

    SOUZA, ARMANDO C. de; ROSSI, JESUALDO L. ; CIONE, FRANCISCO C. ; MACHADO, NOE G.P. ; SILVA, ALINE C. da; SILVA, WALLACE F. da. Study of a metal-organic composite (Wx%Lig) for the gamma radiation attenuation. Research & Reviews: Journal of Material Sciences, v. 6, n. 4, p. 238-243, 2018. DOI: 10.4172/2321-6212.1000239

    Abstract: The objective of this work was to use tungsten and lignin as precursors to produce a metal-organic composite (Wx%Lig) using different sintering processes. Tungsten is a refractory metal and was selected for the composite due to its superior physical and mechanical properties (mechanical strength, high melting point, and excellent cross section with thermal neutrons). Its choice is also justified because it is widely used for high-energy radiation shielding. Lignin extracted from lignocellulosic biomass was selected to be the organic precursor for the composite because it has multiple applications; it is used in the production of aromatics, adhesives, and as a phenolic resin replacement. Analysis of the composite was performed after sintering processes using a Nexview 3D optical surface profiler and analyse the gamma radiation attenuation coefficient using cobalt source (Co-60). Metal-organic composites in ratios of W5%Lig and W2.5%Lig were produced after different heat treatment processes. Then, the gamma attenuation coefficients of the composite samples in these rations were analysing. The gradient of the attenuation coefficient differed when standard tungsten and the composites of W5%Lig and W2.5%Lig were compared with free source Co-60.

    Palavras-Chave: tungsten; lignin; composite materials; gamma radiation; sintering; refractory metals; attenuation; organic compounds; cobalt 60; computer codes

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  • IPEN-DOC 29363

    COSTA, PRISCILA ; STIPP, WAGNER ; VICENTE, ROBERTO ; MACHADO, NOE G.P. ; RAELE, MARCUS P. . Study on the potential of laser ablation to decontaminate radioactive waste. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W3B.2

    Abstract: Laser is a promising tool to decontaminate radioactive waste that is impregnated with radionuclides on its surface, the decontamination process has no chemical inputs, and the pollutants can be fixed in HEPA filters. The current study aimed to test a wide range of samples using 10 different materials and fluences ranging from 1 to 10 J/cm2.

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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.

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