Abstract: Os plásticos estão entre os principais resíduos sólidos encontrados no ambiente marinho e seu uso crescente, descarte não adequado e sua alta persistência a degradação, têm contribuído para o acúmulo deste detrito no meio ambiente, em especial nos oceanos. Os plásticos convencionais fabricados à base de petróleo ainda são os mais utilizados, apesar do grande avanço dos biodegradáveis. Os plásticos biodegradáveis podem diminuir o tempo de vida do material, no entanto, se descartado no ambiente natural, ainda não há dados suficientes sobre a capacidade de biodegradação. Os testes e métodos de biodegradabilidade no ambiente aquático, não consideram testes de toxicidade, nem os possíveis efeitos ecológicos do material e suas micropartículas produzidas pela fragmentação. Nos últimos anos, diferentes estudos vêm sendo realizados para identificar os efeitos negativos do plástico no ambiente marinho e compreender a dinâmica dos aditivos associados a esses materiais. Com base nos fatos acima o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos tóxicos de pellets e polímeros, biodegradáveis e solúveis em água sobre o mexilhão Mytella charruana. Os mexilhões foram expostos por 168 h em sedimentos marinhos com pellets plásticos de polipropileno (PP), polietileno (PE) e poliestireno (PS), uma mistura dos três pellets (PP, PE e PS) e polímeros plásticos, oxi-biodegradável e solúvel em água. A hemolinfa e as brânquias foram extraídas e analisadas após dois tempos de exposição, 24 horas e 168 horas, usando um conjunto de biomarcadores (GST, GPX, LPO, dano ao DNA, ChE e estabilidade da membrana lisossômica). Os resultados demonstraram respostas bioquímicas e fisiológicas em relação às enzimas antioxidantes de fase II, danos ao DNA e estabilidade da membrana lisossômica em mexilhões expostos aos pellets PP, PE e PS e no polímero hidrossolúvel em 24 horas. Análises químicas realizadas por fluorescência de raios-x por energia dispersiva (EDXRF) para identificação de aditivos químicos mostraram a presença de metais como: Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu e Zn nos pellets e polímeros.

Palavras-Chave: molluscs; biological markers; marine disposal; sediment-water interfaces; environmental impacts; plastics; polymers; gas chromatography; mass spectroscopy; pyrolysis; comparative evaluations

ARAUJO, DANIELLE G. Avaliação dos efeitos de pellets e polímeros, oxi-biodegradável e hidrossolúvel, em ambientes marinhos utilizando sedimento marcado e mexilhões da espécie Mytella charruana. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-150646. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33619. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas utilizadas nesta pesquisa para fundição sob pressão são as de Al-Si, por apresentarem baixo ponto de fusão, dureza, alongamento e um limite de resistência alto, entre 200 a 300 MPa. O processo citado aplica uma alta velocidade de injeção do metal líquido, no molde, obtendo-se uma estrutura com grãos refinados e gerando diversos defeitos como microporosidade, junta fria e falha de enchimento, resultando em baixas propriedades mecânicas do produto. Esses defeitos surgem na deficiência no projeto do ferramental: molde de injeção, na definição dos cálculos e controle dos parâmetros de injeção. Esta dissertação tem como objetivo principal analisar a influência das velocidades da primeira e da segunda fase de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas dos corpos de prova normalizados na liga A380 para melhorar a qualidade dos produtos fundidos sob pressão. O desenvolvimento e a análise dos resultados das propriedades mecânicas da liga A380 basearam-se na obtenção de corpos de prova normatizados via máquina injetora de câmara fria. Os parâmetros de regulagem consideraram 03 variações de velocidades diferentes na 1ª fase:0,10m/s, 0,25m/s e 0,50m/s e da mesma forma, para a 2ª fase: 0,6m/s, 1,5m/s e 3,0m/s. A caracterização das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaios mecânicos de tração e de dureza. A análise dos resultados, foi realizada através da caracterização microestrutural por microscopia óptica para as variações de velocidades de fases. Os resultados preliminares do trabalho permitiram concluir que a velocidade de injeção não influencia nos limites de resistência, tanto na 1ª quanto na 2ª fase. Além disto, o nível de porosidades e descontinuidades e, portanto, a sanidade do produto altera em função das variações de velocidade, interferindo nos resultados do alongamento e do limite de escoamento dos produtos fundidos sob pressão.

Palavras-Chave: aluminium alloys; microstructure; mechanical properties; injection; casting; speed regulators; pressure control

MARCHIOLI, CARLOS A. Influência das velocidades das fases de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas de peças da liga de alumínio SAE 380 fundidas sob pressão. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2021. 102 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23122022-143704. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33617. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O metano é um dos principais gases estufa, advindo da ação antropogênica, para atenuar esse problema, transformá-lo em um insumo industrial pode ser de grande interesse. Para esse fim o catalisador PdCu preparado em diferentes composições foi aplicado como ânodo em um reator de eletrólito polimérico - tipo de célula de combustível para converter metano em produtos oxigenados e energia em condições amenas de temperatura e pressão. As curvas de polarização realizadas usando reator de eletrólito polimérico. As análises qualitativas do efluente do reator de eletrólito polimérico por FTIR identificaram produtos como íons metanol, carbonato e formiato a partir da oxidação parcial do metano para todos os materiais. Um método de PLC foi usado para quantificar este produto. Além disso, observou-se que à medida que o potencial elétrico do reator aumenta, a geração de produtos diminui. Os melhores resultados para conversão de metano em metanol e cogeração de energia foram obtidos a partir de Pd80Cu20/ATO devido aos melhores efeitos de ativação de H2O e sítio de adsorção para oxidação de CH4.

Palavras-Chave: fuel cells; palladium alloys; electrocatalysts; liquefaction; chromatography; methane; methanol; infrared spectrometers; fourier transformation

SANTOS, CAMILA M.G. Estudo do efeito do suporte em eletrocatalisadores baseados em páladio e cobre aplicados em reatores de eletrólito polimérico - tipo célula a combustível para co-geraçâo de energia e metanol a partir do metano. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2022. 81 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-09122022-093230. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33615. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente trabalho teve como objetivos a síntese, caracterização e avaliação do comportamento fotocatalítico de filmes de dióxido de titânio (TiO2) e filmes nanocompósitos heteroestruturados de TiO2/C. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel, depositados sobre substratos de vidro borossilicato, por meio da técnica de spray coating, e tratados termicamente em diferentes temperaturas. Grafite expandida, esfoliada em diferentes tempos pelo processo de esfoliação em fase líquida, foi utilizada como fonte de carbono. A descoloração do corante alaranjado de metila foi utilizada para investigar a atividade fotocatalítica dos filmes sob irradiação de luz ultravioleta e visível. A influência da temperatura de tratamento térmico, do teor de carbono e de agentes supressores na eficiência dos filmes também foi estudada. Todos os filmes exibiram a formação da fase anatase. A adição de carbono promoveu evidentes modificações morfológicas nos filmes híbridos que resultaram na melhora do seu desempenho. Os testes de remoção do corante indicaram que os filmes de TiO2 apresentam atividade fotocatalítica apenas sob radiação UV, com eficiência de 76,4 %. O filme híbrido de TiO2/10% de C, tratado termicamente a 450 ºC, exibiu o melhor comportamento fotocatalítico, com 79,5 % de remoção do corante sob luz visível. O mecanismo fotocatalítico dos filmes nanocompósitos foi proposto a partir dos resultados obtidos. A heterojunção TiO2/C formada apresenta um comportamento característico de heterojunções do tipo II. Tal efeito contribui para a ativação do fotocatalisador sob luz visível, o que favorece sua aplicação prática sob luz do Sol.

Palavras-Chave: synthesis; nanocomposites; titanium oxides; films; photocatalysis; activity levels; sol-gel process; spray coating; heterojunctions; heat treatments

BENTO, RODRIGO T. Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C para aplicações fotocatalíticas. Orientador: Marina Fuser Pillis. 2022. 169 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-05122022-132636. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33613. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente trabalho consistiu no projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas, destinado à avaliação de catalisadores suportados em materiais que sejam estáveis em temperaturas de 400 a 1.100 ºC e que sejam conversores desta radiação, na frequência de 2,45 GHz, em calor. Tais catalisadores são particularmente interessantes no processo de oligomerização de metano, que requer alta temperatura para sua funcionalização. A sua construção teve como base os modelos encontrados na literatura científica e simulações de funcionamento feitas em computador. Os ajustes e alterações foram feitos a partir dos testes realizados com vários materiais utilizados como suporte para catalisadores. Ao final chegou-se a uma configuração de equipamento cujos testes demonstraram que ele atende satisfatoriamente a seu propósito, tendo possibilitado a avaliação das propriedades de absorção e conversão de micro-ondas em calor de vários materiais, de forma controlada, em toda faixa de temperatura para o qual foi projetado.

Palavras-Chave: microwave radiation; furnaces; resonant-ionization laser ion sources; methane; gas analysis; solids; heterogeneous catalysis; heating systems; design; temperature dependence; temperature control

BRANDAO, ULISSES. Projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas para reações heterogêneas gás-sólido em alta temperatura. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. 2022. 75 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10112022-154045. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33611. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Introdução: O Pirarucu (Arapaima gigas) é uma espécie de peixe nativa da bacia amazônica que pode alcançar até 200 kg e dois metros de comprimento. Alvo de pesca predatória e modificações ambientais, especialmente político-econômicas, já se nota um relativo declínio da população local e, segundo órgãos fiscalizadores, a espécie está em possível risco de extinção. Há ainda uma dificuldade no manejo em cativeiro, visto sua gama de necessidades nutricionais e comportamentos que ainda são investigados. A tireotrofina (TSH) atua no controle da reprodução em diferentes espécies de peixes. E do ponto de vista ecológico tem sua expressão modificada quando em contato com substâncias poluentes, como metais pesados e agrotóxicos. O TSH é uma glicoproteína de peso molecular variando de 24-28 kDa formada pela ligação não-covalente de duas subunidades alfa e beta, sendo a alfa comum para outros hormônios glicoproteicos, como o FSH, LH e CG. Sua função é bem estabelecida, participando diretamente na síntese dos hormônios tireoidianos (HTs) que atuam no desenvolvimento embrionário, modulação da atividade cerebral, gonadal, hepática, entre outros. Objetivos: Obter a subunidade beta do TSH de Arapaima gigas, caracterizar sua estrutura in silico e expressar em células de mamífero. Metodologia: Foram utilizadas metodologias de identificação genômica da subunidade beta in silico e construção da estrutura do heterodímero com técnicas de inteligência artificial. Aplicou-se duas ferramentas de predição: gênica (Gnomon) e estrutural (Alphafold), como também se realizou in silico estudos sobre distância evolutiva, dinâmica molecular e propriedades físico-químicas. As informações recuperadas das predições foram em parte confirmadas com PCR de hipófises retiradas de Pirarucus e a expressão de agTSH em células de mamífero HEK293F. Resultados: A similaridade da cadeia beta variou de 40,10-81,60% entre 39 espécies alinhadas com a sequência obtida. São 146 aminoácidos com 12 cisteínas (que formam seis pontes dissulfeto) e um único sítio de N-glicosilação conservados. A árvore filogenética construída indica maior grau de parentesco com a ordem elopiformes e clupeiformes. A estrutura do heterodímero é majoritariamente polar, com predominância de folhas-beta na sua estrutura secundária, sendo uma citocina com nó de cistina (CATH 2.10.90.10). Os estudos de dinâmica molecular da interação do TSH com receptor do seu ancestral comum, Aruanã-dourado (S. formosus), ambos resolvidos por Alphafold, apontam valores comparáveis ao modelo humano, com diferença de valores relacionados a energia de ligação (ΔG) entre 1,50-8,64%, indicando um caminho para estudos in vitro e in vivo. Sua expressão, feita de maneira transiente, obteve rendimento de agTSH 25 mg/L, similar a trabalho anterior com agFSH 28 mg/L, quantificados através de técnicas cromatográficas no meio condicionado. Conclusões: A região codificante e 3' não traduzida da subunidade beta foi identificada e utilizada juntamente com a subunidade alfa para a produção de agTSH em células HEK293. A metodologia utilizada poderá ser aplicada para que novas proteínas da espécie sejam descritas. Muito embora ainda requeria otimização para aumento da expressão, este trabalho contribuirá para que futuros estudos explorem sua atividade biológica, investigando a eficiência quanto à reprodução e melhoria da capacidade reprodutiva em cativeiro do pirarucu.

Palavras-Chave: pituitary hormones; organic compounds; tsh; fishes; mammals; thyroid hormones; endocrine glands; disturbances; amazon river; biochemistry; structural models; polymerase chain reaction; rna polymerases; artificial intelligence; expert systems; detection

FREIRE, RENAN P. Bioquímica estrutural da tireotrofina de Arapaima gigas e sua expressão em células de mamífero. Orientador: Carlos Roberto Jorge Soares. 2022. 133 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-08112022-105344. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33609. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Aplicadores contendo sementes com núcleos radioativos são utilizados na braquiterapia oftálmica, para tratamento de câncer ocular, em um processo cirúrgico onde são suturados ao globo ocular do paciente por certo período de tempo, planejado para entregar a dose determinada ao alvo. Um novo modelo de semente para uso em braquiterapia oftálmica de produção nacional foi desenvolvido no Laboratório de Produção de Fontes para Radioterapia do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, de forma que o custo final da semente será menor do que o custo de importação de um modelo internacional, ampliando sua possibilidade de uso. Para que a semente possa ser usada de forma segura na prática clínica, foi realizada uma caracterização dosimétrica da mesma seguindo os protocolos do Task Group 43 da American Association of Physicists in Medicine. Neste trabalho o cálculo dosimétrico foi realizado por três vias diferentes: dosimetria termoluminescente, com filmes radiocrômicos, e por simulações de Monte Carlo; comparando-as para validar os resultados, que se mostraram compatíveis para a maioria dos pontos analisados. Também foram realizadas análises para além daquelas propostas pelo protocolo, como comparações com outras fontes comerciais, avaliação do efeito no perfil de dose da variação de parâmetros de produção da fonte, e estimativas de dose no olho humano. Seus resultados foram discutidos com base na aplicação clínica pretendida, embasando com dados a discussão a respeito do Irídio-192 ser utilizado de forma viável e segura como radioisótopo para o tratamento em braquiterapia oftálmica.

Palavras-Chave: brachytherapy; iridium 192; monte carlo method; calculation methods; neutron transport theory; radiation doses; dose rates; dose equivalents; radiation dose ranges; thermoluminescent dosemeters; eyes; phase space; coordinated research programs; specifications; standards

ANGELOCCI, LUCAS V. Caracterização dosimétrica de uma nova fonte oftálmica de Irídio-192 usando métodos experimentais e simulações de Monte Carlo. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2022. 180 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-07112022-165046. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33607. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Materiais cintiladores têm como característica a emissão de fótons de luz visível ou ultravioleta quando expostos a radiação ionizante, absorvendo parcialmente ou totalmente a radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver cristais cintiladores inorgânicos em matriz de iodeto de césio utilizando íons de tálio (Tl+) como elemento dopante com concentração de 10-3 M. Foi crescido um cristal CsI puro para fins de comparação. Os cristais foram obtidos por meio da técnica de Bridgman. Foi utilizada a técnica do refino zonal a fim de reduzir as impurezas encontradas no sal de iodeto de césio, obtendo um material o mais puro possível. Obteve-se resultados satisfatórios com a purificação do material e com a produção dos cristais cintiladores. Para detectar tais impurezas e observar a diminuição das mesmas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão óptica por plasma (ICP-OES), em dez partes do lingote, após o refino zonal. Os cristais CsI:Tl foram submetidos à caracterização físico-quimica, tal como: difratometria de raios X para confirmação da rede cristalina, transmitância dos cristais puro e dopados com tálio, emissão de luminescência com pico de emissão máxima em 520 nm devido a presença do tálio, distribuição da concentração de Tl ao longo do cristal e microscopia óptica para comparar a superfície do cristal sem polimento e com polimento. Para avaliar a resposta dos cristais cintiladores quanto às suas características detectoras, foram realizados experimentos utilizando fontes radioativas seladas, a saber: 133Ba (80 keV, 355 keV ), 60Co (1173 keV, 1333 keV), 22Na (511 keV, 1275 keV), 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Foram utilizados como fotosensores uma fotomultiplicadora (ET Enterprise, Modelo 9924SB, Inglaterra) e fotodiodo tipo PIN. Os cristais CsI:Tl apresentaram resposta à radiação com espectros de emissão característicos para cada tipo de fonte.

Palavras-Chave: crystal counters; crystal growth methods; refining; polycrystalline; bridgman method; bulk semiconductor detectors; radiation detectors; dosemeters; process development units; plasma technology; site characterization

SUZART, KAROLINE F. Desenvolvimento e caracterização do cristal Csl:TI para uso como detector de radiação. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. 2022. 98 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-161903. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33605. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

PEREIRA, DAISA de L. Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33603. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram propostos tratamentos de superfície para proteção contra a corrosão do alumínio AA1230, material utilizado como revestimento (clad) da liga de alumínio AA2024, e as superfícies pós-tratamentos foram caracterizadas quimicamente, morfologicamente e eletroquimicamente. Os tratamentos tinham como meta serem de fácil aplicação, baixo custo, resistentes à corrosão e ambientalmente amigáveis. Os tratamentos pré-selecionados consistiram em imersão em soluções aquosas, seja com cério ou com moléculas de glicol, ou mesmo em etapas sequenciais, cada uma envolvendo um dos dois tipos de compostos, em temperaturas moderadas, seja a 70 ºC ou solução em ebulição. Após seleção dos tratamentos com potencialidade para aplicação, as superfícies com os tratamentos selecionados foram caracterizadas. A morfologia da superfície pós-tratamentos foi caracterizada por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A composição química foi analisada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS). A caracterização da resistência à corrosão das superfícies com os tratamentos selecionados foi realizada por espectroscopia de impedância eletroquímica. Além disso, a resistência à corrosão da liga AA1230 pós-tratamentos foi também investigada por ensaios de névoa salina. Foi observada nas superfícies tratadas em soluções contendo íons de cério a presença de precipitados contendo cério. O tratamento em solução contendo íons de cério mostrou ser altamente benéfico para a resistência à corrosão do alumínio indicando a formação de produtos de corrosão protetores sobre as partículas intermetálicas ricas em ferro após o início da corrosão localizada. O tratamento em solução contendo moléculas de glicol resultou na formação de um filme híbrido orgânico-inorgânico que ofereceu alta proteção à corrosão do substrato metálico. Foi testado então um tratamento em duas etapas, primeiramente em solução com íons de cério e, em sequência, tratamento em solução com moléculas de glicol. O tratamento em duas etapas foi o que resultou em maior resistência à corrosão do substrato (AA1230) entre os testados. A incorporação de cério na camada de boemita (boemita dopada com cério) causou a modificação da morfologia desta e os íons de cério ao serem liberados desta camada e se precipitarem nas áreas catódicas após início do processo corrosivo, ofereceram uma reserva de proteção à corrosão para a superfície tratada. O tratamento em solução contendo propileno glicol resultou na formação de um produto híbrido sobre a superfície do alumínio 1230 que conferiu proteção adicional à superfície. Os tratamentos em duas etapas mostraram alta potencialidade para substituir os tratamentos de cromatos, sendo de facial aplicação, baixo custo, alta resistência à corrosão, além de não gerarem produtos tóxicos para o meio ambiente.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; surface treatments; chromium; coatings; corrosion protection; cerium; glycols; electrochemical coating; electric impedance

SANTOS, WAGNER I.A. dos. Estudo de tratamentos superficiais à base de cério e moléculas de glicol para resistência à corrosão da liga AA 2024-t3 clad. Orientador: Isolda Costa. 2016. 158 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-19102022-171245. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33601. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia para a implantação de uma análise probabilística de segurança (APS) de nível 1 para eventos externos. Além disso, tem como objetivo aplicar esta metodologia à análise de um reator nuclear em fase de projeto, localizado no interior do Estado de São Paulo. Dentre as motivações deste trabalho, é necessário destacar a busca por uma abordagem abrangente e estruturada para identificar perigos externos únicos e combinados e selecionar possíveis cenários acidentais decorrentes de eventos iniciadores gerados por estes perigos. O processo de revisão bibliográfica e normativa possibilitou a formulação de uma metodologia alinhada às principais referências elaboradas pela IAEA, U.S.NRC, EPRI, entre outras organizações internacionais. Consequentemente, a metodologia foi delineada de forma a ser desenvolvida por meio de etapas consecutivas, considerando sua aplicação gradativa no que diz respeito à APS de eventos externos ao longo da vida útil do reator. O estudo de caso permitiu demonstrar a aplicação da metodologia até a etapa de seleção de perigos externos únicos. Assim, a aplicação para um reator nuclear experimental em fase de projeto é apresentada, demonstrando que é possível reduzir, de forma justificada e rastreável, o número de perigos externos a serem considerados nas etapas posteriores da APS de eventos externos.

Palavras-Chave: rmb reactor; pwr type reactors; nuclear power plant; probabilistic estimation; risk assessment; damage; nuclear cores; design; planning

SILVA, THIAGO P. da. Análise probabilística de segurança de eventos externos para um reator nuclear em fase de projeto no interior do Estado de São Paulo. Orientador: Miguel Mattar Neto. 2022. 167 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-165409. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33599. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi analisado o comportamento do ferro fundido nodular austemperado (Austempered Ductile Iron - ADI) quando submetido a esforços mecânicos, considerando variações de composição química e três diferentes temperaturas de tratamento térmico de austêmpera. O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento mecânico do ferro fundido nodular nas condições de processo estudadas e obter correlações entre a microestrutura e as propriedades mecânicas. Para esse desenvolvimento foram realizadas três corridas de ferro fundido nodular com variações de composição química, considerando como base a Liga FE 70002. O teor de cromo no ferro fundido será mantido em 0,5% nas três composições e variações de níquel de 0 % a 2,0 %. As temperaturas de tratamento térmico utilizadas foram 900 ºC para austenitização e 310 ºC, 290 ºC e 260ºC para austêmpera, de acordo com os procedimentos industriais aplicados na produção em larga escala. A análise das amostras obtidas nas três corridas apresentou composição química compatível com a matriz metálica desejada, com microestrutura composta basicamente por nódulos de grafita, perlita e carbonetos. As análises apontam um aumento gradual significativo dos valores de dureza com o aumento do teor de níquel, associados as variações de temperatura dos ciclos térmicos de austêmpera. Esse aumento gradual foi decorrente da formação de carbonetos em áreas de segregação intercelular dispersos na matriz metálica das amostras com 2% Ni antes e após a austêmpera, não apresentados nas amostras sem níquel e com 1% Ni no estado bruto de fusão. Os valores correspondentes a tenacidade e a resistência à tração permaneceram ligeiramente superiores nas amostras com 1% Ni se comparado aos corpos de prova sem adição de níquel e com 2% Ni. Contudo, os corpos de prova com 2% Ni apresentaram resistência mecânica ao impacto superior às demais quando analisadas individualmente, em função dos ciclos térmicos aplicados. Outro aspecto relevante é a sanidade dos nódulos de grafita quanto ao seu tamanho, formato e quantidade. O ferro fundido com 2% Ni apresentou maior degeneração dos nódulos de grafita e menor nodularidade, desta maneira contribuindo para perda de propriedades mecânicas.

Palavras-Chave: heat treatments; bainite; austenite; martensitic steels; iron alloys; chemical composition; microstructure; mechanical properties; cast iron

SILVA, MARCELO L. da. Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2022. 68 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-154809. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33597. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A possibilidade de visualizar estruturas sobrepostas por meio da Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC), fez com que essa modalidade de diagnóstico por imagem se tornasse uma das mais utilizadas em alguns procedimentos odontológicos. Diferente da radiografia convencional onde a imagem reproduzida é plana, a TCFC destaca relações estruturais em profundidade, permitindo a visualização de possíveis irregularidades ou anomalias. O estudo da dose de radiação empregada nos exames de TCFC, é importante não só para o estabelecimento de níveis de referência, como também, para avaliar a probabilidade de ocorrência de efeitos estocásticos, principalmente em pacientes pediátricos. A utilização da manufatura aditiva ou impressão 3D na área da saúde, tornou possível a reprodução de peças anatômicas para diversas aplicações, tais como: próteses e simuladores antropomórficos. Na área de dosimetria das radiações ionizantes, o simulador ou Phantom, é composto por materiais que reproduzem as características de absorção e espalhamento da radiação pelo corpo ou parte do corpo humano. Utilizando filamento à base de Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) e Sulfato de Bário, que tem equivalência ao tecido ósseo, foi impressa uma peça de maxila e mandíbula para compor um simulador pediátrico, preenchido com água que é equivalente aos tecidos moles, para aplicação em dosimetria em TCFC. As variações do valor de referência e do Kerma no volume e no centro do simulador foram entre 10% e 15%. Considerando o limite da variação de dose sugerido pela legislação nacional, que não deve ser superior a ± 20% do valor de referência, os resultados foram satisfatórios. A diferença nos parâmetros e geometria de aquisição de imagens entre as modalidades de exames com TCFC e Radiografia Panorâmica, reforçam a necessidade de se aplicar o princípio da justificativa, se tratando principalmente da proteção a pacientes pediátricos.

Palavras-Chave: biomedical radiography; computerized tomography; biological models; phantoms; acrylonitrile; three-dimensional calculations; dentistry; diagnosis; image processing; jaw; low dose irradiation; radiation doses; dosimetry; teeth; pediatrics; patients

ASSEMANY, LADYJANE P.F. Desenvolvimento de um objeto simulador de maxila e mandíbula infantis utilizando impressão 3D para dosimetria em tomografia computadorizada de feixe cônico. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2022. 92 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-19102022-152603. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33595. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A dosimetria das radiações possui a finalidade de quantificar a dose recebida pelo indivíduo ocupacionalmente exposto. O dispositivo utilizado nesse processo se chama dosímetro, o dosímetro pode ser utilizado em diferentes situações, por exemplo, o dosímetro utilizado para quantificar a dose recebida nos dedos é o dosímetro no modelo anel, para extremidade, o qual será o foco neste trabalho. Para que um dosímetro possa ser utilizado em sua respectiva rotina, ele deve apresentar resultados dentro de alguns limites pré-estabelecidos em normas de referência. No Brasil ainda não temos normas voltadas para a calibração de dosímetros de extremidade, portanto, neste trabalho, foram utilizadas as recomendações do CASEC, adaptadas para a dosimetria de extremidade. O Objetivo deste trabalho é caracterizar e calibrar os dosímetros de extremidade do IPEN no modelo anel utilizando a grandeza Hp(0,07), para aplicação na rotina de monitoração individual. Para esse propósito, foram realizados os ensaios de homogeneidade do lote, reprodutibilidade, limite inferior de detecção, linearidade, dependência energética e dependência angular. Para calibração dos dosímetros termoluminescentes de LiF:Mg,Ti foi utilizado um rod phantom. O rod phantom possui a função de simular a região de interesse, no caso deste trabalho, os dedos. Os dosímetros foram irradiados na grandeza Hp(0,07), com as doses e energias recomendados pelas normas do CASEC.

Palavras-Chave: dosimetry; thermoluminescent dosemeters; lithium fluorides; radiation doses; concentration ratio; radiation monitoring; phantoms; regulating rods; occupational exposure

NASCIMENTO, GABRIEL G. do. Implementação da grandeza Hp(0,07) na dosimetria individual de extremidade utilizando o dosímetro de anel do IPEN contendo detectores de LiF:Mg,Ti. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2022. 74 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18102022-165958. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33593. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O óxido nitroso (N2O) é o terceiro gás de efeito estufa natural mais importante no planeta Terra, suas emissões são provenientes, principalmente, da atividade bacteriana nos solos em processos de nitrificação e desnitrificação. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Amazônia nas emissões de N2O nos anos de 2010 a 2018. A quantificação do N2O foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical da superfície até 4,4 km de altitude, em quatro locais, posicionados de tal forma na Amazônia, que tornasse possível um estudo que a representasse regionalmente. As amostras são quantificadas em laboratório em um sistema de alta precisão e acurácia. O fluxo de N2O foi estimado utilizando-se o método de integração de coluna, que consiste na subtração da concentração deste gás no perfil vertical concentração de N2O nas massas de ar que entram no continente (BKG), considerando o tempo que as massas de ar levaram da costa brasileira até o local de coleta. Desenvolveu-se um novo método de determinação das BKG. Foi determinada a emissão de N2O pela queima de biomassa, utilizando a razão CO:N2O, determinada nos perfis amostrados que apresentaram comportamento de emissão de ambos os gases. Os fluxos foram comparados com parâmetros climatológicos e queima de biomassa para serem melhor interpretados. A região tem um comportamento emissor como um todo, lançando para a atmosfera 2,43 ± 0,88 TgN2O ano-1, em média neste período estudado. As fontes Biogênicas representam 81% da emissão total da Amazônia, apresentando uma emissão de 1,95± 0,75 TgN2O ano-1 e as emissões oriundas da queima de biomassa representam 19% da emissão total com 0,47±0,13 TgN2O ano-1.

Palavras-Chave: greenhouse gases; greenhouse effect; nitrous oxide; emissions tax; absorption; bacterial spores; biomass; burnup; sample preparation; chemical analysis; chromatography; atmospheric circulation; air pollution monitoring; climatic change

CORREIA, CAIO S. de C. Avaliação da influência climática no balanço de N2O na Amazônia. Orientador: Luciana Vanni Gatti. 2020. 117 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-27092022-150615. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33591. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Vibrational spectroscopy techniques have been considered for the diagnosis of diseases. In particular, Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR) is an optical method widely adopted in biomedical research. This is because FTIR images allow the collection of various molecular information enabling a correlation between spectral characteristics and structural changes. Incorporating qualitative and quantitative aspects is essential to implementing a chemometric procedure that transcribes spectral variance into meaningful information. In the case of burns, the degree of tissue damage will strongly depend on several factors, such as severity, depth, and size, which influence the healing process. Laser scar treatment has been used for decades for post-healing remodeling. However, conventional laser techniques may not wholly normalize mature scar tissue, and a preventive approach to laser exposure during wound healing has emerged. Early intervention has already been investigated in several clinical studies, but there is no consensus. Therefore, the objectives of this study were; to investigate FTIR in biological tissue analysis to provide better chemometric strategies; to study the feasibility of FTIR to establish a profile of the skin and bone tissue, and to evaluate the effect of laser on wound healing and the development of a new chemometric methodology for automatic digital dewaxing. To this end, thermal injuries were performed on the back of Wistar rats by applying water vapor at 90ºC for 12s. Subsequently, on day three post-burn, laser irradiation was performed. In the laser procedure, 3 protocols were adopted: 1) Er:glass (SellasEvo®) with 3025FPA, 100mJ, 3s; 2) LLT with red laser with = 660nm, power 40mW; 3) Combination of the two lasers with the previous parameters. Then, a histological and chemometric analysis was performed. For the chemometric evaluation of the data, an analysis protocol was developed based on a pre-processing using OCTAVVS followed by implementing a baseline, threshold, and application of PCA. From that point, the images are classified, they can be normalized and go through the Fuzzy C-means (FCM) technique to determine the spectral differences. All-laser groups demonstrate a shrinkage of the wound region in the histopathological findings. Er:Glass, showed a smaller retraction area and less epithelium recovery. The PBM group has a dense crust. Both treatments demonstrate intense shrinkage and more consistent recovery of the epidermis. In the FCM, three trends occur 1) in the range of 900-950 cm-1 it has a significantly reduced amplitude in the control group; 2) in the range of 1200-1250 cm-1 the control group has a similar amplitude demonstrating bands of sensitive markers; and 3) the amide regions provide various spectral markers. The control group, as expected, remains with minimal changes in this FTIR region. On the other hand, in the PBM group, there is a shift from 1660 to 1679 cm-1, which may correspond to changes in the molecular structure of a protein in the context of type I collagen. FTIR is a valuable alternative for tissue research on a biochemical level through fingerprints that can be translated into morphological features.

Palavras-Chave: infrared spectra; absorption spectroscopy; chemical engineering; multivariate statistics; applied mathematics; computer science; biological materials; animal tissues; plant tissues

CASTRO, PEDRO A.A. de. Chemometrics of biological tissues using infrared spectroscopy. Orientador: Denise Maria Zezell. 2022. 132 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12092022-112422. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33589. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Sistema Nervoso Central (SNC) é formado pelo cérebro e a medula espinhal, sendo que o câncer do SNC se origina na região paraespinhal e intracranial. Esse tipo de câncer acometeu, no ano de 2020, 308.102 indivíduos, dos quais 251.329 vieram a óbito em todo o mundo. Esse alto número de óbitos nos mostra como o câncer do SNC contribui de maneira significativa para a mortalidade global. O tratamento do câncer do SNC é realizado de maneira combinada entre: radioterapia (teleterapia e braquiterapia), cirurgia e quimioterapia. Os tumores na região intracranial e paraespinhal são difíceis de serem tratados devido a sua proximidade com o cérebro e a medula espinhal. Placas poliméricas flexíveis de 32P são usadas na braquiterapia como suporte no tratamento paliativo ou no pós-operatório para esse tipo de câncer. As placas são seguras e viáveis, oferecem um tratamento imediato e a sua aplicação direta no tumor minimiza lesão na medula espinhal e cerebral. Devido a curta penetração das partículas betas, o uso do 32P se mostrou viável, pois as doses entregues em regiões tumorais não atingem regiões críticas da medula espinhal e cerebral. Este trabalho apresenta estudos para desenvolver a produção nacional de placas poliméricas de 32P. Para a fabricação da placa utilizou-se a resina epóxi e foram testados dois moldes, silicone e teflon, sendo que o último teve melhor desempenho, resultando em uma placa de espessura média 0,386 ± 0,0005 (mm). A distribuição de dose da placa de 32P foi analisada com filme radiocrômico EBT3 e comparada com simulação por Método de Monte Carlo. A taxa de dose medida na parte experimental e na simulação por Método de Monte Carlo concordaram no valor de 0,04 cGy/s, e assim, os estudos podem ser prosseguidos para dar continuidade no desenvolvimento de fonte radioativa para tratamento por braquiiterapia do câncer paraespinhal e intracranial.

Palavras-Chave: brachytherapy; phosphorus 32; polymerase; radiation dose distributions; effective radiation doses; comparative evaluations; monte carlo method; statistics; neoplasms; central nervous system

SILVA, JOSE T. da. Distribuição e comparação por Método de Monte Carlo da dose de fósforo-32 em placas poliméricas para tratamento de câncer paraespinhal e intracranial. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2021. 64 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-09092022-155409. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33587. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As uniões flangeadas parafusadas retangulares são amplamente utilizadas na indústria, porém ainda apresentam escassez de procedimentos para seu dimensionamento, não constando nenhuma metodologia totalmente incluída nos principais códigos de projeto de vasos de pressão, com maior escassez ainda ao se tratar de uniões de face inteira. Levando isso em conta e constatando problemas de vazamento nesse tipo de união, o trabalho propõe uma melhoria dos procedimentos analíticos existentes para dimensionamento de uniões flangeadas retangulares de face inteira, tendo o procedimento proposto duas principais alterações com relação as metodologias existentes: a modificação da área de assentamento da junta e a inclusão de um fator de distribuição linear da tensão de compressão na junta ao longo da face do flange. O procedimento proposto foi então aplicado ao flange retangular de um condensador de superfície, utilizando duas opções de juntas: uma junta em papelão hidráulico e uma junta elastomérica NBR. Para validação do procedimento, foi realizada a comparação dos resultados analíticos com os resultados apresentados por análises numérica não-lineares de elementos finitos. Foi observado uma ótima correlação de resultados entre o procedimento proposto e análise numérica, principalmente com relação ao critério de estanqueidade. Além disso, foi observado um melhor desempenho no dimensionamento da união flangeada retangular de face inteira ao se utilizar a junta elastomérica.

Palavras-Chave: pressure vessels; bolted joints; flanges; rectangular configuration; design; fully ionized gases; expansion joints; reactor technology; nuclear engineering

SOAVE, AUGUSTO. Sobre o dimensionamento de uniões flangeadas retangulares parafusadas com face inteira (full face). Orientador: Miguel Mattar Neto. 2022. 159 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-09092022-151223. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33585. Acesso em: $DATA.

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