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  • IPEN-DOC 30101

    CAMPOS, IVAN D. . Estudo de compósitos de poli (ácido lático) com celulose extraída da coroa do abacaxi / Study of poly (lactic acid) composites with cellulose extracted from the pineapple crown . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 71 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-28122023-095246

    Abstract: A incessante busca pela redução de poluentes no mundo, principalmente os oriundos dos plásticos sintéticos, faz com que muitos pesquisadores recorram a pesquisas de materiais alternativos. Neste estudo, foram preparados 5 Compósitos de PLA contendo 0,5%, 1,0%, 1,5%, 5% e 10% de fibra de abacaxi. Foram ensaiadas a partir do PLA puro e PLA com adição de fibras, sem acréscimo de nenhum estabilizante ou qualquer outro material nas amostras com 0,5%, 1,0% e 1,5%, com foco na estratégia de verificação do comportamento do PLA com a fibra considerando como referência o PLA puro e as amostras com 5,0% e 10,0% foram adicionadas de compatibilizante Polybond. As fibras foram trituradas e incorporadas no PLA no estado fundido por meio de um moinho de facas e, em seguida, as formulações foram homogeneizadas em uma extrusora dupla rosca. Os corpos de prova foram obtidos em uma prensa a 180ºC e em seguida cortados com gabarito. A caracterização das amostras foi realizada por meio das técnicas de ensaios mecânicos, Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Termogravimetria (TGA), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O comportamento do compósito trouxe uma alteração na dureza a partir da adição de fibras no PLA, em torno de 3,8% na amostra PLA + 0,5% Fibra; 8,9% na amostra PLA + 1,0% Fibra; 6,2% na amostra PLA + 1,5% Fibra;13,5% na amostra PLA + 5% Fibra e 6,5% na amostra PLA + 10% Fibra. Quanto ao impacto, o compósito PLA + fibra apresentou um ganho em sua resistência. A matriz com adição de fibras, apresentou uma melhora na resistência à tração. Quanto ao comportamento térmico, observa-se que os compósitos com fibra não apresentam alterações de estabilidade térmica, permanecendo assim, na mesma faixa de degradação do polímero puro e da fibra.

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  • IPEN-DOC 30100

    RIBEIRO, ROGÉRIO B. . Datação de sedimentos do terraço arenoso de São Vicente : correlação com a flutuação do mar no passado / Sediment dating of the sandy terrace of São Vicente: correlation with past sea-level fluctuation . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 149 p. Orientador: Shigueo Watanabe. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-13112023-121735

    Abstract: O estudo das planícies costeiras dispõe de diversos métodos de datação. Entre esses métodos, destacam-se a ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e a termoluminescência (TL). No entanto, esses métodos ainda apresentam problemas metodológicos, uma vez que são relativamente recentes e não estão perfeitamente calibrados em comparação com os métodos de radiocarbono (14C). Neste trabalho, foram utilizadas amostras de sedimentos coletadas na área continental do município de São Vicente, no estado de São Paulo. Os grãos foram extraídos do sedimento arenoso por meio de tratamento químico com H2O2 (20%), HF (10%) e HCl (15%). A caracterização dos grãos foi realizada por meio do método de EPR, que permitiu avaliar os centros paramagnéticos presentes no quartzo, como os de ferro [Fe]3+, vanádio [VO]2+, centro E'1 representados por [SiO3]+ e [SiO3]3-, titânio [TiO4]0, alumínio [AlO4]0 e peroxy [SiO5]-. Além disso, foram estimadas as idades por TL utilizando o método de múltiplas alíquotas e dose aditiva (MAAD). Os resultados obtidos pela caracterização indicam que os grãos extraídos do sedimento são compostos principalmente por quartzo (95.5%), seguido pela titanita (4.3%) e outros minerais (0.2%). Os centros paramagnéticos de titânio, ferro, vanádio, E'1 e peroxy foram identificados, no entanto, o centro de alumínio não foi identificado. A comparação das estimativas de idade por TL e (14C) valida a abordagem proposta, demonstrando a concordância do uso do sinal TL para datar grãos compostos predominantemente por quartzo e extraídos de sedimento arenoso não recozido. No entanto, é importante ressaltar que as idades obtidas por TL não coincidem completamente com as idades obtidas por 14C. Essa discrepância pode ser atribuída a diferenças nas características dos materiais datados por ambos os métodos, bem como às complexidades inerentes aos processos de datação.

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  • IPEN-DOC 30099

    ANTENOR, JOAO P.M. . Avaliação dos parâmetros de produção para otimização microestrutural de pastilhas de dióxido de urânio (UO2) / Evaluation of production parameters for microstructural optimization of uranium dioxide (UO2) pellets . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 105 p. Orientador: Humberto Gracher Riella. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-121220

    Abstract: O controle da porosidade e do tamanho de grão é necessário para melhorar o desempenho de pastilhas combustíveis, especificamente na capacidade de reter produtos de fissão. Com o objetivo de otimizar a microestrutura de combustível sem o uso de aditivos de sinterização, pastilhas de UO2 foram sinterizadas por 3 h e 4 h a 1500 ºC, 1600 ºC e 1700 ºC.. Não foram observadas variações significativas na porosidade. O maior tamanho de grão médio medido é observado na faixa de 1700 ºC por 4 h, estabelecendo essa condição como ótima. Tal condição foi empregada em pastilhas com razão O/U 2,15 e 2,26 e também em pastilhas oriundas de misturas de UO2 com pós de U3O8 obtidos pela oxidação do UO2 a 400ºC (U3O8 verde) e a 1300ºC (U3O8 queimado) ao ar. A finalidade é avaliar o efeito destas condições no desenvolvimento da microestrutura no processo de sinterização. A adição de U3O8 na proporção de 10% não resultou em incrementos no tamanho de grão. Essa observação foi aplicável tanto ao U3O8 verde quanto ao U3O8 queimado. Apesar da diferença significativa de superfície específica dos dois pós, essa diferença não se influiu no tamanho final dos grãos. Em ambas as misturas, foram obtidos tamanho médio de grão e distribuição de tamanhos de grão compatíveis. Os resultados indicam que a estequiometria afetou o desenvolvimento da microestrutura, promovendo o crescimento dos grãos mesmo em atmosfera redutora. Uma relação O/U de 2,26 resultou em um tamanho médio de grão de 12,4 μm, enquanto uma relação O/U de 2,15, levou a 8,0 μm. Portanto, a sinterização de UO2 com uma relação O/U de 2,26, possivelmente devido à disposição homogênea do U3O8 em sua estrutura e à hiperestequiometria, resultou no resultado experimental mais promissor obtido neste trabalho. O tamanho de grão alcançado foi superior ao valor mínimo aceitável em termos industriais para pastilhas de UO2 pura, sem a utilização de aditivos de sinterização.

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  • IPEN-DOC 30098

    ARAUJO, ARIANA O.M. de . Caracterização de placas de materiais compósitos de polietileno reforçado com fibras de coco de babaçu, casca de castanha e piaçava / Comparison of the mechanical strength between the plates of composite materials of polyethylene reinforced with babassu coconut fibers, chestnut shell and piassava . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 62 p. Orientador: Nelson Batista de Lima. Coorientador: Rene Ramos de Oliveira. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-24082023-080349

    Abstract: Atualmente, é de grande relevância a preocupação ambiental associada com o reaproveitamento de resíduos agroindustriais, este tema tem aumentado o interesse por compósitos poliméricos mais ecologicamente corretos, para tanto a união de pesquisadores com estas questões ambientais tem gerado um novo compo de pesquisa. Este trabalho visa a obtenção de placas de fibras vegetais, proveniente da incorporação do polímero PBAT/PLA (ECOVIO®) com as fibras de coco de babaçu, fibras de casca de castanha e fibras de piaçava, onde 75% dessas fibras são provenientes de resíduos. As fibras do coco de babaçu, fibras de casca de castanha e fibras de piaçava foram caracterizadas, reduzidos a pó fino e submetidas aos ensaios: mecânico, DSC (Differential Scanning Calorimetry) e DRX. A preparação da blenda polimérica Ecovio foi realizada por meio da técnica de mistura mecânica no estado fundido, utilizando uma extrusora dupla-rosca com matriz plana acoplada e máquina de moldagem por injeção, para a obtenção das placas para confecção dos corpos de prova. As amostras de compositos foram avaliadas por ensaio mecânico, DRX (Difração de Raios X) e DSC (Differential Scanning Calorimetry) e as propriedades foram discutidas. O compósito PBAT/PLA/ (Poli butileno adipato co-tereftalato / poli ácido lático) reforçados com fibra de Piaçava apresentou propriedades mecânicas superiores as demais fibras. O ensaio de difração de raios x (DRX) mostrou picos característicos de fibra de origem vegetal, ou seja, as curvas de raio x apresentaram os picos característicos dos materiais, não demonstrando alteração dos mesmos no momento de processamento. No ensaio de resistência à tração a fibra que apresentou um melhor resultado a resistência foi a piaçava. A partir dos exemplos expostos acerca do uso da piaçava na composição de materiais, verifica-se sua potencialidade de aplicação na construção civil e mobiliários, contribuindo diante de um cenário mais sustentável.

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  • IPEN-DOC 30097

    BALDUINO, GLEISON W. . Prospecção tecnológica de ciclos de combustível e reatores nucleares para emprego em propulsão naval / Technological prospecting of fuel cycles and nuclear reactors for use in naval propulsion . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 155 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10112023-164630

    Abstract: Este trabalho apresenta um estudo sistematizado de ciclos de combustível de fusão e de fissão nuclear com foco na identificação do estado da arte em soluções de reatores nucleares de fissão e de fusão nuclear que tenham potencial de emprego em propulsão naval. Neste intento são descritos diversos ciclos de combustíveis nucleares tanto para reações de fissão nuclear bem como para reações de fusão nuclear. Em meio a cada ciclo são apresentadas soluções de reatores nucleares em diversos níveis de maturidade tecnológica. Cada solução é então analisada e classificada quanto a sua maturidade tecnológica, maturidade produtiva, estágio de desenvolvimento, possibilidade de escalonamento e portabilidade para o emprego naval, adequação quanto a requisitos de doutrinas nacionais de desenvolvimento, quanto ao passivo ambiental vinculado e quanto a dificuldade tecnológica de cada solução tendo em conta o parque industrial nacional. As soluções são organizadas em tabelas e discutidas, pontos positivos para emprego na propulsão naval são apresentados, itens, soluções e linhas de desenvolvimento tecnológico são sugeridos e um prognóstico futuro é apresentado ao final do trabalho, oferecendo ao leitor um panorama atualizado de soluções tecnológicas e de rumos do desenvolvimento tecnológico em andamento.

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  • IPEN-DOC 30096

    BARBOSA, INGRID A.B. . Binder-free textile PAN-based electrodes for aqueous and glycerol-based electrochemical supercapacitors / Eletrodos à base de PAN têxtil sem aglutinantes para supercapacitores eletroquímicos em eletrólitos aquosos e à base de glicerol . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 135 p. Orientador: Rubens Nunes de Faria Junior. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-140822

    Abstract: Amidst different types of energy storage devices, electrochemical supercapacitors have received considerable attention as they close the gap between electrolytic capacitors and batteries. This work addresses electric double-layer capacitors (EDLCs), a type of electrochemical supercapacitor, and has been divided into two parts. In the former, the production and characterization of activated carbon fiber-felt (ACFF) electrodes derived from textile PAN-based fiber have been provided. In the latter, the electrochemical characterization of EDLCs in aqueous electrolytes (acidic and alkaline) and in three types of glycerol-based electrolytes have been investigated. Binder-free ACFF electrodes have a high specific surface area of 1875 m2 g-1, containing 87% of the total volume of pores as micropores (maximum pore width of 3 nm), and a modal distribution of 1.2 nm. Electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry, and galvanostatic charge-discharge techniques were carried out in a symmetric two-electrode setup at room temperature. The results showed that ACFF electrodes are suitable for acidic and alkaline aqueous electrolytes as well as the choline chloride-glycerol hybrid electrolyte (ChCl:GLY) at a molar ratio of 3:1. Among aqueous electrolytes, H2SO4 2 mol L-1 had the most satisfactory electrochemical performance in terms of power and energy, followed by KOH 2 mol L-1 and H2SO4 1 mol L-1. Among the glycerol-based electrolytes investigated in this work, ChCl:GLY (3:1) has the most comparable performance to aqueous electrolytes. Although power density is still limited due to high internal resistance, ChCl:GLY (3:1) is heat-resistant and a promising alternative electrolyte for supercapacitors applications, especially given that glycerol is a by-product of FAME (fatty acid methyl ester) biodiesel.

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  • IPEN-DOC 30095

    BARBOSA, ANDREY da S. . Membranas de troca aniônica baseadas em polietileno aplicadas como eletrólito polimérico alcalino em dispositivos eletroquímicos / Anion-exchange membranes based on polyethylene as an alkaline polymer electrolyte for electrochemical devices . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 172 p. Orientador: Elisabete Inacio Santiago. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-27122023-172554

    Abstract: As membranas de troca aniônica (AEM) são materiais ionoméricos usados em dispositivos eletroquímicos alcalinos, como células a combustível, eletrolisadores, baterias entre outros. Uma rota simples de sintetizar AEMs é conhecida como enxerto induzido por radiação (RIG), que frequentemente é dividida em dois métodos - pré-irradiação (PIM) e simultâneo (SM). O presente estudo está divido em três etapas, primeiro, é fornecida uma investigação sistemática do efeito de cada método RIG nas propriedades de AEMs baseadas em polietileno de baixa densidade (LDPE). As AEMs possuem a mesma estrutura molecular, mas propriedades distintas devido às diferenças no grau de reticulação, que é capaz de afetar o transporte hídrico nas AEMs e desempenho de célula a combustível de H2/O2. A segunda etapa compreende uma análise exploratória do método PIM através da dose de radiação, temperatura e atmosfera. A caracterização detalhada das AEMs mostra efeitos marcantes causados pelas condições de pré-irradiação nas propriedades de AEMs baseadas em LDPE. Tais condições têm forte influência no tipo, quantidade e decaimento dos radicais formados durante e após a irradiação, afetando posteriormente o processo de enxertia (uma diferença de 190% é observada). Os resultados experimentais evidenciam que controlar tanto a temperatura de irradiação quanto da atmosfera, minimiza a degradação causada pela radiação, e melhora a estabilidade química da AEM em 120%. Finalmente, a partir dos conhecimentos obtidos nas etapas anteriores, uma AEM ultrafina baseada em polietileno de alta densidade (HDPE) é desenvolvida. Esta AEM compõe um reator eletroquímico de fluxo para oxidação direta de metano via íons carbonato a produtos oxigenados. Parâmetros operacionais como potencial aplicado (0,7-1,4V), temperatura (40-80 ºC), fluxo de metano (50-100 mL min-1), e quantidade de catalisador no ânodo (1-3 mg cm-2) são estudados em um reator de área ativa de 5 cm2 como base para construir um reator de 25 cm2. O reator de 5 cm2 é capaz de gerar metanol como produto majoritário com taxa de 73 μmol g-1 h-1 e seletividade de 75%. O escalonamento do reator para 25 cm2 resulta em 368 μmol g-1 h-1 de metanol com seletividade de 95%. É a primeira vez que um estudo original e sistemático é realizado nas condições descritas, avaliando desde as etapas de síntese de AEMs e correlacionado suas propriedades com testes eletroquímicos.

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  • IPEN-DOC 30094

    BARRAVIERA, GUILHERME de C. . Obtenção e caracterização de nitreto de silício com microestrutura macroporosa para aplicação biomédica / Obtaining and characterization silicon nitride with macroporous microstructure for biomedical application . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-102841

    Abstract: Cerâmicas porosas de nitreto de silício obtidas por processamento coloidal são bastante promissoras em aplicações na área médica, pela sua possibilidade de combinação de propriedades mecânicas e biológicas similares as do osso. Dessa forma, esse trabalho visa obter cerâmicas de nitreto de silício porosas e bioativas para preenchimentos ósseos. Para tanto, utilizaram-se cálcia e sílica como aditivos de sinterização, além de gelatina como agente de conformação para o processamento por gelcasting. Medidas de potencial zeta de suspensões contendo Si3N4, CaCO3 (utilizado como precursor do CaO) e SiO2 foram realizadas, considerando diferentes valores de pH (8 a 12) e concentrações de dispersante (0,5 a 2 % em massa). Além disso, avaliou-se o comportamento das suspensões contendo lauril sulfato de sódio, utilizado como espumante para formação de porosidade. Ainda, amostras foram preparadas utilizando diferentes teores de gelatina, diferentes temperaturas de sinterização e, também, utilizando pós de nitreto de silício calcinado e não calcinado. Assim, as amostras foram analisadas quanto a sua densidade, propriedades mecânicas e, para a análise da microestrutura, utilizou-se microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios X. Os resultados mostraram que pH alcalino, próximo a 10,5 e a adição de 2% (em massa) do dispersante poliacrilato de amônio promoveram maior estabilidade e condições de dispersão. Observou-se, ainda, que a concentração micelar crítica do espumante foi de 0,2% em massa, indicando a quantidade ideal de lauril sulfato de sódio a ser utilizada. Notou-se que temperaturas inferiores a 1600 ºC não promoveram uma total transformação α→β. Além disso, temperaturas mais altas comprometeram a microporosidade do material, tornando as paredes dos poros mais densas. A microestrutura obtida caracterizou-se por grãos alongados de β-Si3N4, contendo rosenhahnita como fase secundária. A partir das condições experimentais adotadas, foi possível obter amostras com poros interconectados e com porosidade acima de 60 %. Os ensaios mecânicos mostraram que as amostras sinterizadas entre 1450 e 1600ºC apresentaram bons resultados de resistência à compressão, comparando com o osso cortical, sendo que temperaturas maiores provocaram um aumento da mesma. Ainda, os materiais produzidos com pó previamente calcinado apresentaram microestrutura com grande quantidade de poros isolados. Isso demostra que os materiais obtidos, com o pó não calcinado, são promissores para aplicações como implantes osteocondutivos.

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  • IPEN-DOC 30093

    CALDAS NETO, ALVARO B. . Desenvolvimento de estratégias para descomissionamento de reatores nucleares de pequeno porte no Brasil / Development of strategies for decommissioning small nuclear reactors in Brazil . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 291 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-101722

    Abstract: Nos últimos anos, o Brasil tem se empenhado em fortalecer sua estrutura regulatória e o setor nuclear brasileiro como parte de sua visão estratégica para enfrentar os desafios futuros no setor energético. Um desses desafios é a busca por soluções sustentáveis e de baixa emissão de carbono, a fim de atingir as metas de descarbonização e mitigar os impactos das mudanças climáticas. Nesse contexto, o País vislumbra a possibilidade de investir em reatores nucleares como uma fonte eficiente de produção de energia. Todavia, esses reatores, ao término da fase de operação, seja pelo fim de sua vida útil, ou no caso de retirada precoce de operação por acidente, ou por decisão da organização operadora, são descomissionados, em um processo que envolve a descontaminação e o desmantelamento da estrutura e a gestão adequada dos rejeitos radioativos gerados. O processo de descomissionamento é composto por atividades técnicas e administrativas que visam desligar uma instalação nuclear, incluindo a remoção total ou parcial do controle regulatório. Em virtude da complexibilidade envolvida nesse processo, a AIEA recomenda que o descomissionamento de instalações nucleares deva ser executado como um projeto de engenharia, com a diferença que este envolve equipamentos e materiais radioativos que precisam ser manuseados e controlados conforme os pré-requisitos técnicos e regulatórios, colocando-os em condição que não represente um risco inaceitável. O projeto de descomissionamento de uma instalação nuclear começa com a elaboração de um plano preliminar de descomissionamento ainda na fase de projeto de construção da instalação, que acompanha toda a fase de construção e operação. Ao final da vida útil da instalação, é elaborado um plano final de descomissionamento, que deve ser aprovado pelo órgão regulador competente antes do início das atividades de descomissionamento. Assim, o descomissionamento pode levar décadas para ser planejado e executado, além de exigir um investimento significativo para alcançar seu objetivo. Nesse contexto, o projeto de descomissionamento deve ser conduzido por meio de uma estratégia específica, demonstrando sua viabilidade de implementação, alinhada com a estrutura regulatória e considerações técnicas, administrativas, sociais, ambientais e econômicas do país em questão. Com o aumento das atividades nucleares previstas nas políticas e estratégias nacionais e considerando as recentes mudanças regulatórias, foi desenvolvido nesse trabalho um conjunto de estratégias para o planejamento das atividades de descomissionamento de reatores nucleares de pequeno porte já na fase de projeto de construção. Essas estratégias, bem planejadas e sistemáticas, abrangem todo o ciclo de vida do reator deste a sua fase inicial de projeto até o seu descomissionamento e foram embasadas por meio de uma pesquisa bibliográfica sobre o tema e utilizando as técnicas do processo de avaliação de risco descritas na norma ABNT ISO/IEC 31010. Além disso, elas foram fundamentadas em boas práticas internacionais e em recomendações da AIEA, visando direcionar o descomissionamento de reatores nucleares de pequeno porte no Brasil.

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  • IPEN-DOC 30092

    CAMPOS, ROGERIO C. de . Modelagem e análise termo-hidráulica do reator de pesquisa IEA-R1 utilizando o código RELAP / Thermo-hydraulic modeling and analysis of the IEA-R1 research reactor using the RELAP code . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 114 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-152333

    Abstract: Este trabalho apresenta a elaboração de um modelo termo-hidráulico com o código RELAP para o reator IEA-R1, contemplando a piscina, o núcleo do reator, toda tubulação e válvulas do circuito primário, o tanque de decaimento, as duas bombas de circulação principal, os dois trocadores de calor e o Sistema de Refrigeração de Emergência. Todas as partes mais importantes dos circuitos elaborados são descritos detalhadamente e são apresentadas diversas simulações demonstrando o funcionamento satisfatório do modelo produzido. A vazão em regime permanente resultantes nos canais de refrigeração dos elementos combustíveis apresentou uma diferença de aproximadamente 6,4% em relação aos dados experimentais de vazão, assim como os canais abertos entre elementos adjacentes apresentam a entrada lateral de fluxo da piscina para o núcleo com maior intensidade na região inferior. Também foi realizada uma série de simulações que apresenta a distribuição de temperatura ao longo dos componentes do núcleo, onde a comparação entre um canal médio e um canal conservativo demonstrou incrementos de temperatura resultantes entre 85,6 e 88,4%, próximos ao valor teórico esperado de 84,4%. Os modelos dos trocadores de calor reproduziram de forma precisa o comportamento das temperaturas, tanto para contracorrente quanto para correntes paralelas. Finalmente, foi realizada uma simulação de um acidente de perda de vazão lenta no núcleo que apresentou fidedignamente a fenomenologia do evento: a queda de temperatura após a perda de vazão e desligamento do reator, seguida da abertura da válvula de circulação natural e a inversão da direção do escoamento no núcleo do reator. A comparação com resultados experimentais mostrou diferenças de temperaturas de 2,3ºC para o fluido e de até 4ºC para o revestimento. Em suma, o modelo RELAP desenvolvido para o IEA-R1 foi capaz de replicar os principais sistemas e equipamentos do reator, permitindo simulações para avaliações sistêmicas.

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  • IPEN-DOC 30091

    CAMPOS, JOSIE A.A. de . Modelo numérico para cálculo de transitório hidráulico com separação de coluna e interação fluido-estrutura / Numerical model for calculation of hydraulic transient with column separation and fluid-structure interaction . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 113 p. Orientador: Marcelo da Silva Rocha. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-145654

    Abstract: Falha de energia de bombas, ações repentinas de válvulas e a operação de sistemas de controle automático são todos capazes de gerar ondas de alta pressão denominadas transitórios hidráulicos (TH). A severidade do fenômeno, assim como os danos causados, podem ser tais que este torna-se um ponto de atenção em projetos de transporte de fluidos. Este trabalho trata do estudo do fenômeno e do desenvolvimento de um código numérico computacional, dos TH com interação fluido-estrutura (IFE) e separação de coluna em uma dimensão em sistemas de tubulações de transporte de fluidos. O modelo de IFE foi considerado como problema de condições inicial e de contorno, representado por um sistema de equações diferenciais parciais hiperbólicas que descrevem, simultaneamente, a propagação de ondas de pressão no líquido e de ondas de esforços axiais na estrutura. A separação de coluna é tratada como condição de contorno. O método das características (MC), associado ao método de interpolações lineares, foi utilizado para a resolução do sistema de equações diferenciais parciais hiperbólicas. O modelo numérico proposto foi validado com dados experimentais base do artigo (BERGANT, ANTON et al., 2005) cedidos pelo autor. para um sistema composto por um reservatório com nível constante à montante com um tubo único, reto e uma válvula acoplada à jusante rigidamente fixa. O modelo numérico unidimensional (1D), baseado em formulações matemáticas propostas por (TIJSSELING, 1993) e (BERGANT, ANTON et al., 2008), foi implementado na linguagem Python® para analisar IFE e separação de coluna em um sistema reservatório-tubo-válvula.

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  • IPEN-DOC 30090

    CARDOSO, ELBIS S. . Investigação teórica de um laser de fibra óptica de sílica dopada com íons de itérbio de alta potência bombeado por diodos laser para aplicações industriais / Theoretical investigation of a high-power ytterbium-doped silica optical fiber laser pumped by laser diodes for industrial applications . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 177 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-28122023-091933

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um modelo teórico baseado na formulação da matriz densidade para a susceptibilidade elétrica complexa do problema a dois fótons (absorção e emissão laser). Além disso, desenvolveu-se, a partir da equação geral dos campos eletromagnéticos dos sinais de bombeamento e laser, que interagem com o sistema quântico de três níveis formado por um ensemble de átomos de íons de itérbio (Y b+3), um modelo simplificado que possibilita acoplar as equações de taxa com a dinâmica térmica, que considera a remoção de calor da fibra óptica. Os modelos desenvolvidos foram aplicados ao estudo de lasers de fibra óptica de alta potência dopada com itérbio de revestimento duplo (YDCFL), operando em regime contínuo (CW) com potências de quilowatts, no comprimento de onda de λs = 1018 nm. Os resultados obtidos são relevantes para a construção de lasers de fibras de alta potência bombeados por diodos lasers em 976 nm. Para a descrição do fenômeno da emissão laser, adotou-se uma abordagem semiclássica, na qual o sistema quântico foi descrito pela equação de Schrödinger da mecânica quântica, enquanto o sistema clássico foi tratado pelas equações de Maxwell.

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  • IPEN-DOC 30089

    CARVALHO, FELIPE B. . Obtenção de sílica a partir de cinzas de resíduo de cana-de-açúcar por processo sol-gel e aplicação na remoção de corante / Obtaining silica from sugarcane ash residue by the sol-gel process and application in dye removal . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-28122023-093830

    Abstract: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo. Na safra 2021/2022, o país produziu aproximadamente 576 milhões de toneladas de cana-de-açúcar. Durante o processamento da cana milhões de toneladas de bagaço de cana-de-açúcar são gerados, os quais são então queimados, produzindo cinzas. Neste trabalho foi realizada a síntese de sílica obtida a partir de cinzas de resíduo de cana-de-açúcar utilizando o método de fusão alcalina seguida de precipitação ácida. Os seguintes parâmetros que afetam a eficiência da síntese foram avaliados: relação de cinzas e NaOH, temperatura e tempo de fusão, tempo de refluxo, ácido usado na precipitação (tipo e concentração) e pH de gelificação. As amostras de sílica foram caracterizadas pela composição mineralógica (difração de raios-X), composição química (EDX), umidade, densidade aparente e pH, entre outras. A partir do planejamento fatorial 2n foi possível identificar que a relação de cinzas e NaOH foi o fator com maior influencia no rendimento da síntese da sílica. O rendimento da sílica foi usado para determinação das condições otimizadas da síntese que foram as seguintes: relação cinzas: NaOH = 1:2 em massa; temperatura de fusão = 300ºC; tempo de fusão = 30 min; tempo de refluxo = 1 h e ácido sulfúrico 8 mol L-1 com pH final do gel igual a 8. A sílica preparada nas condições otimizadas foi usada na remoção de azul de metileno e cristal violeta de solução aquosa. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Tekmin foram utilizados para se estabelecer as isotermas de adsorção, segundo as quais se pode concluir que o modelo de Freundlich foi o mais adequado para o azul de metileno, sugerindo a formação de multicamadas de material adsorvido e o modelo de Tekmin foi o mais apropriado para o cristal violeta, sugerindo a formação de uma monocamada de material adsorvido. A capacidade máxima de adsorção, segundo modelo de Langmuir, foi de 108,4 mg·g-1 para o azul de metileno e 102,0 mg·g-1 para o cristal violeta.

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  • IPEN-DOC 30088

    FALASHI, RONALDO de H. . Análise mecânica e dinâmica tridimensional de um compósito cilíndrico de fibra de carbono/epóxi em função do padrão de bobinamento / Three-dimensional mechanical and dynamic analysis of a cylindrical composite of carbon fiber/epoxy as a function of winding pattern . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-153257

    Abstract: As camadas helicoidais geradas no processo de fabricação de um compósito polimérico por bobinamento filamentar exercem um papel importante em componentes estruturais fabricadas por esse processo, pois ela é responsável em proporcionar resistência mecânica axial e a flexão a estrutura. No aspecto construtivo, o método de bobinamento cruzado, forma regiões que se assemelham a mosaicos em formato de um losango. A geração desses mosaicos, muitas vezes não são considerados nas análises de cálculo estrutural, e quando considerados, geralmente são modelados por meio de elementos de casca. Os modelos em casca permitem representar de forma satisfatória o tamanho e formato desses mosaicos, porém são incapazes de representar de maneira fidedigna as regiões de entrelaces devido as suas limitações geométricas. Neste presente trabalho foi desenvolvido um modelo numérico tridimensional micro mecânico por meio de ferramentas de elementos finitos que pudesse representar de modo mais fiel as regiões de entrelaces, além disso, foi desenvolvido um modelo em casca com as mesmas formas geométricas e configurações de camadas do modelo tridimensional a fim de verificar a diferença de tensão e deformação entre esses dois modelos, aplicando nessas estruturas um carregamento de pressão puramente radial. Foi realizado um ensaio experimental de análise dinâmica modal e uma modal numérica para verificar se existem mudanças na rigidez das estruturas quando se modifica seu padrão de bobinagem. Foi verificado que as tensões nas camadas helicoidais dos modelos tridimensionais se comportaram diferente dos modelos em casca nas regiões de entrelace, identificando-se na primeira, tensões de compressão e valores de tensões a tração superiores as dos modelos em casca. Esses resultados indicam que essas zonas são regiões propensas a iniciar falhas, o que destaca a importância das abordagens tridimensionais para o dimensionamento de estruturas com esse tipo de arranjo. Os modelos tridimensionais oferecem resultados mais confiáveis ao considerar as regiões de entrelaces, pois essas regiões podem ser propensas a falhas. Na análise modal numérica e experimental foi verificado que o comportamento dinâmico não foi alterado quando se modificaram os padrões de bobinagem.

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  • IPEN-DOC 30087

    FARIA, MARCELA E. de M. . Influência do disprósio nas propriedades magnéticas dos imãs permanentes à base de NdFeB obtidos por HD / Dysprosium influence on magnetic properties of NdFeB-based permanent magnets obtained by HD . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Luis Gallego Martinez. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-28122023-102054

    Abstract: Os ímãs de terras-raras mostraram-se importantes no desenvolvimento de dispositivos eletromagnéticos. Embora estes ímãs tenham promovido avanços, a baixa temperatura de Curie impede a utilização em altas temperaturas. Sabe-se que a adição de disprósio melhora as propriedades magnéticas, controla o tamanho do grão e aumenta a temperatura de trabalho. As pesquisas atuais focam em diminuir a quantidade de disprósio utilizada nos ímãs. Uma liga rica em disprósio foi produzida no Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT) para ser usada como aditivo nas ligas magnéticas (Nd14,1B6,1Febal e Nd8,7Dy4,9B6,1Febal), adquiridas com a Less Common Metal Ltd. Entretanto essas últimas ligas ao passarem por uma análise de raios X, constatou-se que havia a presença de ferro livre, que é deletério para as propriedades magnéticas. Foi necessário realizar tratamento térmico para que o Fe-α pudesse ser eliminado. O presente trabalho analisa a influência da variação do disprósio dentro dos ímãs (0%, 10%, 20% e 30%) e avalia a variação de outros parâmetros de processamentos, como: tempo de tratamento térmico (TT) (sem tratamento, 2,5h e 5h) e o tempo de moagem (45 min, 53 min e 60 min). As variações realizadas tinham o objetivo de verificar qual resultaria em tamanhos de grãos favoráveis para a sinterização e nas propriedades magnéticas. Melhores resultados foram obtidos com TT de 5h, moída por 60 min e com 10% de massa de Dy; obteve-se iHc = 736 k.A.m-1, Jr = 1,18 T e BHmax = 4,32 kJm-3.

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  • IPEN-DOC 30086

    FERREIRA, LUANA da S. . Efeito da hipóxia na expressão de transportadores de zinco em linhagem de adenocarcinoma renal / Effect of hypoxia on the expression of zinc transporters in renal adenocarcinoma cell line . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 47 p. Orientador: Maria Helena Bellini Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-144033

    Abstract: O carcinoma de células renais (CCR) é um tumor sólido, maligno e heterogêneo, de origem no epitélio tubular renal. Existem diversas classificações histopatológicas, sendo de maior ocorrência a de células claras (CCRcc). Seu surgimento está associado à síndrome de von Hippel-Lindau, um regulador de resposta ao estresse, divisão, morte e diferenciação celular, e a perda de sua funcionalidade faz com que a degradação do fator induzido por hipóxia (HIF) seja afetado. Por sua vez, a subunidade HIFα se torna altamente expressa devido ao microambiente tumoral hipóxico ocasionado pelo tumor sólido, uma característica importante deste tipo de tumor. HIFα superexpresso se torna um dímero junto a subunidade HIF-β no núcleo celular, ativando diversas vias favoráveis para a progressão do tumor. Zinco (Zn) é o segundo oligoelemento mais abundante do corpo humano, sendo assim, pequenas variações da sua concentração poderão afetar o ambiente celular. Os transportadores de zinco possuem papel fundamental na homeostase deste oligoelemento, os ZnTs e ZIPs possuem papéis opostos nessa regulação, mas orquestram a homeostase em conjunto. O perfil de expressão destes transportadores no adenocarcinoma renal ainda não está esclarecido, bem como o efeito da hipóxia sobre eles. Na linhagem celular imortalizada 786-0, a técnica de RT-qPCR foi capaz de verificar um aumento na expressão do RNA mensageiro (RNAm) de HIF1-α, comprovando a eficiência da técnica de indução da hipóxia. Os canais ZnT1, ZnT2 e ZIP14 apresentaram um aumento de sua expressão, enquanto os canais ZnT9, ZIP1, ZIP4 ZIP10 e ZIP11 apresentaram diminuição da expressão. Através da técnica de western blot, foi verificado um aumento do nível proteico de ZnT1 e ZIP14, e uma diminuição de ZnT9 e ZIP1. Tais resultados indicam que a hipóxia é capaz de modular os transportadores de zinco, trazendo novas perspectivas para modelos de estudos.

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  • IPEN-DOC 30085

    FLORES, JOAO P. de O. . Caracterização do espectro de nêutrons na posição de irradiação da estação pneumática do reator IEA-R1 para utilização do método k0-INAA / Characterization of the neutron spectrum at the irradiation position of the pneumatic station of the IEA-R1 reactor for the use of the k0-INAA method . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 112 p. Orientador: Renato Semmler. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-28122023-100431

    Abstract: O Laboratório de Análise por Ativação com Nêutrons (LAN-IPEN) vem analisando amostras de diferentes matrizes, geológicas e biológicas, tais como rochas, solos, sedimentos, conchas, cabelos entre outras, há vários anos, empregando o método comparativo de análise por ativação com nêutrons. Este trabalho apresenta os resultados obtidos através da utilização de um método de padronização (k0-INAA) para a análise dessas amostras. A razão do fluxo de nêutrons térmicos-epitérmicos f e o fator α da distribuição de fluxo de nêutrons epitérmicos do reator IEA-R1 do IPEN foram determinados na estação pneumática de irradiação. Para obter esses valores, foi utilizado o método "bare triple monitor" com 198Au - 97Zr - 95Zr. Para avaliar sua reprodutibilidade, foi analisada a variação temporal desses parâmetros, sendo a validação efetuada por meio de irradiações de materiais de referência de origem geológica G-S-N (granito) e biológica INCT-MPH-2 (mix de ervas). Os resultados obtidos para f e α mostram que tais valores são reprodutíveis e são compatíveis entre si, segundo a distribuição normal gaussiana para até 1 desvio padrão de confiança. Os resultados obtidos para os elementos detectados nas amostras concordam com os valores recomendados, com erros relativos (bias) menores que 10%, exceto no caso do Mn no G-S-N (16,3%). Estes resultados indicam que é possível viabilizar o uso desse método de forma rotineira para os pesquisadores do LAN-IPEN, para análise de amostras geológicas e biológicas.

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  • IPEN-DOC 30084

    GOMES, JERONIMO M. . Desenvolvimento do Programa da Garantia da Confiabilidade em uma planta nuclear brasileira subsidiado por um modelo de Confiabilidade, Disponibilidade e Manutenibilidade / Development of the Reliability Assurance Program for a Brazilian nuclear power plant subsidized by a Reliability, Availability and Maintainability model . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-142525

    Abstract: O principal objetivo deste trabalho é implementar de uma metodologia para o desenvolvimento de um Programa de Garantia da Confiabilidade (PGC) específico para uma instalação nuclear experimental PWR em implantação no Brasil, através da análise da instalação experimental e do desenvolvimento de um PGC preliminar subsidiado por um modelo de Confiabilidade, Disponibilidade e Manutenibilidade (RAM, do inglês Reliability, Availability and Maintainability). Para isso, é realizada uma ampla pesquisa bibliográfica nos bancos de dados da área nuclear disponíveis, além do estudo de uma avaliação realizada no sistema de remoção de calor de decaimento de longo prazo durante uma parada para reabastecimento da planta experimental estudada, cujos dados foram usados para aplicação do PGC. Os passos necessários para aplicação do PGC desenvolvido são seguidos, usando-se os dados da avaliação do sistema da planta estudada, resultando em uma lista de componentes de risco significativo para o PGC, que têm uma influência importante no potencial de garantia de segurança, para os quais o objetivo do PGC deve ser garantir que o risco não aumente e proteger contra a deterioração do desempenho (manutenção e capacidade de manutenção aprimoradas e tempo fora de serviço minimizado). Destes últimos, foram identificados os que têm uma influência importante também no potencial de redução de risco, sendo que o objetivo do PGC para eles deve ser tornar o risco presente menor e receber a maior atenção na busca de possíveis melhorias.

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  • IPEN-DOC 30083

    KOBAYOSHI, MARCELO . Desenvolvimento de equipamento para a medição automatizada de placas combustíveis através de sensores baseados em codificadores lineares por transmissão fotoelétrica / Development of equipment for the automated measurement of fuel plates using sensors based on linear photoelectric transmission encoders . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 265 p. Orientador: Michelangelo Durazzo. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05102023-151147

    Abstract: Atualmente, no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), as dimensões de espessura das placas de combustíveis são controladas em 21 pontos pré-estabelecidos, por meio da utilização de micrômetros externos manuais com arco profundo, fusos não rotativos e batentes de medição chanfrados. Esse procedimento acarreta a inclusão do fator humano no processo de medição, o que pode impactar negativamente na confiabilidade dos resultados obtidos e na garantia da integridade superficial das placas. No presente trabalho é proposto um método de controle de espessura das placas combustíveis, que motivou o desenvolvimento de um sistema de medição, materializado pela construção de um novo equipamento, composto por mecanismos automatizados de movimentação, captura, transcrição e processamento dos dados. Por meio dos resultados obtidos, evidenciou-se a adequabilidade do sistema de medição desenvolvido e da concepção e qualidade estrutural do equipamento construído, comprovando seu potencial para o aumento da confiabilidade metrológica nos processos de controle dimensional das placas combustíveis.

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  • IPEN-DOC 30082

    KOTANI, PALOMA O. . Utilização do TiO2-Diatomito em processos de fotodesinfecção em águas contaminadas por bactérias / Utilization of TiO2-Diatomite in photodisinfection processes for bacteria-contaminated water . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Nilce Ortiz. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-24082023-145022

    Abstract: A água é essencial para a existência da vida, e um direito fundamental para o ser humano. Porém, sua qualidade e disponibilidade são reduzidas por atividades humanas no meio ambiente. Atualmente ainda existem muitos territórios sem saneamento básico ou com instalações para fornecimento de água precárias que favorecem o contato da população com águas contaminadas por microrganismos, como a bactéria Escherichia coli (E. coli), acarretando uma série de doenças e problemas de saúde pública. O fornecimento de água de qualidade para a população é um dos principais objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU), sendo o Brasil um dos signatários. Devido à preocupação com a saúde pública e saneamento básico, torna-se necessário o estudo e desenvolvimento de tecnologias econômicas e ecologicamente viáveis para a desinfecção de corpos d'água contaminados, como os processos oxidativos avançados (POA). O estudo teve como objetivo a avaliação do material fotocatalisador dióxido de titânio (TiO2) sintetizado com o biotemplate diatomito (Dt) em processos de fotodesinfecção solar em amostras com E. coli e de água de lavagem de máquinas de lavar roupa doméstica. Após a síntese do TiO2-Dt preparado com 0,05 g de Dt, foi realizada a análise da estrutura cristalina por Difratometria de raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análise térmica (TGA), análise de área superficial por BET, e determinação do potencial zeta. Os experimentos de fotodesinfecção foram realizados em uma câmara solar sob condições controladas, empregando lâmpadas solares incandescente e LED, e foram realizados experimentos na área externa do laboratório, com exposição à radiação do Sol. Todas as coletas das amostras foram realizadas alterando-se o tempo de exposição à radiação, de 60 a 180 minutos. O material sintetizado apresentou estrutura cristalina correspondente ao TiO2 na forma anatase e manteve a microestrutura característica do diatomito, com elevada área superficial (217 m.g-1) e carga negativa predominante nas partículas. Os ensaios com inóculo da bactéria E. coli apresentaram inativação bacteriana no processo de fotodesinfecção após 60 minutos de radiação, em amostras contendo 0,5 g/L de TiO2-Dt. Os ensaios realizados com amostras de água de lavagem apresentaram desinfecção no primeiro tempo de coleta, após 30 minutos sem exposição à radiação, com porcentagem de inativação bacteriana acima de 90%. Após a otimização dos parâmetros de processo, diminuindo-se o tempo de coleta e sem a agitação prévia no escuro, foi possível verificar a fotodesinfecção de amostras com água de lavagem contendo 0,05 g de TiO2-Dt, com porcentagem de inativação acima de 96%. Os resultados obtidos no estudo cinético apresentaram uma regressão curvilínea com a presença de uma cauda ou ombro, indicando maior correspondência com o modelo de Hom. Os experimentos realizados sem luz, sob as mesmas condições e parâmetros, apresentaram crescimento bacteriano em todo tempo, confirmando o processo de fotodesinfecção e evidenciando a importância da presença da radiação solar no processo. Estes resultados permitiram também a verificação da baixa toxidez do material TiO2-Dt, confirmando tratar-se de um processo com geração de radicais livres desinfetantes. O estudo apresentou resultados promissores para o desenvolvimento acessível e eficiente de fotoesterilização de águas contaminadas por microrganismos, empregando a energia solar, abundante em todo território nacional.

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  • IPEN-DOC 30081

    KRUSCHE, FELIPE B. . Aplicação de Inteligência Artificial na otimização e análise de incertezas em materiais compósitos laminados / Application of Artificial Intelligence in the optimization and uncertainties analysis in laminated composite materials . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-101528

    Abstract: O desenvolvimento de materiais com propriedades especiais para atender aos requisitos de projetos de alto desempenho tem impulsionado o uso de materiais compósitos devido às suas propriedades mecânicas superiores e baixo peso. Personalizar esses materiais para atender requisitos específicos do projeto apresenta desafios na busca pela combinação ideal de parâmetros. Além disso, a fabricação em larga escala dessas estruturas enfrenta variabilidades devido à imperfeições no processo. Para lidar com essas incertezas, há interesse em desenvolver métodos de otimização robustos que considerem as incertezas no projeto e nos parâmetros. Esse estudo desenvolveu uma metodologia e uma ferramenta computacional capazes de otimizar materiais compósitos laminados, levando em consideração as incertezas relacionadas às suas propriedades. O método permite reduzir o tempo e o custo em projetos de estruturas que utilizem esses materiais, além de fornecer informações sobre a resposta dessas estruturas diante de incertezas e demandas específicas da aplicação. A metodologia desenvolvida combina duas técnicas de inteligência artificial com um programa de análise estrutural. Essa abordagem busca identificar as estruturas mais adequadas entre uma ampla gama de possibilidades, considerando também a possível influência das incertezas nos parâmetros de projeto e na aplicação sobre as estruturas otimizadas. Algoritmo Genético e a Lógica Fuzzy são utilizados para otimizar e analisar as incertezas das estruturas, enquanto um Programa de Análise Estrutural (PAE), baseado em métodos de elementos finitos, fornece as respostas mecânicas das estruturas. Os resultados obtidos pelo PAE foram comparados com trabalhos já publicados e realizaram-se avaliações sobre os deslocamentos e tensões apresentados pelas estruturas quando submetidas a forças externas para casos lineares e não-linearidades, com grandes deslocamentos. Os resultados obtidos foram comparados com trabalhos publicados anteriormente, incluindo o método fechado de Navier baseado na Teoria da Deformação Cisalhante de Terceira Ordem (TSDT) e a Teoria de Deformação de Cisalhamento Hiperbólico Inverso (IHSDT), reconhecidos por sua precisão. Os deslocamentos calculados pelo programa apresentaram um desvio médio de apenas 1,22% em relação aos valores encontrados na literatura. Essa diferença tende a ser ainda menor em placas mais finas e com um maior número de camadas. Quanto às tensões, a diferença média foi inferior a 1%. Portanto, conclui-se que o modelo desenvolvido demonstra uma excelente precisão ao estimar os deslocamentos e as tensões nas estruturas, principalmente em placas finas compostas por um grande número de lâminas. A otimização utilizando Algoritmo Genético para encontrar as estruturas de menor peso e menor deslocamento vertical de uma placa composta por oito lâminas simétricas apresentou um alto desempenho computacional, com uma probabilidade superior a 95% de encontrar todas as combinações ótimas em uma única execução. O algoritmo analisou um espaço de busca com 65.536 combinações possíveis para o laminado e foram identificadas 251 estruturas ótimas, formando o conjunto conhecido como Ótimo de Pareto. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia desenvolvida é robusta e eficiente, especialmente em situações em que as informações sobre os materiais e sua aplicação são vagas ou imprecisas. Isso evidencia o potencial dessa abordagem para lidar com problemas complexos de projeto de estruturas compósitas.

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  • IPEN-DOC 30080

    LIMA, DANIELE de A.V. . Caracterização de substrato e de biocarvão derivado de resíduo madeireiro / Characterization of substrate and biochar derived from wood residue . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 126 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-13112023-131537

    Abstract: Biocarvão é um potencial aditivo para o solo agrícola e pode ser usado como um material adsorvente ecológico e econômico em outras aplicações como, por exemplo, substratos usados em cultivos de telhado verde. As propriedades do biocarvão são influenciadas por diversos parâmetros tecnológicos, principalmente a temperatura da pirólise e a matéria-prima, e esta diferenciação pode levar a produtos com uma ampla gama de características. O biocarvão pode ser considerado como um sequestrador de carbono devido a sua elevada estabilidade, bem como pode ser empregado como material adsorvente na remediação de água. No presente estudo, foi avaliada a adição de biocarvão derivado de resíduo madeireiro em substrato utilizado em telhados verdes. Na primeira etapa do estudo, determinou-se a concentração de nutrientes e do íon sulfato presentes no lixiviado após contato do substrato, contendo 14% em massa de biocarvão, com água de chuva. Na segunda etapa do estudo foram realizadas diversas caracterizações do biocarvão e do substrato, tais como químicas, físicas, hídricas, presença de grupos funcionais, entre outras. Os resultados encontrados indicaram que o biocarvão possui características apropriadas para ser aplicado como componente de substratos, pois apresenta estrutura porosa e capacidade de adsorção, além de adequadas propriedades físico-hídricas. Além disso, a gestão do biocarvão obtido a partir de resíduo agrícola pode contribuir para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentáveis quando usado em alternativas sustentáveis como o telhado verde.

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  • IPEN-DOC 30079

    LIMA, CAROLINE S.A. de . Desenvolvimento de hidrogéis biodegradáveis e mucoadesivos para a liberação controlada de drogas para o tratamento de câncer de bexiga / Development of biodegradable and mucoadhesive hydrogels for the controlled release of drugs in the bladder cancer treatment . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-24082023-081733

    Abstract: O câncer de bexiga é o décimo tipo de carcinoma mais comum no mundo e representa cerca de 2.1% das mortes por câncer. O tratamento do câncer de bexiga se dá, primeiramente, por uma ressecção transuretral para a remoção do tumor visível, seguida por quimioterapia intravesical, de acordo com o estágio da doença. Entretanto, a instilação de medicamentos na bexiga humana apresenta alguns desafios, dentre os quais se destacam a permeação do ativo no urotélio - que é um tecido altamente impermeável - e o tempo de residência desse fármaco, que é limitado devido à presença da urina que acaba o diluindo e lavando-o completamente. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi desenvolver estratégias para aumento da adesão, permeação e tempo de residência da terapia intravesical por meio da aplicação de hidrogéis mucoadesivos para administração de quimioterápicos como o cloridrato de gencitabina. A papaína, uma enzima proteolítica capaz de quebrar pontes peptídicas presentes nas glicoproteínas que compõem a mucina, foi adicionada aos géis com o intuito de favorecer a permeação do quimioterápico. Neste trabalho foi proposta a utilização dos polímeros goma gelana, CMC (carboximetilcelulose) e PVA (polivinil álcool) para o preparo dos hidrogéis em virtude de propriedades como ausência de toxicidade, elevada biocompatibilidade e biodegradabilidade. Os hidrogéis foram estudados e avaliados em relação à sua mucoadesividade e comportamento reológico. Também foram analisadas possíveis interações entre o ativo e as matrizes. Ensaios biológicos preliminares foram realizados visando fornecer conhecimento específico sobre a biocompatibilidade do material, a fim de investigar a segurança para um futuro uso clínico. As formulações apresentaram resultados promissores, com capacidade de mucoadesão, retenção no urotélio e interação com a mucina presente na mucosa da bexiga. A liberação do ativo foi sustentada por até 8 horas, prolongando de forma significativa o tratamento atualmente disponível que, de maneira geral, se limita ao tempo em que é possível evitar a micção do paciente. A permeabilidade das formulações também foi aumentada na presença da papaína. Além disso, as formulações apresentaram comportamento reológico pseudoplástico e, portanto, adequado para aplicação intravesical. Os ensaios de biocompatibilidade mostraram baixa ou nenhuma citotoxicidade e não irritabilidade por parte das formulações, indicando potencialidade para futuros estudos pré-clinicos. Desta forma, as formulações propostas podem representar uma alternativa de tratamento associado a uma melhor qualidade de vida aos pacientes.

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  • IPEN-DOC 30078

    MARINHO, THAYNA C. . Desenvolvimento de rotas eletroquímicas para separação seletiva e de alto rendimento de iodo-131 para aplicação como radiofármaco / Development of electrochemical routes for selective and high-yield separation of iodine-131 for application as a radiopharmaceutical . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-13112023-124103

    Abstract: O iodo-131 é um radiofármaco produzido no Brasil pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) desde 1959. É utilizado, por exemplo, no tratamento do câncer de tireoide e Doença de Graves. A produção deste radiofármaco atualmente é realizada por meio da irradiação de alvos de telúrio e atende somente a 60% da demanda nacional, tornando necessária a importação do restante. O Reator Multipropósito Brasileiro é um projeto que pretende suprir a demanda nacional de iodo-131 a partir da obtenção do radiofármaco por meio de reações de fissão de urânio-235. No entanto, para ser utilizado como radiofármaco é preciso que esteja separado de interferentes e com elevada pureza. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi utilizar um método eletroquímico para realizar a separação do iodo de espécies interferentes como molibdênio, telúrio e rutênio, que são espécies presentes no produto de fissão de urânio. Esta separação torna-se possível visto que o íon iodeto é capaz de sofrer reação de oxidação formando iodo molecular em sua forma gasosa, separando-se das espécies interferentes que se mantém em meio aquoso. Inicialmente foi utilizada a técnica de voltametria cíclica para identificar o comportamento eletroquímico de cada elemento, assim como o potencial de oxidação do iodo e dos demais interferentes. Após esta etapa, a separação do iodo foi realizada comparativamente por duas técnicas: i) cronoamperometria - salto de potencial e ii) cronoamperometria - onda quadrada, variando temperatura, pH da solução e concentração dos elementos a serem separados. Os estudos indicaram que a separação de iodo por meio de técnicas eletroquímicas é viável, resultando em até 45,15% de rendimento em pH 5, 40ºC e 0,001 mol/L, utilizando a cronoamperometria - onda quadrada, destacando-se como um método inovador, com etapa de separação única e menor geração de resíduos. A separação pôde ser realizada, ainda que resultando em menores rendimentos, em pH 8, principalmente na temperatura de 25 ºC e concentração de 0,001 mol/L, utilizando cronoamperometria - salto de potencial, resultando em 28,82% de rendimento.

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  • IPEN-DOC 30077

    MORAIS, PAULO J.D. de . Investigação teórica dos fenômenos da propagação atmosférica de feixes de laser de alta potência / Theoretical investigation of the propagation phenomena of high power laser beams . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Wagner de Rossi. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-152137

    Abstract: Este trabalho visa o desenvolvimento de uma formulação analítica e modelagem computacional da propagação de feixe de lasers contínuos de alta potência (HEL) através da atmosfera. São estudados os principais fenômenos que degradam a propagação, thermal blooming e cintilação. Para tanto, uma solução numérica acoplada foi feita usando as equações de Navier-Stokes de conservação de massa, momento e energia, a equação paraxial e um modelo de tela de fase para representar a turbulência óptica. O efeito thermal blooming é modelado através do acoplamento entre o sistema de equações de Navier- Stokes e a equação paraxial. Já a turbulência óptica é realizada através de um esquema de tela de fase que engloba alterações das flutuações de temperatura de forma estocástica, respeitando uma distribuição espectral baseada na teoria de Kolmogorov, para a faixa de turbulência isotrópica. Os resultados numéricos são apresentados variando parâmetros tais como: potência do laser, nível de turbulência e diâmetro do laser. Estas variações são realizadas alterando-se os números adimensionais que constituem as equações da fluidodinâmica.

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  • IPEN-DOC 30076

    MOURA, ALCEU J. dos S. . Avaliação da influência da subcamada viscosa na estabilidade mecânica de placas de elementos combustíveis em condições de escoamento axial por meio de simulações numéricas FSI / Evaluation of the influence of the viscous sublayer on the mechanical stability of fuel plates under axial flow conditions through numerical FSI simulations . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 62 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-095619

    Abstract: Este trabalho visa a investigação da influência da subcamada viscosa na estabilidade mecânica de placas de elementos combustíveis em condições de escoamento axial por meio de simulações numéricas de Interação Fluido Estrutura (Fluid Structure Interaction -FSI) de duas vias. A metodologia adotada é a proposta por Mantecón (MANTECÓN, 2019), que observou uma transição de comportamento linear para não linear entre a máxima deflexão das placas em seu bordo de ataque com o quadrado da velocidade do fluido refrigerante no canal. A velocidade em que se identifica a transição é a velocidade crítica (Vc). A fim de verificar a influência da subcamada viscosa, o domínio CFD foi discretizado desde o início de sua camada limite. Como essa abordagem encarece sobremaneira o custo computacional, foram utilizadas condições de contorno de simetria, onde as características geométricas e de carregamento permitiram. Além desta abordagem, optou-se por investigar a capacidade de se resolver o problema FSI em regime permanente. Os resultados obtidos confirmaram que a modelagem da camada limite é suficiente para se determinar a velocidade crítica. Além disso, sugere-se também que a abordagem em regime permanente, com a aplicação de condições de contorno de simetria sempre que possível, pode ser utilizada para prevenir a ocorrência de falhas devido à deflexão estática no projeto de novos elementos combustíveis. Isso forneceria suporte aos métodos tradicionais.

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  • IPEN-DOC 30075

    PASSOS, RUBENS de O. . Simulação matemática e viabilidade técnica da instalação de sistemas solares flutuantes em reservatórios de hidrelétricas no Brasil / Mathematical simulation and technical feasibility of floating solar systems installation in hydroelectric power reservoirs in Brazil . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 142 p. Orientador: Nilce Ortiz. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-28122023-105610

    Abstract: Para atender a demanda crescente de energia deve se buscar o aumento da oferta com compromisso de geração de energia limpa e renovável, visando à redução da emissão dos gases de efeito estufa. No Brasil a matriz elétrica é predominante hidráulica, e o nível de volume útil dos reservatórios tem se mostrado com tendência de redução da capacidade de armazenamento ao longo dos anos. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de operação de Usina Fotovoltaica Flutuante (UFVF), em sistema híbrido com Usina Hidrelétrica (UHE), tomando como referência a Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, com possível compreensão de outros reservatórios e situações similares. Utilizando a base de dados de órgãos governamentais foi realizado o levantamento da produção diária de energia hídrica e vazão correspondente da Usina Hidrelétrica selecionada. O software PVsyst foi utilizado como ferramenta de simulação para geração de um potencial de 480MWp de energia fotovoltaica. A modelagem matemática foi realizada com o software MATLAB, analisando 12 cenários para distribuição racional da produção de energia elétrica, considerando a operação hibrida da Usina Hidrelétrica (UHE) e Usina Fotovoltaica Flutuante (UFVF). Os dados obtidos neste estudo, nos diferentes cenários analisados, mostram uma redução mensal média de 6% na geração de energia por fonte hídrica e 7% do volume de água turbinada, viabilizando a produção de energia elétrica da Usina Fotovoltaica Flutuante como reserva de energia hídrica, e contribuição na redução de CO2 atmosférico, evitando a emissão de 47.831 tCO2/ano. A avaliação financeira considerando os equipamentos usados na plataforma flutuante, mostra um custo de R$ 4,15/Wp para implantação da Usina Solar Fotovoltaica Flutuante e R$ 3,52/Wp de mesma capacidade no solo, ainda assim a Usina Fotovoltaica Flutuante é vantajosa, devido utilizar o lago do reservatório para instalação dos painéis fotovoltaicos, não necessitando adquirir grandes áreas, e ainda com a possibilidade de utilizar o sistema de transmissão de energia existente da Usina Hidrelétrica.

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  • IPEN-DOC 30074

    PRADO, ADELK de C. . Potência gerada por decaimento de produtos de fissão e de ativação em elementos de combustível irradiados no reator IEA-R1 / Decay heat power generated by fission and activation products in irradiated fuel assemblies of the IEA-R1 reactor . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 106 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-06102023-090921

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo a avaliação experimental da potência gerada por decaimento de produtos de fissão e de ativação em elementos combustíveis irradiados no reator IEA-R1. O calorímetro IPEN foi desenvolvido para atender a essa aplicação. Um modelo teórico foi proposto para representar o arranjo experimental utilizado. O modelo foi formulado com base no princípio da conservação da energia. Os elementos combustíveis EC214, EC210 e EC207 foram submetidos a experimentos calorimétricos enquanto apresentavam tempos de decaimento variando entre 22 horas e 1043 dias e razões de queima de combustível variando entre 36% e 45% em relação à massa inicial de U-235. Em cada caso a potência de decaimento foi avaliada entre a mínima de 4,1 W e a máxima de 88 W. As incertezas foram avaliadas dentro dos limites de ±5%. O calorímetro IPEN foi utilizado na piscina do reator sem apresentar falha que impedisse a realização dos experimentos, por isso seu desempenho foi considerado suficiente. Os resultados obtidos são consistentes e reprodutíveis dentro dos respectivos limites de incerteza. A precisão dos resultados obtidos foi considerada suficiente para fundamentar conclusões a respeito das diferenças entre a potência de decaimento determinada experimentalmente e a potência inferida a partir dos dados de operação do reator.

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  • IPEN-DOC 30073

    ROCHA, PEDRO H. do N. . Modelo numérico para cálculo de Transitórios Hidráulicos com escoamento bifásico e Interação Fluido-Estrutura / Numerical model for calculation of Hydraulic Transients with two-phase flow and Fluid-Structure Interaction . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Marcelo da Silva Rocha. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-153048

    Abstract: Este trabalho apresenta um modelo numérico para a solução de transitórios hidráulicos com escoamento bifásico e interação fluido-estrutura em um sistema formado por reservatório, tubulação reta e válvula de saída. Uma ampla análise da literatura sobre o fenômeno é realizada, com foco nos transitórios em tubulações com escoamento bifásico homogêneo do tipo gás-líquido, considerando-se a interação fluido-estrutura entre fluido e tubulação, com um grau de liberdade. Soluções matemáticas e numéricas são analisadas e propostas para a correta captura dos fenômenos físicos associados ao atrito entre a tubulação e o fluido, à compressibilidade e à celeridade do fluido, que são variáveis em escoamentos bifásicos, e às perturbações geradas pela interação fluido-estrutura. A solução proposta para o modelo considera a atuação simultânea destes fenômenos. O modelo numérico desenvolvido tem como base a solução do modelo matemático formado por um sistema de quatro equações diferencias parciais derivadas para o fluido e para estrutura partindo da conservação da massa, do balanço de momento linear e da lei de Hooke, em que são implementadas as adequações necessárias nas equações fluido-estruturais e nos coeficientes matemáticos não lineares para a solução do escoamento compressível e bifásico em questão. As metodologias clássica e de aceleração instantânea são selecionadas para a implementação do atrito entre fluido e tubulação no modelo. A modelagem matemática para a solução das equações do problema utiliza o método das características e aplica-se diferenças finitas, com posterior integração numérica, podendo-se optar por um procedimento iterativo para a solução. A validação dos resultados é obtida com base em comparações com dados experimentais e analíticos. Apresenta-se uma análise de resultados para diferentes configurações do modelo desenvolvido, variando-se a condição de fechamento da válvula de saída do escoamento, o termo de atrito entre o escoamento e a tubulação e o número de iterações.

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  • IPEN-DOC 30072

    ROMANO, FERNANDO C. . Simulação numérica e análise modal para diodos laser de listra simples e técnica experimental para medição de sua estrutura de modos transversais / Numerical simulation tool and experimental setup for measuring the modal structure of a broad area semiconductor laser diode . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 86 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-120456

    Abstract: Um modelo computacional de simulação de um diodo laser de listra simples de ampla área de semicondutor (BALD) e de emissão multimodo transversal está construído e produzindo os modos de oscilação esperados à medida que sua corrente direta é bombeada em sua heterojunção. Para verificar e qualificar a consistência deste modelo, um ensaio experimental foi executado com o objetivo de identificar-se os modos transversais através de uma técnica de batimento de frequências no espectro de RF. Um analisador de espectro realizou a medição dos sinais emitidos pelo BALD empregando-se o método da transformada rápida de Fourier (FFT).

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  • IPEN-DOC 30071

    SANTOS, FABIO L. dos . Avaliação de diferentes substratos de eletrodos de difusão de gases na durabilidade de células a combustível do tipo PEM / Evaluation of different substrates of gas diffusion electrodes on the durability of PEM fuel cells . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-24082023-141453

    Abstract: O objetivo deste trabalho é analisar a durabilidade de células a combustível do tipo membrana de troca de prótons (PEMFC) empregando três diferentes substratos, também é conhecido como eletrodo de difusão gasosa (EDG) ou, em inglês, gas difusion layer (GDL): papel de carbono, tecido de carbono do tipo ELAT e com camada microporosa. Cada tipo de substrato é empregado na fabricação da PEMFC e, juntamente com a camada catalítica e a membrana trocadora de prótons (eletrólito), é responsável pela durabilidade da célula. Foram realizados testes de durabilidade de longa duração, para estudo da célula em aplicações estacionárias, e testes de estresse acelerado, para análise em aplicações automotivas e portáteis. Este último possui vários protocolos de teste, cada qual avalia um determinado componente da célula, considerando o tema deste trabalho, foi selecionado o teste que avalia as perdas de desempenho devido degradação da camada catalítica (lixiviação, oxidação, aglomeração) sobre o substrato em análise. Os resultados das taxas de degradação dos testes de durabilidade de longa duração foram 25 μV•h-1 para o substrato de tecido de carbono, 121 μV•h-1 para o substrato com camada microporosa e 1.240 μV•h-1 empregando papel de carbono. Nos testes de estresse acelerado essas taxas foram 0,1 μV•h-1 para tecido carbono, 9,44 μV•h-1 para a camada microporosa e 78,7 μV•h-1 para o papel de carbono. A melhor durabilidade foi observada na célula empregando o tecido de carbono como substrato.

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  • IPEN-DOC 30070

    SANTOS, NOEMY R. . Caracterização espectroscópica de adenocarcinoma mamário cultivado em 3D submetido à radiação de baixa energia / Spectroscopic characterization of 3D-cultured breast adenocarcinoma subjected to low-energy radiation . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Daniel Perez Vieira. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10112023-173648

    Abstract: O câncer de mama é a neoplasia que mais acomete mulheres no Brasil e no mundo. Seu diagnóstico precoce é realizado através da mamografia a cada dois anos por mulheres entre 50 a 69 anos de idade. Comparada a outras modalidades de radiodiagnóstico, a mamografia utiliza feixes de radiação de baixas doses e baixa energia. Neste trabalho buscou-se investigar a relação entre efeitos induzidos pela radiação de baixa energia e o surgimento de danos nos tecidos mamários. Realizou-se a caracterização espectroscópica de um modelo tridimensional de adenocarcinoma mamário, desenvolvido através da cultura celular da linhagem MCF7, a partir da técnica de sobreposição líquida. A irradiação foi realizada com a qualidade de um feixe mamográfico com parâmetros e critérios de qualidade implantados no sistema Pantak/Seifert, com rastreabilidade ao laboratório primário alemão, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Um conjunto de amostras não irradiadas também foi utilizado para fins de comparação. Para a caracterização dos aglomerados, foram utilizadas as técnicas de fluorescência "steady state" capaz de avaliar a alteração nos espectros de emissão dos principais fluoróforos presentes na amostra, e a técnica de espectroscopia Raman capaz de detectar alterações nas vibrações moleculares, indicando alterações ocasionadas pela radiação ionizante. Os resultados obtidos mostram que as técnicas foram altamente sensíveis para detectar alterações importantes no triptofano, colágeno, elastina, NADH (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo), FAD (Flavina Adenina Dinucleotídeo), polissacarídeos, glicogênio, ácidos nucleicos, grupo fosfato, proteínas e lipídeos. As modificações encontradas revelam associações importantes com a agressividade e a expansão metastática tumoral, metabolismo energético, radiorresistência e tecido de origem da linhagem tumoral em estudo.

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  • IPEN-DOC 30069

    SANTOS, THIAGO A. dos . Otimização de parâmetros do núcleo do reator IEA-R1 utilizando o algoritmo de enxame de partículas / Optimization of IEA-R1 reactor core parameters using particle swarm algorithm . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 115 p. Orientador: Frederico Antônio Genezini. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05102023-155400

    Abstract: O problema da otimização de recarga (POR) de um reator nuclear consiste na determinação de uma configuração do núcleo tal que, respeitados os parâmetros de projeto e segurança, os valores obtidos sejam os melhores possíveis para determinadas grandezas estudadas. Em decorrência de sua não-linearidade e de um grande número de soluções possíveis (na ordem de n!, onde n é o número de elementos combustíveis presentes no núcleo), trata-se de um problema do tipo NP-difícil. Este trabalho buscou resolver o POR para o reator nuclear de pesquisa IEA-R1, localizado na cidade universitária, em São Paulo. Para solucioná-lo, foi criado um código em ambiente FORTRAN 90, que por meio da meta-heurística de enxame de partículas (Particle Swarm Optimization - PSO) integrada aos programas utilizados na metodologia de cálculos neutrônicos e termohidráulicos, com a finalidade de encontrar a melhor solução possivel, dentro de uma combinação de casos e particulas para o código. Para garantir a inexistência de duplicidade de resultados, o método das chaves aleatórias (Random Keys - RK) foi utilizado para codificar cada posição dos elementos combustíveis. Uma função objetivo foi determinada a partir das seguintes grandezas: a constante de multiplicação k (KEFF) e o fluxo de nêutrons (ambas maximizadas), o pico de potência e a variância da distribuição da densidade de potência (ambas minimizadas). Foi feita também a busca pela configuração com a menor variância, com o intuito de garantir uma distrbuição de potência mais estável ("Flat") ao longo do núcleo. Foram estudados casos com um número p de partículas tal que p = 20,30,40,50 e t iterações, sendo t = 500, 1000, 1500. Em um primeiro momento todos os casos são estudados e as duas melhores configurações (p = 30, t = 1500 e p = 50, t = 1500) são escolhidas e comparadas com a configuração 260. O código se mostrou capaz de determinar melhores configurações dentro dos parâmetros estabelecidos e respeitando os limites de temperatura.

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  • IPEN-DOC 30068

    SILVA, ANA C.C. da . Criação de um protótipo objeto simulador para o controle de qualidade de algoritmos de segmentação óssea para o uso em softwares de pós processamento tomográfico / Creation of an object simulator prototype for quality control of bone segmentation algorithms for use in tomographic post-processing software . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-04102023-162007

    Abstract: A Inteligência Artificial (IA) tornou-se um dos temas mais relevantes e sua influência é significativa na prática da medicina, incluindo a radiologia médica. Muito do sucesso da IA nas últimas décadas pode ser atribuído aos avanços no poder de computação em combinação com uma melhor compreensão dos aspectos teóricos da IA e dos algoritmos implementados. As imagens de raios X são baseadas na absorção dos raios X à medida que passam por diferentes partes do corpo do paciente. Dependendo da quantidade absorvida em um determinado tecido, como músculo ou pulmão, uma quantidade diferente de raios X passará e sairá do corpo. A quantidade de raios X absorvida contribui para a dose de radiação para o paciente. A tomografia computadorizada (TC), por outro lado, fornece uma forma de imagem humana seccional. A imagem de corte transversal é usada para uma variedade de propósitos diagnósticos e terapêuticos. Em 2020, Höeschen apontou que os métodos de reconstrução de imagem baseados em algoritmos de IA, ou seja, software de pós processamento, oferecem muitas possibilidades para otimizar os conjuntos de dados de imagens tridimensionais. No entanto, surgiram dúvidas sobre a confiabilidade, portanto uma avaliação adequada é absolutamente necessária. A falta de testes de controle de qualidade de IA no cenário mundial vai além da questão legal e acadêmica, pois implica em uma discussão relevante sobre a responsabilidade ética dos provedores de tecnologia. Em software de pós processamento avançado e modelos de IA, a lacuna existente cria alto risco para a prática clínica; assim testes de controle de qualidade são necessários antes do uso generalizado. Os dados utilizados nesta pesquisa provieram dos valores biológicos da literatura e os testes de aquisição de imagens foram apenas em materiais miméticos ao sistema biológico. Foi desenvolvido um objeto simulador com técnicas de impressão 3D que mimetiza a dureza e densidade do osso humano, com materiais como resina, polímeros e o mais novo material PolyJet da empresa Stratasys lançado em junho de 2022, o RadioMatrix, que possui valores de -30 a 1000 unidades de Hounsfield. Os resultados destacaram a análise do gráfico de superfície, escala de Hounsfield, resolução espacial, precisão geométrica e o uso de algoritmos de segmentação óssea com as técnicas Thresholding, Measurement Space e Automatic bone. O objeto simulador promissor foi desenvolvido com o material RadioMatrix. Ficou evidente que os modelos de IA disponíveis no mercado carecem do conceito EXAI, que é uma inteligência artificial explicável. A explicabilidade em IA, também conhecida como interpretabilidade, refere-se à capacidade de um modelo de aprendizado de máquina fornecer uma explicação para as decisões que toma. Com os testes realizados foi possível estabelecer o comportamento das diferentes técnicas de segmentação. A regra prioritária para a segmentação óssea após as análises, foi a tomada de decisão dos algoritmos baseada na densidade e valores da unidade Hounsfield, ou seja, no treinamento desses modelos não foi agregado à forma e características específicas do osso. O exemplo da segmentação automática da peça em forma de raio, evidenciou que não houve um treinamento prévio desse tipo de estrutura, pois não temos esse formato de osso no corpo humano e mesmo assim o algoritmo de IA realizou a segmentação devido à familiaridade com densidade do material. A presente pesquisa cumpriu o objetivo de criar uma metodologia para validar modelos de IA para segmentação óssea para tomografia computadorizada, desenvolvendo um objeto simulador e oferecendo controle de qualidade sem dependência humana para as análises, garantindo ferramentas explicáveis e concorrência justa entre os fornecedores das soluções médicas.

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  • IPEN-DOC 30067

    SILVA, FABIO F.A. da . Evaluation of MCP anticancer activity using molecular imaging / Avaliação da atividade anticâncer de MCP utilizando imagem molecular . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 158 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-24082023-114509

    Abstract: MCP is a polysaccharide found abundantly in the plant's primary wall and shows activity in several areas of the food industry and nutrition, serving in food production, improving intestinal flow, reducing cholesterol, and being an important nutritional compound. MCP can also act as an anti-tumorigenic molecule in several types of tumors, in addition to avoiding chemoresistance, modulating the immune system, and preventing renal disease caused by radiotherapy and chemotherapy in cancer treatments. This study was divided into three main parts. In the first part, a review was carried out to study the biological activity of MCP and its contribution to cancer therapy, demonstrating treatment doses, types of MCP used, and experimental design, providing a critical view of the exposed data and its relationship with galectin-3 and other theories regarding its mechanisms. In the second part, we radiolabeled MCP with 99mTc and verified the biodistribution and pharmacokinetics of MCP-99mTc orally and intravenously (IV) administrated. First, the structure and monosaccharide composition of MCP were studied, and it was demonstrated that there is a diversity of monosaccharides and molecular weights within the MCP structure and that MCP30 and MCP3 fractions are rich in galactose. Next, we studied the inhibition and binding affinity of MCP for galectin-3 and demonstrated that MCP partially binds Gal-3 and that MCP3 shows an inhibition capacity at a concentration of 25 mg/ml. We radiolabeled MCP with 99mTc and verified its stability in saline in different pH, plasma, and in vivo. MCP-99mTc has a low gastrointestinal absorption (5.27x10-6 % total radioactivity counts) and gastrointestinal elimination when administered via oral and renal and hepatobiliary elimination when administered via IV. Finally, the blood compartment distribution assay showed that MCP-99mTc has a high affinity for plasma proteins and blood cells in C57BL/6 Lgals3 +/+ mice, and this affinity was partially lost when galectin-3 was deleted in C57BL/6 Lgals3 -/- mice. The pharmacokinetic assay showed that MCP-99mTc elimination speed was greater in the C57BL/6 Lgals3-/- mice than in the C57BL/6 Lgals3 +/+, indicating that a lack of galectin-3 increases MCP elimination. In the third part, we analyzed the behavior of MCP-99mTc in animals with SKOV-3 and MKN45 tumors using molecular imaging. First, we demonstrated that cell binding and internalization of MCP were only partially influenced by Galectin-3 expression in vitro using SKOV-3 scrambled and SKOV-3 shRNAGal3 cells (knockdown of Gal-3 expression). Next, we showed that MCP (20 mg/kg) exhibited anticancer activity in a SKOV-3 cell tumor xenograft model, reducing tumor growth by 48.5% and tumor weight by 50% when administered intravenously; however, oral administration of MCP (200 mg/kg) did not show an anticancer effect. Subsequently, we demonstrated that MCP-99mTc reached the tumor and bound to regions of necrosis in the SKOV-3 cell tumor xenograft model when administered intravenously. Finally, we demonstrated that IV administration of MCP (10 mg/kg) in mice with SKOV-3 tumors (lower expression of Gal-3) and MKN45 tumors (greater expression of Gal-3) reduced tumor growth by 58.7% and 35.4%, respectively, and reduced the tumor weight by 51.7% and 30.7 %, respectively. Furthermore, in both tumor xenografts, MCP-99mTc reached the tumor at the same proportion. These results demonstrate that MCP-99mTc radiolabeling is an important tool for studying the anticancer activity of MCP. We also showed that the data do not corroborate the hypothesis of the direct pharmacological effect of MCP exclusively targeting Gal-3, thus contributing to the knowledge of MCP anticancer activity.

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  • IPEN-DOC 30066

    SILVA, RUBENS C. da . Modelagem da cinética do processo de deposição modificada de vapor químico (MCVD) para o controle do índice de refração em fibras ópticas de sílica para lasers de potência / Modeling of modified chemical vapor deposition (MCVD) process kinetics for controlling the refractive index in silica fiber optics for power lasers . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 62 p. Orientador: Wagner de Rossi. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05102023-154127

    Abstract: Este trabalho visou o desenvolvimento de um procedimento para a modelagem numérica computacional da Cinética do Processo de Deposição Modificada de Vapor Químico (MCVD) num escoamento laminar. O modelo numérico adotado resolve as equações de transporte de energia e de massa, em regime permanente, a partir dos métodos de volumes finitos (FVM), com um software comercial de CFD, e por diferenças finitas (FDM). Os resultados obtidos foram os campos de velocidades e de tempertaura para o gás de arraste (O2) e de concentração de reagentes e produtos envolvidos nas reações de oxidação. A eficiência de deposição foi estimada a partir dos campos de velocidades termoforéticas e de concentração das espécies envolvidas, onde foi observado que a eficiência para o SiO2 foi ligeiramente maior que para o GeO2 para todos os casos analisados. Uma breve análise foi feita para se observar o efeito de variáveis como a tempertaura máxima da tocha e o fluxo de massa sobre a eficiência de deposição. A trajetória das partículas de óxidos foram determinadas a partir de uma abordagem Lagrangeana, utilizando-se o método de integração de Euler. Dessa forma, foi possível observar o comportamento das partículas ao longo das posições radiais, verificando que as mais próximas da parede eram mais suscetíveis á deposição devido aos maiores gradientes de temperatura a que estavam sujeitas.

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  • IPEN-DOC 30065

    SOUZA, FELIPE V. de . Estudo da viabilidade da alteração da posição da câmara de fissão no reator IEA-R1 / Study on the position alteration of the IEA-R1 fission chamber . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 133 p. Orientador: Frederico Antonio Genezini. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10112023-162514

    Abstract: Com uma licença de operação de até 5MW, o reator IEA-R1, além de ser o mais antigo, é o maior reator de pesquisa do Brasil. No presente momento, a produção de radioisótopos é restringida por alguns fatores como as instalações para processamento pós irradiação e capacidade de horas de operação. De forma a atender à crescente demanda de radioisótopos no país, em especial do Lutécio-177, existe um esforço sendo feito para que o ciclo operacional do reator seja aumentado para catorze dias, sendo nove dias de operação e cinco dias de parada e manutenção. Novas células quentes também estão sendo construídas para apoio aos processos pós irradiação. A compra de materiais altamente enriquecidos se trata de um processo de alta complexidade pois uma série de restrições são aplicadas à comercialização desse tipo de produto, e, o canal de segurança nuclear do reator IEA-R1 foi projetado de forma a utilizar uma câmara de fissão com um revestimento de urânio enriquecido a um valor superior a noventa porcento. Neste contexto, pensando em um aumento do ciclo operacional da planta, faz-se necessário avaliar a situação do equipamento, com o objetivo de se minimizar a depleção do seu material físsil e prolongar sua vida útil. Este trabalho, portanto, possui o foco de investigar e quantificar o fluxo neutrônico ao longo da tubulação do canal de segurança do reator (eixo vertical) e buscar uma posição que garanta uma extensão da vida útil da câmara de fissão mesmo com o aumento do ciclo operacional da planta. Para atingir esse objetivo, o núcleo do reator foi modelado utilizando a ferramenta de simulação através do Método de Monte Carlo do pacote de software SCALE, desenvolvido e fornecido pelo Laboratório Nacional de Oak Ridge (Oak Ridge National Laboratory) chamada KENO-VI.

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  • IPEN-DOC 30064

    SOUZA, WAGNER S. de . Internalização superficial de contaminantes após ablação laser nanossegundo / Superficial internalization of contaminants after nanosecond laser ablation . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 66 p. Orientador: Marcus Paulo Raele. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06102023-154507

    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.

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  • IPEN-DOC 30063

    VILLARDI, BRUNO D.Q. . Desenvolvimento de células a combustível abastecidas com extrato de cana-de-açúcar : uma opção para geração de energia com menor impacto ambiental / Development of fuel cells fueled with sugarcane extract: an option for generating energy with less environmental impact . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 120 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-27122023-174538

    Abstract: Os carboidratos são amplamente encontrados na natureza e desempenham um papel crucial como fontes de energia. No Brasil, por exemplo, cerca de 16% da matriz energética é proveniente da cana-de-açúcar, nesse contexto, a presente tese propôs uma abordagem inovadora, utilizando células a combustível de líquido direto, abastecidas com extrato de caldo de cana, como uma alternativa viável ao etanol e ao hidrogênio. Essa abordagem oferece vantagens, como melhor logística e diminuição de resíduos como a vinhaça, resultante do processo de obtenção do álcool. O objetivo principal deste estudo foi investigar a oxidação do extrato de cana-de-açúcar em catalisadores de platina e paládio, com o intuito de identificar o metal mais ativo para essa reação. Os resultados revelaram que o catalisador de platina apresentou maior atividade na oxidação dos açúcares, resultando em uma densidade de potência 10 vezes superior à obtida com o paládio. Além disso, a pesquisa avaliou a possibilidade de reduzir os custos de produção das células a combustível e aumentar a atividade por meio da substituição parcial da platina no catalisador por estanho. A adição de estanho no catalisador resultou em um aumento de atividade superior a oito vezes em comparação com a platina pura. A composição Pt90Sn10/C com DPM de 8,7 mW cm-2 mostrou-se particularmente mais ativa do que outros eletrocatalisadores testados, e, além disso, não foi observada a geração de vinhaça durante a oxidação da solução sintética de caldo de cana na célula a combustível. Os resultados demonstraram que as células a combustível abastecidas diretamente com caldo de cana são plenamente funcionais e representam uma opção promissora para a conversão de caldo de cana (biomassa) em energia, sem a geração de resíduos de vinhaça.

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  • IPEN-DOC 30062

    YOVANOVICH, MARCOS . Conversão de metano em metanol em camada fina de difusão de gás utilizando fotocatalisadores porosos de WO3/TiO2 / Conversion of methane to methanol in thin gas diffusion layer using porous WO3/TiO2 photocatalysts . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-28122023-103645

    Abstract: A conversão de metano a metanol representa atualmente uma importante alternativa para o controle das mudanças climáticas no planeta, uma vez que o gás carbônico e o metano são os principais gases de geração de efeito estufa na atmosfera terrestre. Além disso, o metanol é um importante reagente químico para processos industriais e um combustível que pode substituir derivados de petróleo. A fotocatálise heterogênea tem sido apresentada na literatura como uma rota promissora para conversão de metano a metanol pois, diferentemente de outros processos, possibilita que a reação seja conduzida à temperatura e pressão ambiente. A presente tese de doutorado visou a fabricação de um Eletrodo de Difusão Gasosa (EDG) contendo fotocatalisadores, no nosso caso, uma composição de dois semicondutores na condição de heterojunção Tipo II, de trióxido de tungstênio (WO3) e dióxido de titânio (TiO2) nas composições atômicas (0:100, 5:95, 10:90:, 15:85 e 20:80). A síntese foi realizada a partir de pó de óxido de titânio e de ácido tungstíco via reação com solução de borohidreto de sódio. A configuração desse EDG é objeto de inovação desse trabalho. Uma fina camada de eletrocatalisador WO3/TiO2 é assentada numa camada difusora de carbono, ambos acomodados numa superficie porosa de aço inoxidável, todos em forma de disco. O estudo incluiu também o projeto, usinagem e montagem de dois reatores fotoeletroquímicos, um do tipo descontínuo (batelada) e outro tipo contínuo (fluxo), para alojar o EDG. Os fotocatalisadores de WO3/TiO2 foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X, voltametria cíclica e espectroscopia Raman. As atividades fotocatalíticas para conversão de metano a metanol dessas composições foram avaliadas à temperatura de 25 ºC e pressão ambiente sob exposição de luz visível e UV. A quantificação da conversão de metano/metanol foi obtida com base nos resultados de espectroscopia Raman. Os resultados de caracterização dos materiais sintetizados mostraram que a fase anatásio da titânia foi mantida após a formação da fase triclínica do trióxido de tungstênio e fração de fase amorfa. A adição de óxido tungstênio à titânia diminui os valores de bandgap eletroquímico. A conversão de metano a metanol em ambos os reatores, contínuo e descontínuo, foi efetiva. No reator descontínuo, na condição de luz visível, o eletrocatalisador WO3/TiO2 de melhor performance foi a composição atômica 10:90 (taxa de conversão metano a metanol de 0,0034 mol.L-1). Em condição de irradiação UV, a conversão metano a metanol também é observada, entretanto a taxa de conversão é reduzida para 0,0009 mol.L-1 devido à formação radial superóxido, que consome o metano e metanol produzido, e com a formação mais acentuda de ácido fórmico e formaldeído. Nas mesmas condições reacionais, em regime contínuo a conversão metano a metanol é mais eficiente em concentrações de 15 e 20 mol% de óxido de tungstênio. Este comportamento deve-se ao menor tempo de residência dos reagentes no sistema reacional. A maior taxa de conversão atingida em reator contínuo em meio de água deionizada e em luz visível, foi de 0,05 mol.L-1 na composição 20:80. Em um sistema fotoeletrocatalítico, a conversão é intensificada atingido valores superiores a 0,08 mol.L-1 para o fotocatalisador de titânia com 10 mol% de óxido de tungstênio.

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  • IPEN-DOC 30061

    MARTINS, REGIANE . Potencial genotóxico in vivo de 2-Alcilciclobutanonas provenientes de manteiga de cacau irradiada, em células hepáticas de ratos Wistar / In vivo genotoxic potential of 2-Alkylcyclobutanones from irradiated cocoa butter in liver cells of Wistar . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 153 p. Orientador: Anna Lucia Casañas Haasis Villavicencio. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-13112023-101835

    Abstract: A irradiação de alimentos mostra-se uma técnica eficaz para reduzir alguns patógenos dos alimentos e isso ganhou atenção significativa ao seu potencial de segurança do alimento. As 2-Alcilciclobutanonas são produtos radiolíticos únicos gerados pela quebra induzida, por radiação, de trigicerídeos nos alimentos que contêm gordura. 2-Dodecilciclobutanona (2-dDCB) e 2-Tetradecilciclobutanona (2- tDCB) são os compostos mais abundantes detectados em alimentos irradiados, e sabe-se que parte desses compostos ingeridos são excretados pelas fezes e uma pequena parte é depositada no tecido adiposo. Trabalhos realizados anteriormente sugeriram efeitos genotóxicos e citotóxicos em células de cólon. Apesar de estudos mais recentes mostrarem a não genotoxicidade de 2-ACBs, os resultados são conflitantes e, portanto, continuamos os estudos para confirmar a segurança dos compostos para a saúde humana. As células hepáticas foram escolhidas para análise de genotoxicidade por até o momento não terem sido avaliadas in vivo e pela importância do fígado na metabolização de compostos e acúmulo de gordura. O teste de micronúcleo in vivo foi realizado com células específicas extraídas do tecido hepático, por meio de Citometria de fluxo. A análise histológica do tecido hepático foi realizada como análise complementar. Utilizamos manteiga de cacau irradiada com doses de 10, 20 e 30 kGy (consideradas altas doses) para suplementação diária dos animais, a detecção e quantificação de 2-ACBs nas amostras foram obtidas por GC/MS. Os resultados confirmam a segurança do processo de irradiação de alimentos, que mesmo em altas doses de radiação e maior produção de 2-ACBs não indicaram o potencial genotóxico das amostras em células hepáticas.

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  • IPEN-DOC 30060

    DELLAMANO, JOSE G. . Investigação de diferentes rotas de adição de nióbio ao TiFe, baseadas em moagem de alta energia, para armazenamento de hidrogênio / Investigation on different routes of adding niobium to TiFe, based on high energy milling, for hydrogen storage . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-05102023-140440

    Abstract: Foi estudada a formação da liga TiFe-Nb com 6,8% de Nb em proporção atômica por três rotas distintas, envolvendo a moagem de alta energia, seguida de síntese do composto por reação, para fins de armazenamento de hidrogênio. As rotas se diferenciaram pelos materiais de partida de moagem: Rota 1 - TiH2+Fe+NbH; Rota 2 - TiFe+NbH e Rota 3 - TiFe+Nb. Foi utilizado um moinho do tipo agitador, sob atmosfera de argônio purificado, em processos de maior e menor energia. As diferenças de parâmetros entre estes processos foram a relação bola/pó em massa, a quantidade de bolas utilizadas e o tempo de moagem. Foram realizadas análises de difratometria de raios X (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) com energia dispersiva dos raios X (EDS) para caracterização das amostras moídas antes e depois da reação de síntese. Análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG) foram feitas para avaliação do comportamento das amostras moídas durante o aquecimento até 1000 ºC, com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. As reações de síntese sob vácuo foram realizadas a 615 ºC para a Rota 1, 550 ºC para as Rotas 2 e 3, com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. As amostras moídas com menor energia não tiveram - ao fim do processo de reação - a formação completa do composto desejado (TiFe). A Rota 1 apresentou os melhores resultados de rendimento com 65,7% e 65,4% para os processos de menor e maior energia, respectivamente. As curvas termodinâmicas de absorção e dessorção de hidrogênio (PCT) foram obtidas de ensaios feitos por um equipamento do tipo Sieverts, operando em modo dinâmico. Os melhores resultados foram obtidos com as amostras submetidas à moagem de maior energia da Rota 1, que apresentaram absorção e dessorção de hidrogênio à temperatura ambiente, sob os platôs de pressão de aproximadamente 9,3 e 2,1 bar (0,93 e 0,21 MPa), respectivamente. A capacidade máxima de armazenamento foi de 0,75% em massa de H2, sob pressão de até 21 bar (2,1 MPa), com reversão de até 0,73% em massa de H2, sob pressão de até 0,4 bar (0,04 MPa). As amostras moídas com processo de maior energia da Rota 2 apresentou melhor reversibilidade, com 0,55% de absorção e 0,55% de dessorção em massa de hidrogênio, para pressões de 0,3 até 21 bar (0,03 e 2,1 MPa) e 11 até 0,4 bar (1,1 e 0,04 MPa).

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  • IPEN-DOC 30059

    MENEGHINI, ARTHUR A. . Avaliação da concentração de atividade de radionuclídeos naturais e caracterização química elementar das águas minerais da cidade de Caxambu, MG / Assessment of the concentration of natural radionuclide activity and elemental chemical characterization of the mineral waters of the city of Caxambu, MG . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Sandra Regina Damatto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-09082023-100010

    Abstract: O aumento no consumo de água mineral e sua utilização com ação medicamentosa alertam a necessidade da caracterização dessas fontes de água, pois essa é parte vital da dieta humana. Nas águas minerais, além dos elementos químicos estáveis, responsáveis pela composição química, a presença de radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U, 232Th, 235U e o 40K concedem à água a propriedade radioativa. A incorporação desses radionuclídeos ocorre devido à crenoterapia, que é a utilização dessas águas para tratamentos de saúde, e é muito importante sob o ponto de vista de proteção radiológica devido a radiação ionizante proveniente desses radionuclídeos ser prejudicial à saúde. O Brasil abriga o maior parque de água mineral do mundo, na cidade de Caxambu, MG, Parque das Águas de Caxambu que possui doze fontes de águas minerais distribuídas pelo parque e um Gêiser de 60 metros de profundidade; existe também uma fonte localizada dentro do Hotel Glória, localizado em frente ao parque. O objetivo do presente trabalho foi avaliar as características físico-químicas dessas águas, sua composição química elementar, determinando os elementos Ag, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Ni, Pb, Se, Ti, V e Zn e as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po nas águas minerais coletadas na cidade de Caxambu; estimou-se também a dose efetiva comprometida devido ao consumo dessas águas, tanto para o público abaixo dos 15 anos quanto para o público adulto. Nas seis coletas realizadas, as maiores concentrações de atividades foram do 228Ra e do 226Ra e consequentemente sendo os que contribuíram para a dose efetiva comprometida, principalmente no indivíduo de até 15 anos no qual os valores são mais restritivos; as fontes de maior concentração de atividade e dose foram a D. Ernestina, Beleza e Venâncio. Na análise da composição química elementar, o Ca e K apresentaram valores muito acima dos encontrados na literatura e em relação aos outros elementos analisados.

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  • IPEN-DOC 30058

    HORTELLANI, MARCOS A. . Monitoração ambiental de metais do grupo da platina (Pt, Pd e Rh) em amostras de poeira (road dust) coletadas em vias com tráfego intenso de veículos na cidade de São Paulo / Environmental monitoring of metals from platinum group elements (Pt, Pd e Rh), in road dust samples collected in high traffic routes of the São Paulo city . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 151 p. Orientador: Jorge Eduardo de Souza Sarkis. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-13112023-154105

    Abstract: Na poeira acumulada nas ruas das cidades ("road dust"), encontra-se a presença de platina, paládio e ródio (Elementos do Grupo da Platina, os EGPs) liberados, devido aos desgastes com o uso, pelos catalisadores automobilísticos utilizados nos escapamentos, para controle das emissões de gases poluentes. Amostras de "road dust" de algumas das principais vias de tráfego intenso da cidade de São Paulo foram avaliadas quanto aos EPGs em 18 (dezoito) locais estrategicamente escolhidos e amostradas em 3 (três) campanhas de coleta (julho de 2008, julho - agosto de 2016 e julho de 2018). Para a realização deste trabalho foi utilizada metodologia para amostragem, preparação das amostras, digestão, separação dos interferentes da matriz por cromatográfica por troca iônica e a análise dos íons dos EGPs por espectrometria de massa com fonte de plasma, ICP-MS. A separação cromatográfica foi otimizada pelo acompanhamento da manutenção da razão isotópica natural, comprovando-se a eliminação dos íons interferentes durante a separação. A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando-se os parâmetros de seletividade, efeito matriz, faixa de trabalho, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão, exatidão e recuperação. Foi estimada a incerteza da medida, composta pela combinação da incerteza analítica e a incerteza de amostragem. Foi calculado o índice de poluição por metais, MPI, e o fator de enriquecimento, EF, dos EGPs. Nessas amostras foram quantificados os elementos nos intervalos: Pt (2,6 - 227 ng g-1), Pd (16,3 - 1875 ng g-1) e Rh (2,02 - 257 ng g-1). Os pontos de coleta das poeiras localizados na Av. da Consolação, na Av. Paulista e na Av. Rebouças, próximo às avenidas Consolação e Paulista, todas regiões com tráfego intenso e lento de veículos, apresentaram os valores mais elevados das concentrações dos EGPs e, portanto, também os maiores índices de poluição, "metal pollution index" (MPI), e dos fatores de enriquecimento "EF", evidenciando que esses EGPs são originários do desgaste dos catalisadores automotivos. Foram verificadas alterações nas razões entre os EGPs de 2008, 2016 e 2018, principalmente o aumento na concentração de paládio e diminuição na concentração da platina, diferenças essas ocorridas de acordo com as alterações feitas pela indústria automobilística nos catalisadores devido ao alto custo da platina.

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  • IPEN-DOC 30057

    OGATA, JESSICA L. . Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro ativo com albumina sérica bovina para fins biomédicos / Synthesis and characterization of active gold nanoparticles with bovine serum albumin for biomedical purposes . 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 73 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-05102023-114002

    Abstract: O uso de nanopartículas na medicina já faz parte de nossas vidas, embora as nanopartículas de ouro não sejam oficialmente usadas em medicina, o uso de ouro coloidal ou sais de ouro para o tratamento de doenças como a sífilis, a artrite ou até a dipsomania são conhecidos desde o século XIX. Nesta dissertação, foi desenvolvido um método capaz de gerar nanopartículas de ouro, modificado com albumina de soro bovino, a partir de ouro 198, para um possível uso como método alternativo para o tratamento e diagnóstico de câncer. A síntese, adaptada do método publicado por Turkevich em 1951, gera nanopartículas utilizando uma folha de ouro de alta pureza (em vez de um sal), o que permite a geração de um material com alta pureza radioquímica, não sendo observadas impurezas radioativas indesejáveis. As amostras preparadas foram caracterizadas por diferentes técnicas para determinação de suas características físico-químicas, através de espectroscopia UV-Visível foi possível observar a banda de ressonância de plasmon de superfície a 520 nm, por microscopia eletrônica de transmissão um raio hidrodinâmico em torno de 14 nm foi observado, sendo medida por espalhamento de luz dinâmico a suspensão apresentou um raio de 30 nm e após a modificação de BSA o aumento deste tamanho para 50 nm. Os resultados de potencial Zeta indicam nanopartículas muito estáveis com potencial próximo a -40mV, e por espectroscopia de fluorescência é possível observar como a proteína é afetada pela radiação.

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  • IPEN-DOC 29802

    DEL VALLE, MATHEUS . Evaluation of breast cancer molecular subtypes using artificial intelligence in micro-FTIR hyperspectral images / Avaliação de subtipos moleculares de câncer de mama utilizando inteligência artificial em imagens hiperespectrais por micro-FTI . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 126 p. Orientador: Denise Maria Zezell. Coorientador: Emerson Soares Bernardes. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-10072023-162427

    Abstract: Breast cancer is the most incident cancer worldwide. The evaluation of molecular subtypes and their biomarkers plays an essential role in prognosis. The biomarkers used are Estrogen Receptor (ER), Progesterone Receptor (PR), Human Epidermal growth factor Receptor-type 2 (HER2), and Ki67. Based on these, subtypes are classified as Luminal A (LA), Luminal B (LB), HER2 subtype, and Triple-Negative Breast Cancer (TNBC). The gold standard for this analysis is histology and immunohistochemistry, semi-quantitative techniques that present inter-laboratory and inter-observer variations. The Fourier Transform Infrared micro-spectroscopy (micro-FTIR), which provides hyperspectral images with biochemical information of biological tissues, is applied together with artificial intelligence (AI) for cancer evaluation. In this thesis, twenty samples of two breast cancer cell lines, BT-474 and SK-BR-3, were used to define the optimal number of co-added scans for machine learning (ML) techniques. Linear Discriminant Analysis (LDA), Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machines (SVM), Random Forest (RF), and Extreme Gradient Boosting (XGB) models were used. Sixty hyperspectral images of 320x320 pixels were collected from thirty patients of a human breast biopsies microarray, each containing a breast cancer (CA) and an adjacent tissue (AT) core. Automated methods based on K-Means clustering were developed for data organization and pre-processing to one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) data. The dataset was used to train two new deep learning models for breast cancer subtype evaluation: CaReNet-V1, a 1D Convolutional Neural Network (CNN); and CaReNet-V2, a 2D CNN. All ML models achieved similar performances with the b256_064 (256 background scans and 64 sample scans), b256_128, and b128_128 groups, where the best accuracy of 0.995 was presented by the XGB model. The b256_064 was established as the ideal among the three due to the shortest acquisition time. The K-Means-based method enabled fully automated preprocessing and organization, improving data quality and optimizing CNN training. CaReNet-V1 effectively classified CA and AT (individual spectra test accuracy of 0.89), as well as HER2 and TNBC subtypes (0.83 and 0.86), with greater difficulty for LA and LB (0.74 and 0.68). The model enabled the evaluation of the most contributing wavenumbers to the predictions, providing a direct relationship with the biochemical content of the samples. CaReNet-V2 demonstrated better performance than 1D, with test accuracies above 0.84, and enabled the prediction of ER, PR, and HER2 levels, where borderline values showed lower performance (minimum accuracy of 0.54). The Ki67 percentage regression demonstrated an absolute mean error of 3.6%. On the other hand, its impact evaluation by wavenumber was inferior to 1D. Thus, this study indicates image-based AI techniques using micro-FTIR as potential providers of additional information to pathological reports, also serving as patient biopsy screening techniques.

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  • IPEN-DOC 29801

    SILVA, CRYSTIAN W.C. da . Síntese de nanopartículas de Ni/Ni3C via decomposição térmica na presença dos pares ligantes oleilamina/ácido oleico e oleilamina/óleo de palmiste : um estudo comparativo através de técnicas de caracterização convencionais e análise local por espectroscopia de correlação angular γ - γ perturbada / Synthesis of Ni/Ni3C nanoparticles by thermal decomposition in the presence of ligand pairs oleylamine/oleic acid and oleylamine/palm kernel oil: a comparative study using conventional characterization techniques and local analysis by perturbed γ - γ angular correlation spectroscopy . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Larissa Otubo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-142410

    Abstract: Nesta dissertação foi realizado um estudo sistemático e comparativo da influência dos pares ligantes oleilamina/ácido oleico e oleilamina/óleo de palmiste nas propriedades estruturais e morfológicas de nanopartículas de Ni/Ni3C sintetizadas via decomposição térmica. A investigação foi fundamentada em técnicas convencionais à caracterização de materiais e através da inspeção local por espectroscopia de correlação angular γ - γ perturbada (CAP) utilizando a sonda 111In( 111Cd). Para abordagem experimental foram produzidas amostras radiotivas (dopadas com radioisótopo 111In( 111Cd)) e não-radioativas (sem radioisótopos). As amostras não-radiotivas foram produzidas através da decomposição de acetilacetonato de Ni (II), em atmosfera inerte de nitrogênio, na presença dos pares ligantes como solventes, sendo adotada a temperatura de nucleação de 170 °C e temperatura de crescimento de 240 °C, respectivamente. Além disso, foram sintetizadas nanopartículas utilizando o par ligante oleilamina/ácido oleico a 290 °C, no intuito de averiguar a influência da temperatura de crescimento nas propriedades estruturais desses sistemas. A síntese das amostras radioativas seguiu as mesmas condições descritas para as amostras não-radioativas, apresentando como diferencial a inserção do núcleo sonda dutante as etapas de nucleação e crescimento, através do mecanismo de difusão. Como parâmetro comparativo às nanopartículas sintetizadas, o núcleo sonda também foi difundido em fio de Ni cfc-de alta pureza a 620 °C, com intuito de investigar as interações hiperfinas ocorridas para o núcleo sonda neste ambiente cristalino. Assim, as amostras não-radioativas foram caracterizadas por DRX, TEM, magnetização, TGA/DSC e FTIR, enquanto as amostras radiotivas foram caracterizadas por CAP em uma ampla faixa de temperatura -243 a 420 °C (30 a 693 K). Os resultados obtidos para as amostra não-radiotivas mostraram a influência da temperatura de crescimento nas propriedades estruturais das amostras, propiciando a formação de nanopartículas de Ni/Ni3C a 240 °C e Ni3C a 290 ºC. No âmbito da influência dos ligantes nas propriedades das nanopartículas, os resultados mostraram que nanopartículas obtidas utilizando óleo de palmiste apresentam maior tamanho, maior fração de Ni3C e menor magnetização de saturação, quando comparadas à nanopartículas sintetizadas com ácido oleico. Os parâmetros referentes às interações hiperfinas nas nanopartículas, não indicaram a presença das fases Ni-hcp e Ni-cfc nos espectros de rotação de spin, sugerindo a formação de nanopartículas do tipo caroçocasca para amostras contendo as fases Ni/Ni3C. As análises térmicas (TGA/DSC) e medidas de CAP em atmosfera inerte, a altas temperaturas, indicaram o mecanismo de transição de fase das regiões de Ni3C para Ni-cfc acima de 330 °C (~600 K), culminado na formação de nanopartículas do tipo Ni-cfc com invólucro grafítico. Os resultados de CAP mostraram ainda informações referentes às regiões de interfaces entre Ni e grafite, evidenciando a existência de regiões de magnestimo fraco e elevada frequência quadrupolar, após o tratamento térmico à 420 °C (693 K). Estes aspectos indicam aplicabilidade do óleo de palmiste na síntese de nanopartículas, e mostram o poder de resolução da espectroscopia CAP na aquisição de informações indetectáveis por técnicas convencionais aplicadas na caracterização de materiais, de modo que as caracterizações obtidas no trabalho, foram complementares e fundamentais para a descrição do sistema de interesse.

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  • IPEN-DOC 29800

    SANTOS, AMANDA V. dos . Retrieval of the planetary boundary layer height in São Paulo from ceilometer and lidar measurements / Obtenção da altura da Camada Limite Planetária em São Paulo a partir de dados de ceilômetro e lidar . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-094644

    Abstract: Remote sensing systems are powerful tools for atmospheric measurements. In this work, a comparison is presented between two remote sensing systems, a lidar and a ceilometer, in determining the height of the Planetary Boundary Layer (PBL) in the city of São Paulo with the Wavelet Covariance Transform (WCT) method. All data included in this work was collected between February and December, 2021. The systems used were an elastic lidar (MSP-LIDAR I), which operates at 355 nm, 532 nm and 1064 nm, and a ceilometer (Lufft CHM 15k ceilometer) which operates only in the infrared, at 1064 nm. The results are compared in different situations through case studies, which show good agreement between the values obtained with the data from both instruments in calm situations. The monthly average PBL top heights between February and December 2021 and the diurnal average of the PBL are obtained, and it is possible to observe the diurnal and seasonal cycles of the PBL. The results show good applicability of the ceilometer for carrying out measurements to obtain the PBL top height. An application of the data is presented, comparing the heights obtained throughout 2021 with CO2 concentrations measured in three locations in São Paulo, and the results show an anti-correlation between the height of the PBL and the concentration of this gas.

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  • IPEN-DOC 29799

    REZENDE, RENATO P. . Avaliação de propriedades de juntas brasadas e de juntas envelhecidas de liga a base de Níquel utilizadas em grades espaçadoras de reatores nucleares do tipo PWR / Evaluation of properties of brazed joints and aged nickel-based alloy joints used in spacer grids of PWR type nuclear reactors . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 177 p. Orientador: Maurício David Martins das Neves. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-12072023-101532

    Abstract: As grades espaçadoras fazem parte do conjunto do Elemento de Combustível (EC) do reator de água pressurizada - PWR (Pressurized Water Reactor). As grades são fabricadas a partir da união dos pontos de interseção de tiras estampadas de Inconel 718®, denominado por Inconel 718, por um processo de união denominado brasagem. Para esse processo, essas tiras são revestidas com uma fina camada de níquel, por meio de eletrodeposição com a finalidade de proteger contra oxidação e permitir uma melhor fluidez e molhabilidade do material de adição (MA) nas tiras durante a brasagem. O MA empregado era composto por níquel, fósforo e cromo. Neste trabalho, as juntas que compõem a grade espaçadora foram brasadas em diferentes condições de: temperatura, tempo e velocidade de resfriamento. Estas juntas brasadas foram comparadas com juntas brasadas e depois envelhecidas por 18 horas em forno a vácuo, usando pressão menor que 10-3 mbar. A fim de avaliar as propriedades mecânicas e microestruturais em diferentes condições de brasagem e de envelhecimento foram realizados ensaios de cisalhamento, fadiga e de dureza, além de utilizar diferentes técnicas para análise da microestrutura das juntas. A partir das imagens obtidas em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) acoplado a técnica de Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS) foram observadas regiões ricas em fósforo e difusão de elementos do material de base (MB) para a região do MA nas juntas brasadas e brasadas e submetidas ao envelhecimento. A região da junta brasada apresentou uma maior dissolução do MB quando exposta em temperaturas e tempo de brasagem maiores. A análise por Difração de Raios X (DRX) indicou a formação de solução sólida de níquel e cromo (SSNiCr) no MA brasado, no MA envelhecido, na interface MA-MB brasada e na interface MA-MB envelhecida. A fase (Ni, Cr)3P estava presente em todas as amostras, além da presença da fase Cr1.2Ni0.8P na interface MA-MB brasada e na interface MA-MB envelhecida. Os mapas de composição obtidos utilizando a técnica quantitativa por Wavelength-Dispersive Spectroscopy (WDS) indicaram a presença de elementos químicos provenientes do MB na interface MA-MB e na região brasada. Foi também possível verificar maior concentração de Nb em algumas regiões ricas em P e Cr na região brasada. No ensaio de cisalhamento foi observado um aumento da força de resistência, em relação ao aumento da temperatura e do tempo de brasagem. O tratamento térmico de envelhecimento não alterou significativamente as propriedades mecânicas e microestruturais da junta brasada, mas aumentou a resistência mecânica do MB. Os resultados do ensaio de microdureza indicaram regiões com dureza elevada na região brasada que estavam associadas a maior concentração de fósforo. O perfil de dureza se manteve similar para as juntas envelhecidas. O ensaio de fadiga realizado em juntas brasadas a 1060 °C e em juntas envelhecidas indicou tendência de aumento de ciclos à medida que reduzia a amplitude de tensão, no entanto, os resultados do número de ciclos apresentaram grande dispersão. Esta dispersão nos valores do número de ciclos está relacionada à heterogeneidade da microestrutura na região brasada corroborada pela diferença nos valores de dureza.

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  • IPEN-DOC 29798

    MENDES, PATRICIA P.M. . Modelo preditivo de infecção hospitalar utilizando aprendizado de máquina / Predictive model of nosocomil infection using machine learning . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12072023-091827

    Abstract: Cada vez mais o aprendizado de máquina vem ganhando espaço na área da saúde devido à sua capacidade de melhorar a predição de doenças e auxiliar profissionais na condução dos tratamentos clínicos. A infecção hospitalar é o evento negativo mais comum para pacientes hospitalizados e continua a se constituir em séria ameaça à segurança dos pacientes. O objetivo deste trabalho foi encontrar uma técnica de aprendizado de máquina otimizada e eficiente que possa prever efetivamente a condição da infecção hospitalar, identificando os principais fatores responsáveis por esta condição. Neste trabalho, usamos seis técnicas de aprendizado de máquina, os algoritmos utilizados no trabalho foram Random Forest, Regressão logística, KNN, Adaboost, Bagging e XGBoost; também foram empregadas técnicas modernas de explicabilidade a estes algoritmos. Nesse processo, os dados foram divididos em dados de treino e de teste, os modelos foram treinados em um primeiro momento com os hiperparâmetros padrões, em um segundo momento os modelos foram treinados com hiperparâmetros aprimorados. Os modelos que apresentaram as melhores métricas foram o XGBoost e Random Forest, o XGBoost apresentou o melhor resultado em todas as métricas, exceto na Precisão, o Random Forest obteve o segundo melhor resultado na acurácia e na precisão, na validação cruzada o resultado foi o mesmo que o XGBoost. Para a explicabilidade do modelo foi utilizada a biblioteca SHAP, foi avaliado como o valor de cada variável influenciou no resultado alcançado pelo modelo preditivo XGBoost, SHAP apontou como mais importante as variáveis: NR_DIA_INTERNADO (quantidade de dias de internação), CD_DOENCA_PRINCIPAL_E (CID-10 Classificação internacional de doenças), DS_PROC_PRINCIPAL_E (Procedimento principal durante internação) e QT_DIAS_SONDA_VESICAL (Dias que o paciente ficou com sonda vesical). O estudo mostrou-se viável à adoção de aprendizado de máquina nas rotinas da pesquisa em saúde, no trabalho da comissão de infecção hospitalar e nas iniciativas de inovação nas instituições de saúde no Brasil.

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  • IPEN-DOC 29796

    EMILIOZZI, CAROLINE Z. dos S. . Aplicação de aprendizado de máquina para melhoria do fluxo de tratamento de radioterapia / Machine learning application to improve the flow of radiotherapy treatment . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 181 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12072023-120018

    Abstract: O câncer é o principal problema de saúde pública no mundo. A radioterapia é uma das formas mais comuns e efetivas de tratamento de câncer. Porém, atualmente existe um desequilíbrio entre a demanda de tratamentos e a disponibilidade de equipamentos de radioterapia o que leva a atrasos no início de tratamento, esses atrasos produzem sofrimento psicológico e menor probabilidade de controle da doença. Como há uma grande pressão para a contenção de custos, muitas vezes não é possível resolver o problema da falta de equipamentos com a expansão de centros de tratamento. Por outro lado, existe uma ineficiência nos processos relacionados ao fluxo de trabalho e no agendamento de pacientes para início de tratamento. Neste trabalho buscou-se, através da análise de dados do setor de radioterapia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, estudar meios de otimização do fluxo de trabalho para se obter uma gestão eficaz e eficiente do tempo de espera. Com intuito de fazer previsões do tempo de espera e do tempo de tratamento dos pacientes foram comparados quatro algoritmos de AM (Aprendizado de Máquina) com técnica de regressão (Support Vector Machine, Extreme Gradient Boosting , Random forest e Redes neurais) e para a otimização do agendamento de radioterapia foi proposto um modelo de programação linear inteiro misto. Com base no trabalho realizado, conclui-se que a utilização de AM ajuda entender os problemas encontrados no setor. Foram propostas mudanças na rotina, definidos tempo de espera e de tratamento mais adequados e conseguiu-se que o agendamento automático possibilitasse a diminuição do tempo de espera dos pacientes, com priorização dos pacientes com pior prognóstico.

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  • IPEN-DOC 29795

    ANDRADE, LEONARDO G.F. de . Metodologias para correção de tunelamento e plasticidade na flexibilidade elástica de geometrias SE(B) e SE(T) - abordagem numérica e experimental / Correction methodologies of the tunneling and plasticity effects on the elastic unloading compliance of SE(B) and SE(T) geometries numerical and experimental approaches . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 203 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-10072023-154936

    Abstract: Buscar o entendimento do comportamento mecânico de materiais modernos de alta resistência e alta capacidade de absorção de energia é de suma importância para garantir integridade de estruturas de alta responsabilidade. Em um cenário onde a otimização de geometrias se mostra cada vez mais relevante, estudar o comportamento destes materiais sob a perspectiva da mecânica da fratura é imprescindível para garantir a operação segura e eficiente destas estruturas. Sabendo disso, este trabalho aborda os efeitos do tunelamento da frente de trinca e da plasticidade na técnica da flexibilidade elástica no descarregamento (do inglês elastic unloading compliance, EUC) com o objetivo de proporcionar a determinação mais precisa do tamanho instantâneo de trincas ao longo de ensaios de mecânica da fratura. Sequência da obra de Andrade (2016), onde estes efeitos foram investigados e propostas preliminares elaboradas, este trabalho almeja o aprofundamento da compreensão fenomenológica e o desenvolvimento de abordagens de correção para ambos os efeitos por meio de exploração numérica e ensaios de corpos de SE(B) e SE(T)c fabricados com aço X65MS. Para o efeito do tunelamento, foi validada a modelagem de trinca semielíptica utilizada por Andrade (2016), enquanto a proposta de correção do tunelamento, apesar de dependente de proporções geométricas dos corpos de prova, se mostrou promissora, o que possibilitou o desenvolvimento de alternativa independente deste fator com resultados no âmbito numérico bastante satisfatórios. Para a plasticidade, é buscado um entendimento individual de efeitos que ocorrem simultânea e concorrentemente ao carregar um corpo de prova da mecânica da fratura (com foco em blunting, redução da área do ligamento remanescente e rotação). Este estudo foi realizado por meio de simulações de elementos finitos, variando as não linearidades de material e de geometria (grandes deslocamentos), onde é possível concluir que o aumento da flexibilidade de corpos de prova ocorre apenas quando ambos os efeitos são ativados simultaneamente nos modelos. Isto possibilitou uma conclusão preliminar da existência de um efeito predominantemente geométrico que afeta a flexibilidade elástica de corpos de prova da mecânica da fratura quando estes são carregados além do limite elástico do material. Com isso, este trabalho demonstra que a redução de área do ligamento remanescente, em uma análise numérica contendo trinca estacionária, é bastante substancial e pode ser responsável pelo comportamento da evolução da flexibilidade com o CMOD mostrado por Andrade (2016). Simulações adicionais contendo modelo de dano GTN calibrados experimentalmente mostram que, apesar de existir correlação entre a área do ligamento remanescente e o tamanho instantâneo de trinca, fatores adicionais existem, e a elaboração de propostas de correção que sejam práticas para aplicação em laboratório necessitam de investigação adicional.

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  • IPEN-DOC 29794

    RIBEIRO, ALINE B. . Revisão sobre a hidretação de ligas U-Mo empregadas em combustíveis de reatores nucleares de pesquisa / Review on the hydriding of U-Mo alloys used in research nuclear reactor fuels . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. Coorientador: Michelangelo Durazzo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10072023-091336

    Abstract: Combustíveis nucleares à base de dispersão de partículas de ligas U-Mo em matriz de alumínio, para reatores de pesquisa de alto desempenho vem sendo desenvolvidos há mais de 20 anos. As ligas U-Mo em questão têm entre 7 e 10% em peso de Mo, o que possibilita atingir densidades de 6,5 a 8,5 gU/cm3 . As ligas U-Mo não são frágeis, o que torna impraticável a produção de pó por cominuição mecânica, ao contrário do que ocorre com outras fases físseis, como o U3Si2 ou o U3O8. O Dentre os métodos alternativos, a hidretação foi adotada no IPEN, o que justifica a presente revisão da literatura sobre o assunto, compreendendo não apenas a hidretação das ligas U-Mo, mas também a hidretação do urânio metálico. Foram elaboradas expressões de busca com operadores boleanos, as quais foram aplicadas em cinco bases de dados/site (Free Patents Online, INIS, repositório do IPEN, Science Direct e Web of Science). A busca foi limitada a referências publicadas em português e inglês no período de 1971 a 2021. Da revisão da literatura, constatou-se que há divergências quanto aos procedimentos de hidretação, principalmente no que concerne à ativação térmica (primeira hidrogenação), muito provavelmente em razão de diferentes estados superficiais do material de partida. Tais divergências constituem excelente oportunidade de pesquisa e desenvolvimento, essenciais para a implementação de um processo de produção reprodutível baseado em hidretação.

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  • IPEN-DOC 29793

    NUNES, ALACID A. . Avaliação da exposição ocupacional às radiações ionizantes no serviço de ortopedia do Hospital Regional de Araguaína (HRA) / Evaluation of occupational exposure to ionizing radiation at the orthopedics service of the Regional Hospital of Araguaína (HRA) . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-083419

    Abstract: Introdução: A exposição às radiações ionizantes pode gerar efeitos indesejados e prejudiciais à saúde. Este estudo tem propôs como objetivos: analisar o grau de exposição da equipe cirúrgica ortopédica do Hospital Regional de Araguaína (HRA) à radiação ionizante fluoroscópica; identificar as doses de radiação ionizante dos profissionais que integram as equipes médicas da sala de cirurgia ortopédica do Serviço de Ortopedia do HRA - TO selecionados para este estudo, utilizando dosímetros termoluminescentes; verificar e discutir as medidas de controle da exposição ocupacional às radiações ionizantes adotadas pelos serviços de ortopedia desse hospital selecionado; discutir e comparar os resultados obtidos com os dados de dose citados na literatura. Materiais e métodos: Foram utilizados os métodos de observação, valores da taxa de dose do feixe primário e aferição dos procedimentos metodológicos da equipe cirúrgica ortopédica em processos conduzidos por fluoroscopia. Os princípios primordiais de proteção radiológica relacionados a esses trabalhadores foram observados (15 médicos ortopedistas e 04 instrumentadores). Conclusão: Embora as doses avaliadas, na maioria, estejam abaixo do nível de registro, conforme esperado, uma vez que o dosímetro foi posicionado abaixo do avental, pode ser observada uma dose de 0,50mSv, o que mostra que esses valores podem variar de uma situação para outra. No que se refere aos equipamentos de radioproteção, o hospital possui apenas avental de chumbo e protetor de tireoide, porém, não tem óculos plumbíferos e não possui um programa educacional permanente sobre o uso dos equipamentos de radioproteção.

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  • IPEN-DOC 29792

    CORREA, VALERIA R. . Vitamina D e a inflamação sistêmica avaliada pela proteína C reativa, em pacientes com doença de Chagas em Araguaína - Tocantins / Vitamin D and systemic inflammation assessed by C reactive protein in patients with Chagas disease in Araguaína - Tocantins . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 171 p. Orientador: Patrick Jack Spencer. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12072023-111201

    Abstract: A doença de Chagas é bifásica, sendo os eventos imunológicos e a resposta inflamatória aguda que provavelmente irão determinar a evolução para forma crônica, indeterminada, cardíaca, digestiva ou mista, sendo o envolvimento cardíaco o mais grave. Muitos destes pacientes apresentam depressão. Na Amazônia brasileira ocorrem novas infecções, também pela transmissão oral e nos últimos anos, foram detectados vários casos de DC aguda além da transmissão oral do T. cruzi pelo palmito de babaçu, açaí, bacaba também a vetorial. A patogênese inclui processo inflamatório e a Proteína C reativa (PCR) é um marcador inflamatório, portanto é um marcador da evolução da DC. Sabemos que o estresse atua nos eixos hipotálamohipófise-adrenal e simpático-adrenal-medular, elevando o cortisol, reduzindo a imunidade celular, e aumentando a depressão. A Vitamina D é imunomodulador, interferindo na depressão e cardiopatia, aumentando a imunidade inata e regulando a imunidade adquirida. Existe uma correlação negativa da PCR e com sintomas depressivos, e estes, podem estar envolvidos com a evolução da doença, visto que a depressão está intimamente relacionada ao sistema imunológico. A existência de ferramentas diagnósticas para predizer a evolução para cardiopatia chagásica crônica (CCC), como a evolução da PCR, poderiam reduzir a morbimortalidade, alertando para uma maior vigilância. O estudo realizado no ambulatório do Hospital Regional de Araguaína, Tocantins, pareou grupos regionais de 20 pacientes de cada forma da DC: indeterminada, leve e grave, comparados com grupos de sadios ou com outras doenças cardíacas. O estudo foi feito antes e após a administração de vitamina D, através de entrevistas, ECG, ECO, RX tórax, dosagem de PCR e Vitamina D, aplicação do Inventário de depressão de Beck (BDI) e qualidade de vida (SF-36). A caracterização dos grupos estudados, quanto a frequência de variáveis demográficas qualitativas, segmentadas em sexo, faixas etárias e etnias não apresentou diferenças entre os grupos. A dosagem de vitamina D também não apresentou alterações significativas entre os grupos. A PCR, encontrava mais elevada nos pacientes graves (p>0,05) e com outras patologias, e a reposição da vitamina D fez com que a PCR não tivesse muita alteração no grupo dos graves, sugerindo a hipótese da CCC, ter um componente fibrótico maior que inflamatório. A DC grave está relacionada à depressão pelos efeitos cognitivos (P>0,05), houve melhora na qualidade de vida (QV) com a reposição da vitamina D. O ECG e ECO estavam alterados em 95% dos pacientes graves e 75% das outras patologias, havendo redução de eventos relacionados à condução cardíaca, sem significância estatística. Há correlação da PCR elevada e fração de ejeção (FE) reduzida e redução da sintomatologia após suplementação de vitamina D, sem significado estatístico. O presente estudo na Região Norte é relevante e inédito por almejar uma correlação da resposta imunológica dos pacientes com DC, que apresentam insuficiência cardíaca, depressão/QV e da evolução da doença, associada à vitamina D, utilizando a PCR como ferramenta.

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  • IPEN-DOC 29791

    AZEVEDO JUNIOR, JAIR da A. de . Aprendizado organizacional aplicado na gestão de projetos complexos, considerando a governança, ganho de rentabilidade e estilo de gestão / Organizational learning applied in the management of complex projects, considering governance, profitability gains and management style . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 161 p. Orientador: Antonio Carlos de Oliveira Barroso. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-06042023-122506

    Abstract: Projetos são definidos como um conjunto de tarefas concatenadas que resultam na consecução de um objetivo dentro de um prazo determinado. O objetivo é descrito por meio de entregáveis bem definidos. Independentemente da natureza dos entregáveis processos, produtos, ou serviços - o objetivo sempre visa uma mudança na organização. Muitos dos problemas de orçamento, cronograma e design derivam de incertezas inerentes ao meio de desenvolvimento e contexto do projeto. A gerência de risco em projetos, por exemplo, se preocupa em avaliar incertezas sob a forma de riscos, explorando possibilidades de atuação e integrando os resultados no planejamento desses projetos. A impossibilidade de se eliminar totalmente os riscos não impede que, pelo menos, eles sejam gerenciados adequadamente, tornando os projetos mais previsíveis e aumentando a qualidade final tanto do produto como do processo e fazendo com o que o gestor tome a decisão para avaliar, explorar e direcionar a ação correta para cada tipo de problema encontrado. Limitações e lacunas têm sido detectadas em pesquisas e nas práticas de gestão dos projetos, seja por falta de uma metodologia adequada ou por falhas na tomada de decisão. Normalmente, parâmetros usuais como tempo, custo e qualidade são nitidamente insuficientes para descrever com propriedade a situação real de um projeto num determinado instante do ciclo de vida. A contribuição original desta pesquisa visa cobrir a falta existente de métodos de avaliação da eficiência e eficácia do estilo de gestão e seus impactos na rentabilidade de projetos complexos através da utilização de técnicas de gestão do conhecimento de forma a explorar o saber e o raciocínio coletivo na tomada de decisão. Neste trabalho investigou-se o impacto do aprendizado organizacional, através da utilização de uma base de conhecimento, no ganho de rentabilidade nas entregas dos projetos de alta complexidade e como os estilos de gestão contribuem para atingir esse objetivo e as similaridades nas tomadas de decisão no ciclo de projeto.

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  • IPEN-DOC 29777

    BERRETTA, JOSE R. . Desenvolvimento de detector de nêutrons utilizando cristal cintilador de CsI dopado com Li / Development of neutron detector using Li-doped CsI scintilator crystal . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 112 p. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-21062023-154456

    Abstract: A detecção da radiação e a medida de suas propriedades são requisitos para o desenvolvimento de todas as áreas da tecnologia nuclear e suas aplicações. Entre as suas aplicações, destacam-se: a pesquisa científica, a aplicação médica, a operação de reatores, a área de proteção radiológica e as aplicações industriais. A detecção dos nêutrons não é trivial, tendo em vista a falta de cargas elétricas dessas partículas e a peculiaridade de suas interações com a matéria. Outra dificuldade na detecção de nêutrons é que a radiação emitida pela fonte de nêutrons está sempre acompanhada de radiações de outras naturezas, o que dificulta a discriminação eletrônica dos impulsos gerados pelos nêutrons, dos gerados por outras radiações. Neste trabalho, foram estudados cristais baseados em CsI para aplicação como detectores de nêutrons usando como dopante o Li, avaliando a resposta de detecção de nêutrons em diferentes concentrações de dopantes (entre 10-1 M a 10-4 M). A reação do nêutron com o Li é dada como: n+6Li→3H(2,75 MeV) + 4He(2,05 MeV) com σ= 940 b. Foram feitos estudos com nêutrons provenientes da fonte de AmBe incidindo em blocos de parafina e avaliando a resposta dos detectores aos nêutrons termalizados incidentes no cristal. Um cristal puro de CsI foi usado como referência para avaliar o ganho de eficiência com o aumento da concentração de dopante na matriz CsI. O código MCNP foi usado para avaliar qual a melhor espessura do cristal cintilador para a obtenção de maior eficiência de detecção de nêutrons

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  • IPEN-DOC 29776

    HAYEK, RICARDO R.A. . Análise comparativa da integração de enxertos alógenos liofilizados e irradiados versus enxertos xenógenos em áreas submetidas à cirurgia de levantamento de seio maxilar bilateral para implantes dentários / Comparative Analysis of the Integration of Lyophilized and Irradiated Allograft Versions Versus Xenograft Grafts in Areas Submitted to Bilateral Maxillary Sinus Surgery Surgery for Dental Implants . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 199 p. Orientador: Monica Beatriz Mathor. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-06062023-154353

    Abstract: O objetivo deste trabalho foi realizar análise clínica, torque de instalação, Ostell® ISQ, análise histomorfométrica, tomográfica, microtomografia computadorizada e tomografia por coerência óptica, comparativa do aloenxerto ósseo liofilizado irradiado (FDBA) com o mineral ósseo bovino (BBM) nas elevações do assoalho do seio maxilar. No total, 15 seios maxilares bilaterais de 15 pacientes (idade média = 52,71 ± 15 anos) foram submetidos a aumento sinusal. Os pacientes foram divididos em dois grupos de teste (15 seios cada). O primeiro grupo foi enxertado com osso aloenxerto liofilizado irradiado (FDBA) e o segundo grupo recebeu mineral ósseo bovino (BBM). Após 6 meses, amostras ósseas de cada grupo foram coletadas para análises não destrutivas e destrutivas. As taxas de sobrevivência do implante foram de 86,7% (grupo FDBA) e 93,4% (grupo BBM) 6 meses após o carregamento funcional. No grupo FDBA observamos osso primário com osteócitos mais irregulares, áreas mais organizadas do que outras demonstrando um crescimento irregular. O osso neoformado estava em contato estreito com os chips residuais de osso alógeno liofilizado, que foram lentamente substituídos por osso novo pelo processo de substituição rasteira, confirmando que esse material do enxerto tem um grande potencial de osteocondução e deve ser manipulado diferente do osso congelado (FFB). O grupo BBM mostrou partículas de BBM em contato próximo com o osso novo, com pontes visíveis da matriz osteóide e células osteoblásticas ao seu redor. Nenhum caso mostrou sinais de infiltrado inflamatório agudo ou crônico. Ambos os materiais atuaram como arcabouços ou scaffolds osteocondutores e podem ser utilizados com sucesso como substitutos ósseos em cirurgias de aumento de seios maxilares. Observou-se na histomorfometria que houve uma neoformação óssea significante no grupo alógeno em relação ao grupo xenógeno. Conclui-se que tanto o FDBA quanto o BBM no aumento do seio maxilar resultaram em altas porcentagens de formação óssea nova e permitiram a colocação do implante com uma baixa taxa de falha da osseointegração no seguimento de 6 meses.

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  • IPEN-DOC 29775

    SOUZA, GIOVANNI . Study of cirrus clouds physical properties over the state of São Paulo, Brazil, from CALIPSO/CALIOP level 2 data / Estudo das propriedades físicas das nuvens cirrus sobre o estado de São Paulo, Brazil, a partir dos dados de nível 2 do CALIPSO/CALIOP . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06062023-145409

    Abstract: Satellite measurements have made an enormous contribution to the development of scientific knowledge. By providing data on atmospheric components over large areas and long periods of time, these instruments have enabled researchers to gain a much deeper understanding of the environment. In this study, we analyzed level 2 data from the CALIPSO/CALIOP satellite to investigate the physical and optical characteristics of cirrus clouds in the state of São Paulo between 2007 and 2017. The study showed that cirrus is the most present type of cloud in the region, and they mainly form at altitudes between 10 km and 14 km, and average thickness of 1.4 km. They form at low temperatures, typically less than -40°C. The analysis of the seasonal characteristics showed that the frequency of occurrence of cirrus clouds increase during summer, and coincide with the formation of convective clouds due to the formation of cirrus from anvil clouds. The optical depth analysis revealed that the most common type of cirrus is thick (optical depth > 0.3), with a overall frequency of occurrence above 45%. These results provide valuable insights into the behavior of cirrus clouds in the region and demonstrate the important role that satellite measurements can play in advancing our understanding of the atmosphere.

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  • IPEN-DOC 29774

    NOGUEIRA, ANDRE L. . Algoritmos matemáticos aplicados em resultados experimentais / Mathematical algorithms applied to experimental results . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 147 p. Orientador: Casimiro Sepúlveda Munita. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-06062023-143404

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da imputação de dados (métodos: média, autoencoder, análise de agrupamento e c-médias), avaliar os métodos de detecção de outliers (métodos: Mahalanobis e Mahalanobis robusta) e padronização de dados (transformadas z-score, mínimo-máximo, mínimo-máximo melhorada, logarítmica e Box-Cox) na análise de agrupamento, assim como identificar os métodos mais adequados para a base de amostras arqueológicas estudada. A base de dados foi fornecida pelo Grupo de Estudos Arqueológicos do IPENCNEN/SP, de modo que foram analisadas 140 amostras de fragmentos cerâmicos de três sítios arqueológicos. Para análise das amostras foram utilizados 13 elementos químicos: As, Na, Ce, Cr, Eu, Fe, Hf, La, Nd, Sc, Sm, Th e U. Os resultados mostraram que não houve impacto da imputação de dados nos métodos de agrupamento hierárquicos, particionais/crisp, c-médias e c-médias com polinômio fuzzificador. A exclusão dos outliers detectados pela distância Mahalanobis teve impacto no aumento da coesão entre as amostras dos sítios B e C. As transformadas utilizadas para padronização das amostras alteraram os valores da estatística de Hopkins, bem como as imagens VAT. As funções implementadas, desenvolvidas no software estatístico R, deram origem a uma aplicação web.

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  • IPEN-DOC 29773

    SILVA, DEBORAH Y.B. da . Propriedades dielétricas da titânia co-dopada / Dielectric properties of co-doped titania . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-144132

    Abstract: Neste trabalho foram investigadas a microestrutura, as propriedades elétricas e dielétricas da titânia contendo dopantes à base de terras raras. O principal objetivo foi avaliar o efeito da temperatura de sinterização e da concentração de dopantes tri- e pentavalentes na microestrutura e nas propriedades elétricas e dielétricas dos materiais sinterizados. Cerâmicas de TiO2 contendo Y2O3 e Nb2O5 foram preparadas pelo método convencional de mistura dos reagentes na proporção estequiométrica seguida de reação em altas temperaturas. Os teores de dopantes foram de 2,5; 5 e 10% mol e as temperaturas de sinterização foram 1480 e 1500 ºC. A caracterização das amostras foi realizada por meio de técnicas de difração de raios X, para identificação das fases cristalinas, e observação da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura com espectroscopia de energia dispersiva associada e microscopia de varredura por sonda. As propriedades elétricas e dielétricas foram estudadas por meio de medidas de espectroscopia de impedância. A microestrutura resultante evidenciou a formação de fases de impureza, especialmente YNbTiO6, para 5% e 10% mol de dopantes, e densidades aparentes acima de 80% da densidade teórica. Além da fase de impureza, excesso de dopantes deram origem a outras fases nos contornos de grão, como evidenciado por microscopia eletrônica. Os tamanhos médios de grão variaram entre 20 e 30 µm. A sinterização em 1500 ºC produziu uma fase amorfa nos contornos de grão e crescimento acentuado dos mesmos, sugerindo a formação de fase líquida durante a sinterização. Para todas as composições foi obtida permissividade elétrica colossal (acima de 1.000). Valores de energia de ativação para a condução através dos contornos de grão variaram entre aproximadamente 0,2 e 0,33 eV evidenciando um comportamento semicondutor. A tangente de perdas a 60 ºC foi de ≈ 0,2. A maior permissividade elétrica foi obtida para a composição contendo 5% mol de dopantes.

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  • IPEN-DOC 29772

    BORAZANIAN, TATYANA C.F. . Síntese e caracterização de filmes autolimpantes aplicados sobre rochas carbonáticas / Synthesis and characterization of self-cleaning films applied on carbonate rocks . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 89 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-06062023-091111

    Abstract: Nesta pesquisa, a superfície de rocha carbonática mármore branco nacional, que é um material usado como revestimento externo na construção civil foi recoberta com filmes fotocatalíticos autolimpantes à base de titânio. Os filmes foram obtidos pela aplicação de um sol à base de titânio utilizando-se um aerógrafo. As amostras foram tratadas termicamente a 400 e 450 ºC ou irradiadas por luz UVC por até 5 h. Nos testes de autolimpeza, as amostras foram previamente manchadas com o corante azul de metileno e submetidas à radiação UVA por até 60 h. Os testes de aquecimento das amostras antes da deposição do filme indicaram leve alteração do padrão colorimétrico do mármore. Entretanto, todas as amostras presentaram ΔE < 5, considerado um padrão aceitável para manutenção e restauração de superfícies históricas. A presença dos filmes sobre a superfície das rochas não alterou significativamente o padrão colorimétricos desses substratos, os quais se mantiveram dentro dos valores aceitáveis. Todas as amostras, inclusive sem filme, apresentaram caráter hidrofílico. As amostras tratadas em mufla apresentaram acentuada hidrofilicidade e, quanto maior a temperatura de tratamento térmico, mais acentuado o caráter hidrofílico. As amostras tratadas em luz UVC, apesar de se mostrarem hidrofílicas, apresentaram ângulos de contato bem maiores, da ordem de 79º. Nos testes de autolimpeza após manchamento com corante azul de metileno e exposição à luz UVA observou-se que os filmes tratados em mufla mancharam pouco, o que pode ser atribuído à maior hidrofilicidade dessas superfícies, e a variação colorimétrica ao final do ensaio era pouco perceptível. Os filmes expostos à radiação UVC, entretanto, apresentaram manchas muito visíveis ao final do tratamento, embora a descoloração ocorra de forma contínua ao longo do tempo. Tanto para as amostras tratadas termicamente em mufla, quanto para as amostras irradiadas em luz UVC não foram observadas diferenças significativas de variação colorimétrica entre filmes bicamada e tricamada, o que indica que o aumento da espessura é desnecessário para atingir resultados equivalentes.

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  • IPEN-DOC 29771

    TEIXEIRA, ANDRE L. de M. . Detecção de borda em imagens de escoamento bifásico de um circuito experimental de circulação natural pelo método FUNED (Fuzzy Number Edge Detector) / Edge detection in biphasic flow images of an experimental natural circulation circuit by the FUNED (Fuzzy Number Edge Detector) method . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-103507

    Abstract: Este trabalho aplicou o método FUNED (do inglês "Fuzzy Number Edge Detector") que é baseado em números Fuzzy para detecção de contornos em um conjunto de imagens digitais de escoamento bifásico obtidas em experimentos no Circuito de Circulação Natural (CCN) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). O algoritmo se baseia na utilização de cada pixel da imagem adquirida como um número Fuzzy para gerar uma imagem que permita mostrar a pertinência do pixel em relação às regiões de borda e fundo. A imagem-pertinência gerada é utilizada como base para a identificação das bordas, onde um pixel branco significa valores acima do limiar e um pixel preto indica valores abaixo desse valor, processo conhecido como binarização da imagem. Após encontrar-se o limiar ótimo, é aplicada a técnica de supressão de não-máximos para criar uma borda mais fina. As imagens finais do método são comparadas com imagens idealmente classificadas (construídas pixel a pixel por um especialista). A mesma comparação foi realizada utilizando-se o clássico detector de bordas de Canny, permitindo-se mostrar a eficiência do detector de bordas FUNED. Os resultados mostraram que o método FUNED detectou corretamente entre 19% e 25% dos pixels que foram idealmente classificados como borda pelo especialista e, de forma complementar detectou corretamente entre 96% e 98% dos pixels classificados como fundo. O detector de Canny foi aplicado nas mesmas imagens e sob a mesma análise, apresentou um percentual de acertos entre 25% e 39% na predição do que era borda e complementarmente, entre 98% e 99% do que era fundo.

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  • IPEN-DOC 29770

    ZUFFI, ARMANDO V.F. . Creation and spatial-temporal characterization of gas targets and plasmas for laser-electron acceleration / Criação e caracterização espaço-temporal de alvos gasosos e plasmas para aceleração de elétrons por laser . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 147 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-111730

    Abstract: The acceleration of electrons by lasers is a technique that has been gaining importance all over the world in recent years due to its potential to decrease the size and complexity of accelerators, favoring the diffusion of this technology to conventional laboratories, with the inevitable emergence of new science and applications. The High Intensity Ultrashort Laser Pulses Laboratory at IPEN has been working to implement the first laser-electron acceleration infrastructure in Brazil and Latin America. For this purpose, we are currently focusing efforts on different challenges, ranging from the creation and characterization of micrometric gaseous targets and laser-induced plasmas for particle acceleration, to the upgrade of a laser system to achieve the needed peak powers. This PhD thesis explores a significant portion of these challenges, starting with the fabrication of micrometric de Laval nozzles by ultrafast laser micromachining in alumina, to generate laser targets in the form of supersonic gas jets in vacuum. Nozzles were manufactured in a home-built trepanning setup, and their geometry and surface quality dependence on the laser and machining parameters were studied, resulting in fabrication protocols that create de Laval nozzles capable of generating supersonic jets used as targets for laser-plasma interactions. To diagnose the micro-jets and the plasmas, a time-resolved Mach-Zehnder-like interferometer was developed, built, and coupled to a pump-probe setup to study the plasma dynamics with femtosecond resolution. In this setup, density profiles of gas jets and laser-induced plasmas were measured with a spatial resolution of a few micrometers. In addition, a detailed study of the laser-induced plasma evolution in air was conducted from tens of femtoseconds to hundreds of picoseconds, in which plasma formation, impact ionization, and electron recombination were investigated, using algorithms and softwares developed by our group. This diagnostic setup proved to be reliable to characterize the density gradients of micrometric laserinduced plasmas, becoming a permanent setup for further laser-electron acceleration developments at IPEN.

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  • IPEN-DOC 29769

    GALVAO, HUGO P. . Análise de desempenho da contenção e dos sistemas de segurança do reator nuclear modular IRIS para um cenário de acidente severo / Contaiment and safety system performance assessment of IRIS nuclear reacotr IRIS for severe accident scenario . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Julian Marco Barbosa Shorto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-153951

    Abstract: Os reatores nucleares modulares (SMRs) são os mais recentes reatores nucleares projetados para gerar energia elétrica, cujos componentes e sistemas podem ser fabricados no mesmo local e transportados como módulos para os locais de instalação, gerando considerável redução nos custos do projeto. A maioria dos projetos de SMR adotam recursos de segurança avançados ou mesmo inerentes e podem ser projetados como uma planta única ou de múltiplos módulos. Os SMRs estão em desenvolvimento para todas as principais linhas de reatores, como por exemplo, reatores refrigerados a água, a gás, metal líquido e sal fundido. Neste trabalho, o SMR IRIS (International Reactor Innovative and Secure) foi abordado como reator de referência. Tal modelo de reator foi representado por meio da aplicação de três códigos de referência na área nuclear. Para avaliar o desempenho dos sistemas de segurança e da contenção, o SMR IRIS foi condicionado à evolução de um cenário de acidente severo com a imposição de uma série de condições de contorno, de forma a desafiar a capacidade de mitigação desse reator. A análise dos resultados obtidos permitiu verificar o comportamento dos principais sistemas do reator. Destacando-se a capacidade de remoção do calor residual e redução da evolução temporal da pressão. Além disso, demonstrou-se a capacidade da contenção deste reator em atuar como uma importante barreira de confinamento de material radiativo para o ambiente externo.

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  • IPEN-DOC 29768

    TABUTI, FRANCISCO N. . Desenvolvimento de célula a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária a etanol direto com camada catalítica à base de céria / Development of direct ethanol intermediate temperature solid oxide fuel cell with ceria-based catalytic layer . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 106 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-150928

    Abstract: As células a combustível de óxidos sólidos (SOFC) apresentam diversas vantagens com relação a dispositivos tradicionais geradores de energia, inclusive se comparadas a outros tipos de célula a combustível. Entre as principais características das SOFC destacam-se: elevada eficiência de conversão, descentralização da produção de energia, possibilidade de uso de combustíveis diversos como gás natural e etanol - que são estratégicos para Brasil - e a baixa emissão de poluentes. Entretanto, existem várias barreiras a serem superadas para a difusão dessa tecnologia. Entre elas, a alta temperatura de operação da célula - que resulta em vários problemas para montagem e operação de um sistema de potência elevando o custo do sistema - e a desativação da célula devido à deposição de carbono na superfície do anodo de níquel quando a célula é alimentada com hidrocarbonetos. Muitas pesquisas têm buscado superar estes problemas garantindo a estabilidade da SOFC. A estratégia escolhida para se tentar solucionar esse problema é a utilização de componentes anódicos ativos para reforma catalítica do combustível, associado a um processo de reforma interna do combustível, fornecendo H2 e CO, passíveis de oxidação eletroquímica. Desta maneira, este trabalho de doutoramento aborda estes dois aspectos: (I) baixar a temperatura de operação da célula para temperaturas intermediárias, ou seja, de 850 °C para 600 °C e (II) utilização direta do etanol como combustível pelo processo de reforma interna. São apresentados os resultados de testes de células operando com etanol direto em alta temperatura e resultados de células suportadas no anodo com camadas catalíticas - sem a presença de metais preciosos - operando com etanol direto em temperaturas intermediárias. São descritos os procedimentos para fabricação da célula suportada no eletrólito e para preparação e aplicação das suspensões utilizadas nas diferentes camadas da célula. Também são descritos os sistemas utilizados nos testes de célula. Como principal resultado, obteve-se a estabilização da corrente de saída da célula vii operando com etanol direto tanto a 850 °C quanto a 700 °C sem adição de água ao combustível.

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  • IPEN-DOC 29767

    SILVA, LEANDRO G. de M. e . Visita virtual ao reator nuclear de pesquisa IEA-R1 / Virtual visit to the IEA-R1 nuclear research reactor . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 128 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-162824

    Abstract: Diante de uma iminente crise mundial de combustíveis fósseis, preocupações com o meio ambiente e aumento crescente na demanda por energia, a expectativa de crescimento de reatores nucleares no mundo é algo que vem sendo cada vez mais considerado. Faz-se necessário então, a divulgação dessa tecnologia para que a sociedade e o meio estudantil possam receber informações corretas sobre os benefícios da tecnologia nuclear. Embora o Brasil tenha dois reatores de potência e quatro reatores de pesquisa espalhados pelo país, as visitas a essas instalações são praticamente inviáveis, por questões de distância e segurança. Pensando nisso, o uso de aplicativos utilizando a tecnologia de óculos de realidade virtual com auxílio de um smartphone, para a realização de uma visita virtual a instalações de reatores nucleares, poderá contribuir para a divulgação em escolas e para a comunidade em geral sobre os benefícios e uso pacífico da tecnologia nuclear. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma ferramenta de navegação amigável e educacional, por meio de realidade virtual, utilizando um par de óculos do tipo Google Cardboard, que permitirá a imersão do usuário nas instalações do reator de pesquisas IEA-R1 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) em São Paulo. Para isso, utilizou-se as técnicas de documentação do mercado de desenvolvimento de jogos virtuais, bem como diversas ferramentas de modelagem 3D, texturização, iluminação, programação, Inteligência Artificial (IA), animação, tratamento de áudio, entre outros. Como resultado desta pesquisa foi obtido um aplicativo amigável que permite realizar uma visita virtual ao IEA-R1. Este trabalho poderá beneficiar educadores e alunos nos estudos relacionados a tecnologia nuclear ou na área de desenvolvimentos de jogos ou aplicativos na área da educação.

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  • IPEN-DOC 29766

    CARVALHO, DANIEL S. de M. . Simulações numéricas de testes de queda livre de modelo em escala 1:2 de embalagem de transporte de elemento combustível irradiado de reator nuclear de pesquisa / Numerical simulations of drop tests of 1:2 scale model of research nuclear reactor spent fuel element transport packaging . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-141937

    Abstract: Parte essencial do desenvolvimento e operação da indústria nuclear, seja produção de energia seja de pesquisa, ocorre através do transporte de elementos combustíveis. Tanto órgãos nacionais como internacionais, detém normas e instruções de engenharia que regulamentam projetos de embalagens de transporte de combustível nuclear. Dessa forma, é descrito especificamente a que condições acidentais o projeto deve suportar e, portanto, um conjunto de testes deve ser aplicado contemplando essas situações. Um dos testes mais importantes é o teste de queda livre de nove metros sobre superfície rígida, onde após o impacto a embalagem mantenha a integridade estrutural e funcional de seus componentes, ou seja, deve garantir a blindagem à radiação e evitar vazamento de material radioativo. O avanço computacional e a evolução de ferramentas de análises permitiram economizar tempo e recursos, e este trabalho apresenta as bases de simulações numéricas para testes de queda livre das embalagens. Através de análises distintas foram discutidos os principais parâmetros de controle dos fenômenos conhecidos, como a deformação plástica, as propriedades dos contatos e a absorção de energia de forma qualitativa. Em seguida, um caso de estudo de modelo em escala 1:2 do conceito de embalagem de transporte foi constituído através de ferramentas de modelagem e cálculo como o ANSYS LS-DYNA. Os resultados das análises confirmaram os fenômenos esperados para o ensaio adequadamente e permitiram comparar configurações diferentes quando se tratar do uso de materiais ortotrópicos. O caso de estudo reproduziu satisfatoriamente o comportamento dos testes de queda livre de 9 m descritos.

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  • IPEN-DOC 29765

    AQUINO, CARLOS A.B. . Estudo do balanço de gases estufa na bacia amazônica utilizando medidas de coluna total por meio da técnica de FTIR / Study of the greenhouse gas balance in the amazonic basin using total column measures through the ftir technique . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 93 p. Orientador: José Oscar William Vega Bustillos. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-120558

    Abstract: A intervenção humana no ciclo do carbono vem provocando alterações nos ciclos biogeoquímicos. Um dos efeitos mais significativos é o efeito estufa que está provocando um aumento da temperatura média do planeta. O presente trabalho, tem como objetivo a caracterização química dos gases da atmosfera, considerados Gases de Efeito Estufa (CH4, N2O) e Compostos Orgânicos Voláteis (C2H2, C2H6, H2CO e HCN) e o CO, (traçador de queimadas) que podem interferir no clima e no ecossistema da Bacia Amazônica, e correlacioná-las com fatores climáticos: previsão de chuva e chuva efetiva. A concentração dos gases: foi medida aplicando a técnica da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier – FTIR, utilizando um espectrômetro de absorção Bruker 125M FTIR, num período de 4 anos por meio de medidas de perfil vertical em Porto Velho (8,8°S, 63,9°O), Rondônia. Local privilegiado pela sua posição na América do Sul e por ser caminho das massas de ar que transportam humidade para diversas regiões do Brasil. Para obtenção dos dados climáticos desenvolveu-se um sistema (software) utilizando a metodologia de desenvolvimento por prototipação (Robô de banco de dados). A análise dos dados, obtidos pelos diferentes equipamentos, utilizou um processo que combina diversas áreas de descoberta do conhecimento: Aprendizagem de Máquina, Reconhecimento de Padrões, Estatística e Inteligência Artificial. Com os resultados encontrados, observamos que a concentração dos gases, possuem relação com a movimentação atmosférica relativa às altitudes estudadas (troposfera). Os valores de acurácia encontrados nas análises, são considerados promissores para uma nova metodologia de análise e estudos climáticos. Ressaltase a necessidade da continuidade e aprofundamento dos estudos, aplicando a metodologia criada, aperfeiçoando as análises e utilizando dados recentes, considerando que este método pode contribuir para as previsões climáticas da região.

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  • IPEN-DOC 29750

    VILLELA, ANNA L.M. . Avaliação de escores preditores de mortalidade em pacientes com tumor sólido em um centro de Cuidados Paliativos / Assessment of mortality predictor scores in patients with solid tumor in a Palliative Care center . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 69 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-152516

    Abstract: Prever a expectativa de vida em pacientes com câncer em Cuidados paliativo (CP) é ainda um grande desafio. Os modelos de avaliações prognósticas são calibrados para populações específicas. É essencial identificar a ferramenta que melhor se adapte a cada cenário clínico. Trata-se de um estudo de coorte, prospectivo com pacientes portadores de neoplasias sólidas em fase avançada, em um hospital oncológico, com o objetivo de avaliar os escores prognósticos PaP (Palliative Prognostic Score), PPI (Índice de prognóstico paliativo) e estimativa clínica de sobrevida (ECS). Analisou-se a sobrevida observada e comparou-se com essas ferramentas. O tempo de sobrevida foi definido como a diferença em semanas entre o dia da primeira consulta e óbito do paciente. Para as análises estatísticas, utilizou-se um nível de significância de 5% e um intervalo de confiança de 95%. Foram incluídos 88 pacientes no estudo. O tempo médio entre o diagnóstico e o encaminhamento aos CPs foi de 84 semanas. A mediana da duração de seguimento na Unidade de CP foi de 16 semanas (sobrevida observada). A maior parte dos pacientes foi categorizada no Grupo A, tanto no escore PaP quanto no PPI. As sensibilidades calculadas para os escores da categota A, PaP e PPI, e para ECS acima de 12 semanas foram de 96,2%, 84,4%, e 68,6 %, respectivamente. A especificidade nos escores PPI e PaP foram maiores para as categorias que estimavam menor sobrevida. Quanto à ECS, a especificidade foi maior no intervalo de 11 a 12 semanas (98,6%). A acurácia do PaP para categoria A foi superior aos demais escores, reforçando o pressuposto de que o escore é mais assertivo para pacientes com expectativa de vida mais alta. Concluiu- se, para a presente amostra, que o escore PAP na categoria A se mostrou a melhor ferramenta para prever a sobrevida de pacientes.

    Palavras-Chave: neoplasms; tumor cells; clinical trials; forecasting; deterministic estimation; projection series; mortality; patients; survival curves; performance testing

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  • IPEN-DOC 29749

    TASSO, ORION G. . Comparação de desempenho do espectrômetro portátil de fluorescência de raios-X utilizando alvos de Au e Ag para análise de amostras na área da saúde / Performance comparison of portable X ray fluorescence spectrometer using Au and Ag targets for sample analysis in healthcare . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 54 p. Orientador: Cibele Bugno Zamboni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-121043

    Abstract: Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do espectrômetro portátil e compacto de Fluorescência de Raios X (pFRX), para análise de elementos químicos em amostras biológicas de interesse na área da saúde humana (prioritariamente fluidos corpóreos como soro e urina) bem como para medicina veterinária, utilizando alvos de prata (Ag) e ouro (Au). O foco das comparações foi direcionado às análises quantitativas de elementos de relevância clínica e nutricional (prioritariamente a dosagem de Ca, Cl, Fe, K, P e S). Para este estudo foram avaliados, para cada alvo, os parâmetros: linearidade, reprodutibilidade, acurácia, sensibilidade e limite de detecção. Essas investigações permitiram a realização de um estudo comparativo entre os alvos com a finalidade de fornecer subsídios que permitem a escolha adequada do alvo (Ag e/ou Au), agilizando as medidas além de fornecer resultados mais precisos.

    Palavras-Chave: x-ray fluorescence analysis; spectrometers; gold; silver; targets; portable sources; performance testing; clinical trials; samplers; urine; fluorescencia; espectrometria; x radiation

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  • IPEN-DOC 29748

    SILVA, PAULA C.M. . Influência do titanato de neodímio na microestrutura, propriedades mecânicas e bioatividade de cerâmicas de alumina / Influence of neodymium titanate on the microstructure, mechanical properties and bioactivity of alumina ceramics . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-121825

    Abstract: A utilização de materiais cerâmicos na biomedicina tem se destacado devido as suas propriedades químicas e mecânicas e ausência de toxidade, sendo a alumina uma das biocerâmicas mais utilizadas, principalmente na fabricação de próteses para substituições de quadril e joelhos, reconstrução maxilofacial. Com o objetivo de controlar a microestrutura, densificação, propriedades mecânicas e acelerar a osteointegração de biocerâmicas de alumina, aditivos óxidos e não óxidos têm sido adicionados durante sua síntese ou processamento. O presente trabalho visa avaliar o efeito da adição do Nd2Ti2O7, sobre a densificação, propriedades mecânicas e bioatividade in vitro, em cerâmicas de alumina. Os resultados mostraram que a adição do composto Nd2Ti2O7, favoreceu a densificação da alumina durante o processo de sinterização a temperaturas relativamente baixas, 1500 e 1550°C/1h. Valores de densidade relativa acima de 95% foram alcançados, observando-se uma tendência no aumento na densificação com o aumento no teor do composto. As micrografias eletrônicas de varredura por elétrons retroespalhados, mostraram que todas as amostras desenvolveram uma microestrutura caracterizada por matriz de alumina, com grãos alongados além de fases secundárias, identificadas por difração de raios X como, Nd2Ti2O7, Nd1,65Al23,43O38 e Al0,1Nd0,7Ti0,9O3. Os dados obtidos para os valores de tenacidade à fratura e dureza, foram similares em ambas as temperaturas de sinterização, embora tenha sido observado uma tendência no decréscimo dos valores, com o aumento do teor de Nd2Ti2O7. A partir das análises de reatividade in vitro por imersão em Simulated Body Fluid (SBF), foi possível observar que houve nucleação de cristais de fosfato de cálcio em todas as amostras a partir do 3º dia de imersão, e que quanto maior a quantidade de Nd2Ti2O7 nas amostras, maior foi a formação de hidroxiapatita, evidenciando que a adição do aditivo tende a favorecer o comportamento biológico dos materiais estudados.

    Palavras-Chave: sintering; microstructure; neodymium alloys; mechanical properties; biological pathways; aluminium oxides; ceramics

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  • IPEN-DOC 29747

    SILVA, DANIEL V. da . Síntese de nanoestruturas à base de grafeno para aplicação em supercapacitadores / Synthesis of graphene based nanostructures for supercapacitors applications . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 105 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-112447

    Abstract: Supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia que tem tido muita atenção nas últimas décadas e são considerados promissores para trabalhar em conjunto ou para substituir as baterias, tendo as vantagens de: ter longos ciclos de vida, altas densidades de potência e taxas de carga e descarga rápidas. Com a aplicação das nanoestruturas à base de grafeno como eletrodo, estes dispositivos tornaram-se ainda mais promissores. Considerando-se a variedade de métodos para síntese dessas nanoestruturas, a presente dissertação teve como objetivos a avaliação de duas rotas de síntese de nanoestruturas à base de grafeno na eficiência dos eletrodos de supercapacitores: (a) esfoliação química do grafite (seguida de redução química do óxido de grafeno gerado com ácido ascórbico e etapas adicionais de redução térmica a vácuo e por micro-ondas) e (b) ação de um arco voltaico em reagente orgânico por meio de um gerador de plasma frio. Avaliou-se também o efeito da presença de ureia como agente dopante de nitrogênio. Para caracterizar estes materiais foram utilizadas as técnicas de: análise termogravimétrica, fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Os materiais sintetizados foram utilizados como material ativo para eletrodos de supercapacitores que foram caracterizados eletricamente por voltametria cíclica. Os valores de capacitância obtidos foram comparados com valores de capacitância de um supercapacitor comercial à base de carvão ativado e de um supercapacitor à base de óxido de grafeno reduzido obtido comercialmente. Os resultados obtidos indicaram que a metodologia de esfoliação química do grafite foi efetiva para obtenção de óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido de poucas camadas e que a realização de etapas de redução térmica promove a eliminação de grupos funcionais. A síntese por plasma a frio permitiu a síntese de grafeno em uma única etapa. Os supercapacitores à base dos nanomateriais de grafeno demonstraram grande estabilidade, quando comparados com supercapacitores de carbono ativado de origem comercial, sendo que a dopagem com ureia se mostrou eficiente para aumentar a capacitância desses dispositivos. O material produzido por plasma frio apresentou maior valor de capacitância em corrente constante nas medidas realizadas em ensaios de meia célula quando comparado com o grafeno comercial.

    Palavras-Chave: synthesis; graphene; oxides; nanostructures; capacitive energy storage equipment; thermal gravimetric analysis; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 29746

    SALGADO, MICHELLY G.S. . Exposição à radiação ionizante em récem-nascidos prematuros hospitalizados em uma unidade neonatal / Exposure to ionizing radiation in premature newborns hospitalized in a neonatal unit . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 119 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-151054

    Abstract: A prematuridade é um dos principais preditores de mortalidade infantil e, junto ao baixo peso ao nascer, é responsável pela maior proporção de morte neonatal. São considerados causas evitáveis de óbito por meio do adequado acompanhamento de pré-natal e do acesso aos serviços de saúde. Avanços nos cuidados de terapia intensiva neonatal tem proporcionado progressivamente a redução da mortalidade de crianças nascidas em baixa idade gestacional e baixo peso. Pacientes prematuros, especialmente os portadores de doença respiratória, e que estão sob suporte ventilatório, frequentemente são submetidos a exames radiológicos, preferencialmente por meio de raio X de tórax. Muitas vezes esse exame é realizado sem indicação evidente e com tendências ao aumento dessas solicitações devido ao maior acesso e disponibilidade, o que leva a exposição desnecessária à radiação ionizante e seus riscos, muitas vezes contrariando os princípios do cuidado com a saúde infantil no que diz respeito à redução inteligente do uso da radiação em pacientes, especialmente neonatais. O aumento do número de recém-nascidos prematuros extremos na unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN) exige múltiplos exames radiológicos e o risco de exposição à radiação se torna um problema mais prevalente. O presente estudo foi realizado em Ipatinga, Minas Gerais, e teve o objetivo de avaliar o perfil epidemiológico dos pacientes, em especial dos recém-nascidos prematuros, e correlacionar ao número de exames de imagem solicitados e, consequentemente, a exposição à radiação ionizante daqueles que necessitaram de internação na Unidade de Tratamento Intensivo Neonatal (UTIN). A pesquisa consistiu em 300 recém-nascidos prematuros em idade gestacional de até 36 semanas e seis dias que necessitaram de internação após o nascimento. Foram coletados e analisados também os dados registrados em prontuários de suas respectivas mães, totalizando em 600 amostras. Os resultados obtidos neste estudo não deixam dúvida de que o conhecimento da epidemiologia dos pacientes prematuros e os dados sobre realização de exames radiológicos nesses pacientes, é de fundamental importância na elaboração de protocolos de atendimento, destinados à redução da exposição à radiação ionizante dos recém-nascidos prematuros durante a hospitalização.

    Palavras-Chave: radiation doses; spatial dose distributions; temporal dose distributions; maximum permissible exposure; biological effects; ionizing radiations; newborns; neonates; prenatal exposure; biological stress

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  • IPEN-DOC 29745

    RODRIGUES, VANESSA G. . Processamento da zirconita : de tecnologia nuclear a biomaterial / Zircon sand processing: from nuclear to biomaterial . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-12042023-142442

    Abstract: O processo de metalurgia extrativa de zircônio e háfnio para obter ZrO2/HfO2 grau nuclear, que foi desenvolvido no IPEN, inclui desde a abertura da zirconita (ZrSiO4) por fusão alcalina, separação e purificação de Zr/Hf de outros elementos do minério até processos especiais de separação de Zr e Hf por técnica de extração por solventes para obtenção desses em grau nuclear. Em reatores nucleares, Zr grau nuclear é usado como material de contenção de combustível e Hf nuclear, em barras de controle de nêutrons. A zircônia (ZrO2) apresenta três formas polimórficas: cúbica (c), tetragonal (t) e monoclínica (m). Recentemente, YSZ, ZrO2 estabilizado com Y2O3 na fase cúbica tem sido estudado como candidato à matriz cerâmica inerte, devido às suas excelentes propriedades mecânicas e resistência a danos por radiação. Neste trabalho, foram utilizadas soluções de oxicloreto de zircônio e cloreto de ítrio obtidos a partir da dissolução de hidróxido de zircônio (do processo IPEN de metalurgia extrativa de Zr e Hf) e Y2O3 em HCl. O pó cerâmico YSZ foi sintetizado por coprecipitação de hidróxidos Zr e Y na mistura dessas soluções, por adição de NH4OH. Calcinação a 550ºC por 1h destes hidróxidos resultou em YSZ estabilizada na fase cúbica. Os nanocristais de zircônia incorporados na sílica têm grande potencial de aplicação na área biomédica. Diferente de outros estabilizantes, como alcalinos terrosos e algumas terras raras, a sílica induz a formação de rede de oxigênio que estabiliza a fase tetragonal de ZrO2, através de ligações Si-O-Zr, o que poderia promover a propriedade bioativa. Zircônia estabilizada tetragonal de composição molar de SiO2:ZrO2 de 62:38 foi sintetizada pelos métodos sol-gel seguido de precipitação. As soluções ZrOCl2 e Na2SiO3, ambas derivadas do processo de metalurgia extrativa do IPEN, foram utilizadas como fonte de ZrO2 e SiO2, respectivamente. Pó de ZrO2 tetragonal foi obtido após tratamento térmico a 950ºC por 3h do produto sintetizado. A cerâmica sinterizada a 1100 ºC por 3 h foi submetida ao teste de citotoxicidade e bioatividade. O produto não apresentou citotoxicidade e bioatividade nos períodos analisados.

    Palavras-Chave: synthesis; coprecipitation; nanocomposites; zirconium silicates; powder metallurgy; sol-gel process; toxicity; materials testing; biological materials

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  • IPEN-DOC 29744

    OLIVEIRA, SORAIA B. de . Análise do perfil da expressão de canais de zinco no adenocarcinoma renal humano após quimioterapia / Analysis of zinc channels expression profile in human renal adenocarcinoma after chemotherapy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 72 p. Orientador: Maria Helena Bellini Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-124258

    Abstract: O Carcinoma de células renais (CCR) representa, aproximadamente, 90% das neoplasias malignas renais, e é o mais agressivo dos tumores urológicos. Seu subtipo patológico mais frequente é o de células claras (CCRcc), frequentemente associado a mutação do gene supressor de tumor de Von Hippel-Liundal (VHL). O Temsirolimus (TEM) é um fármaco de terapia-alvo, com ação antiangiogênica e antiproliferativa que atua como um inibidor seletivo da via da Mammalian target of rapamycin (mTOR). O Zn é um elemento essencial para o metabolismo e homeostase celular. A família de transportadores responsáveis pelo controle homeostático do Zn são o ZnT e a família de transportadores ZIP. Dada a a importância do elemento Zn para a homeostase celular e a escassez de trabalhos encontrados sobre os mecanismos de controle de sua homeostase, o objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil da expressão dos transportadores de Zn em células normais do túbulo proximal renal e no adenocarcinoma renal humano de células claras e o perfil da expressão dos transportadores das células do adenocarcinoma renal após o tratamento com TEM. Desta forma, foi verificada a avaliação da expressão do RNAm dos canais de Zn das amostras HK-2, 786-0 e 786-0/TEM pela técnica de Real Time q-PCR e a avaliação da expressão proteica dos grupos de amostra pela técnica de Western Blotting. Houve concordância entre resultados das duas técnicas empregadas. Verificou-se uma diminuição significativa na expressão dos canais ZnT1 e ZIP10 e um aumento significativo na expressão do canal ZIP11 na linhagem 786-0 quando comparado ao HK-2. Após o tratamento da linhagem 786-0, os canais ZnT4, ZIP10, ZIP11 e ZIP14 apresentaram uma diminuição significativa. O único canal que não apresentou diferença de expressão entre os grupos avaliados foi o ZIP4. Os resultados obtidos apresentam uma diferença no perfil de expressão entre a linhagem tumoral e a linhagem normal. Observou-se que o tratamento quimioterápico modulou a expressão dos canais transportadores de forma negativa.

    Palavras-Chave: neoplasms; carcinomas; kidneys; chemotherapy; metabolismo; omeostasis; zinc ions; bioassay

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  • IPEN-DOC 29743

    OLIVEIRA, LEANDRO da S. . Obtenção de alumina anódica nanoporosa em liga AA 1050 / Obtention of nanoporous anodic alumina on AA 1050 alloy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-12042023-115026

    Abstract: O ramo da nanotecnologia tem sido o foco de desenvolvimento em diversas áreas, tendo como finalidade melhorar as propriedades de materiais. Aplicações para materiais na escala nanométrica têm sido buscadas pelas indústrias de microeletrônica, revestimentos de ferramentas, aplicações biomédicas e na indústria aeronáutica, entre outras. Alumina anódica nanoporosa (AAN) tem atraído muito interesse devido ao arranjo regular de nanoporos e têm sido utilizadas, por exemplo, em aplicações como processos de filtração, biossensores, biomateriais, catálise, fotocatálise e sensores de umidade, ou ainda como molde para componentes, tais como nanotubos e nanofios. O presente trabalho teve como objetivos a obtenção de uma camada de AAN e a análise da influência dos parâmetros de processo durante a anodização da liga de alumínio AA 1050 fazendo uso do ácido sulfúrico como eletrólito. Foram estudadas as variáveis relacionadas a tempo-concentração, onde as amostras foram anodizadas por tempos de 2, 4, 5, 6 e 8 h em eletrólitos de 0,35 M H2SO4, 0,40 M H2SO4 e 0,45 M H2SO4. Observou-se que a camada de AAN é amorfa e cresce perpendicularmente à superfície da amostra e que o aumento do tempo de anodização resultou em superfícies de maior molhabilidade, independente da concentração do eletrólito. Para uma dada concentração, a espessura da camada de alumina anódica aumenta com o aumento do tempo de anodização até 5 h de processo. O diâmetro médio de nanoporos variou entre 38 e 54 nm e a espessura da camada oxidada variou entre 42 e 200 μm.

    Palavras-Chave: corrosion protection; anodization; aluminium oxides; aluminum alloy; sulfuric acid; electrolytes; nanotubes; layers

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  • IPEN-DOC 29742

    BURIN, ANA L. . Cálculo da espessura equivalente de água (WET) para diferentes tecidos humanos para dosimetria em protonterapia / Calculation of water equivalent thickness (WET) for different human tissues equivalent materials for dosimetry in proton therapy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Hélio Yoriyaz. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-153729

    Abstract: A terapia de prótons é uma modalidade de tratamento avançada que explora a profundidade definida de penetração e o alto poder de ionização dos feixes de prótons no final do seu alcance (range) na região estreita chamada de pico de Bragg. Essa deposição de energia altamente localizada torna a distribuição de dose geometricamente precisa aos tumores. A presente dissertação apresenta um estudo comparativo de dois códigos diferentes baseados no método de Monte Carlo: MCNP e TOPAS dos valores da razão equivalente de água (WER), da espessura equivalente de água (WET) e do espalhamento múltiplo coulombiano (MCS) para várias energias. Os parâmetros WER e WET são utilizados para relacionar o range em água com outros materiais e tecidos do corpo humano. O MCS é um componente importante para a distribuição lateral de dose, sendo que, os modelos utilizados para seu cálculo influenciam substancialmente no resultado final. O principal objetivo deste trabalho é contribuir com o aprimoramento do cálculo de dose em protonterapia, mais especificamente no cálculo de WER, WET e MCS. Dentre os vários resultados apresentados, este estudo apresenta os valores de WET e WER para diferentes tecidos humanos e para diferentes energias. Demonstrou que os valores de WER e WET são constantes com a energia, sendo que, as diferenças encontradas são inferiores a 1% para ambos os parâmetros, o que simplificará os cálculos de dose futuros. Para o estudo realizado sobre MCS foi observado que o uso do modelo GAUSSIAN do código MCNP é desaconselhável, obtendo diferenças relativas maiores quando comparado com o modelo default (FNAL1) e com os fornecidos pelo código TOPAS.

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  • IPEN-DOC 29741

    BOIANI, NATHALIA F. . Avaliação da toxicidade aguda e dos efeitos da irradiação com feixe de elétrons em misturas de compostos farmacêuticos / Evaluation of acute toxicity and effects of electron beam irradiation in a mixtures of pharmaceuticals . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-10032023-113529

    Abstract: Atualmente uma vasta gama de contaminantes vêm sendo detectados no meio hídrico, os produtos farmacêuticos merecem atenção especial, pois representam mistura complexa de contaminantes no ambiente, podendo causar efeitos deletérios a biota. Esses compostos possuem alta produção, utilização, descarte incorreto, chegando a rede coletora de esgoto através principalmente, da excreção humana e de residuos da indústria farmaceutica e agropecuária. Em águas superficiais, contribuem na alteração do padrão de qualidade das águas e redução da biodiversidade de organismos aquáticos, afetando tanto os ecossistemas quanto a saúde humana. As técnicas convencionais de tratamentos de efluentes são insuficientes na remoção desses compostos e seus metabólitos, sendo assim, buscam-se técnicas avançadas capazes de reduzir esses resíduos nas águas. O processo de irradiação por feixe de elétrons vem mostrando resultados satisfatórios na degradação dos compostos farmacêuticos, podendo ser utilizado como alternativa ou complemento aos processos de tratamento de efluentes. O objetivo deste trabalho foi a avaliação ecotoxicológica de quatro compostos farmaceuticos, isolados e em diferentes misturas (binárias, ternárias e quaternárias), bem como a aplicação da irradiação por feixe de elétrons, como proposta de tratamento para a redução dos efeitos tóxicos. Foram realizados ensaios com o antidepressivo Fluoxetina, o β-bloqueador Propranolol, o antibiótico Sulfadiazina e o estimulante Cafeína, individuais e combinados, antes e após o processo de irradiação. Os organismos-teste utilizados foram o microcrustáceo Daphnia similis e a bactéria Vibrio fischeri. A avaliação de risco através da concentração prevista sem efeito (PNEC), e a interação das misturas binárias (MixTox) também foram abordados no presente estudo. Os resultados dos ensaios de toxicidade para efeitos agudos dos fármacos individuais indicaram possível risco de sua presença para a biota aquática, quanto ao Propranolol e a Cafeína. Nas análises das interações toxicológicas das misturas binárias, foi identificado sinergismo para a mistura de Fluoxetina com Propranolol, e antagonismo para a mistura de Fluoxetina com Sulfadiazina e com a Cafeína. A irradiação por feixe de elétrons foi eficaz na redução da toxicidade dos compostos combinados. Na mistura binária de Fluoxetina com o Propranolol, a eficiência de remoção da toxicidade foi de 80% para D. similis e 30% para V. fischeri, nas doses de 2,5 e 5,0 kGy. A mistura de Fluoxetina com Sulfadiazina apresentou valores entre 20-30% de redução da toxicidade para ambos os organismos e doses aplicadas. Os resultados da mistura de Fluoxetina com Cafeína apresentaram eficiência de remoção da toxicidade de 45% para D.similis e 30% para V.fischeri, nas doses aplicadas. Nas misturas ternárias, a eficiência de remoção de toxicidade foi de 40% e 55% para V. fischeri, e de 25% e 35% para D. similis, respectivamente nas doses de 2,5 e 5,0 kGy. Na mistura quaternária a redução da toxicidade chegou a 80% para V. fischeri versus 60% para D. similis, na dose de 5,0 kGy; e em 40%, para ambos os organismos, na dose de 2,5 kGy. Houve o decaimento da absorbância em todos os comprimentos de onda característicos das amostras, indicando que o processo de irradiação foi eficiente na degradação dos compostos, porém baixa eficiência de remoção de carbono orgânico total, indicando que não houve mineralização significativa das amostras irradiadas.

    Palavras-Chave: pharmacology; drugs; methadone hydrochloride; toxicity; pollutants; pollution control; evaporation; electron beams; x radiation

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  • IPEN-DOC 29740

    BEZERRA, INDIRA Q.M. . Utilização de fibra do coco babaçu (Orbignia, sp) como componente de biomanta na proteção de taludes de solo / Use of babassu coconut fiber (Orbignia, sp) as a componente of natural geotextile to protect soil slopes . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-10032023-141906

    Abstract: Uma grande preocupação mundial é a destinação de resíduos, mesmo que estes sejam naturais e degradáveis. A casca do coco babaçu, presente na região norte e nordeste do Brasil, é um exemplo de resíduo gerado pela extração do coco babaçu como o objetivo principal da extração das amêndoas. Assim, neste trabalho buscou-se uma destinação ao epicarpo do coco babaçu, que corresponde à 13 % do fruto. Foi implementado um geotêxtil natural, também denominado de biomanta, para proteção de taludes de solo. A biomanta foi produzida manualmente com a fibra do coco babaçu e protegida por tela de polipropileno biodegradável. A manta foi assentada em um talude natural de solo durante 2 meses, em período chuvoso na cidade de Araguaina-TO, Brasil. O talude foi dividido em blocos com proteção de manta mais grama e sem a proteção da biomanta mais grama, coletando a água e o solo carreados durante as chuvas neste período. Os resultados apontaram que nos blocos com a proteção da manta a água escoada da chuva foi 32% menor que nos blocos sem manta, e que o solo carreado pela chuva foi 80% menor nos blocos cobertos pela manta. O epicarpo do coco babaçu apresentou massa específica de 1,083 g/cm3, absorção de água após 24 h de 0,75% e degradação de 8,87% quando assentada no talude de solo. Estes resultados confirmam a eficácia da biomanta como proteção a erosão de taludes de solo.

    Palavras-Chave: soil conservation; erosion control; biomass; coconuts; shells; fibers; layers

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  • IPEN-DOC 29739

    MACHADO, ARTHUR P. . Preparação de nanopartículas metálicas suportadas em ZnO para uso como fotocatalisadores na conversão de CH4 em produtos de maior valor agregado / Preparation of ZnO-supported metallic nanoparticles for use as photocatalysts in the conversion of CH4 into higher value-added products . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-112024

    Abstract: Converter o Metano em produtos químicos de maior valor agregado é um desafio dada a energia necessária para ativar o CH4. Convencionalmente, essa energia é fornecida a partir de severas condições de temperatura e pressão, promovendo assim quebra da ligação C-H. No entanto, essas severas condições energéticas tendem a desfavorecer os processos de conversão de Metano resultando em produtos indesejados, desativação de catalisadores e baixas taxas de rendimento e seletividade. O processo fotocatalítico é uma alternativa para ativação do Metano sob temperatura ambiente. A fotocatálise utiliza a irradiação de semicondutores com radiação eletromagnética (Luz na faixa do UV-Visível do espectro) para gerar espécies reativas que podem promover a formação de radicais metila (•CH3). Além disso, a deposição de nanopartículas de metais nobres na superfície de semicondutores pode aumentar a fotoatividade agindo como co-catalisadores através de fenômenos como o efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada e a barreira de Schottky. Neste trabalho são apresentados fotocatalisadores sintetizados à base de Óxido de Zinco com sua superfície modificada pela deposição de nanopartículas metálicas (Prata, Paládio, Ouro e Platina) para a conversão do Metano em hidrocarbonetos de cadeias mais longas. Utilizou-se um sistema com um fluxo constante de Metano borbulhado em uma solução aquosa contendo o fotocatalisador disperso. Foram analisados e discutidos os processos de síntese e as técnicas utilizadas para a caracterização dos materiais preparados, bem como as medidas de fotoatividade para formação dos diferentes produtos da reação analisados por cromatografia gasosa e espectrometria de massas. Os principais produtos formados foram C2H6 e CO2, além de menores quantidades de C2H4 e CO. Dentre os materiais analisados, o melhor desempenho foi observado pelo fotocatalisador composto de Pd(0,5%)/ZnO, atingindo uma taxa de produção de C2H6 de 686 μmol.h-1.g-1 e uma seletividade de C2H6 de 46%.

    Palavras-Chave: synthesis; semiconductor materials; zinc oxides; nanoparticles; methane; photocatalysis; gas chromatography; mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 29738

    LISBOA, CARINA C. . Aplicação de técnicas analíticas de espectrometria de massas para análises de amostras de esfregaço (swipe samples) para fins de salvaguardas nucleares / Analytical mass spectrometry techniques applications for the analysis of swipe samples for nuclear safeguard purposes . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 167 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10032023-145845

    Abstract: A possibilidade de detecção de materiais e atividades nucleares não declaradas por meio de análises de amostras ambientais por esfregaço (swipe samples) tornou-se uma importante ferramenta de salvaguardas da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) desde 1996. O objetivo desse estudo foi o de verificar a aplicabilidade de uma metodologia para análise em massa deste tipo de amostra, consistindo basicamente nas seguintes etapas: decomposição das amostras por incineração, digestão ácida do resíduo da incineração, separação química do urânio por cromatografia de troca iônica e medições da quantidade e da composição isotópica de urânio por espectrometria de massas. As medidas do teor total de urânio foram realizadas pela técnica de espectrometria de massas com fonte de plasma induzido (ICP-MS) e as medidas de composição isotópica foram realizadas pelas técnicas de ICP-MS e de espectrometria de massas por termoionização (TIMS). Além da validação da metodologia adotada realizada através da avaliação de parâmetros de desempenho, a comparação entre os resultados de composição isotópica entre as duas técnicas de espectrometria de massas empregadas corroborou ainda mais para a confiabilidade dos resultados. O resultado médio da quantidade de urânio presente nas amostras de branco de processo foi de (0,1113 ± 0,0205) ng, e, portanto, não demonstrou uma contaminação notável no local de trabalho, embora a metodologia não tenha sido realizada em um ambiente laboratorial com classificação de sala limpa. As análises de amostras de branco de esfregaço permitiram verificar a quantidade e a composição isotópica do urânio presente naturalmente no material do filtro de algodão no qual as amostras são coletadas; a quantidade obtida de (2,747 ± 0,096) ng está dentro do intervalo especificado pela AIEA e a razão obtida de n(U-235)/n(U-238) de (0,007841 ± 0,000142) está próxima da encontrada na natureza. A verificação da adequabilidade da metodologia adotada foi realizada através das análises de amostras simuladas preparadas com material de referência certificado e apresentaram uma exatidão da ordem de 4% para as medições do teor de urânio e uma exatidão inferior a 1% para as medições da razão de n(U-235)/n(U-238). Por fim, a coleta e a análise de amostras reais permitiram a aplicação prática da metodologia adotada.

    Palavras-Chave: radiation detection;; radioassay; safeguards; uranium isotopes; icp mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 29737

    JUNQUEIRA, LUCAS S. . Determinação da atividade de emissores beta e gama em rejeitos radioativos operacionais da central nuclear de Angra / Activity determination of beta and gamma emitters in operational radioactive waste from Angra nuclear center . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-120926

    Abstract: Todo rejeito radioativo precisa ser caracterizado para que seu repositório final seja definido conforme os critérios de segurança apresentados nas normas CNEN 6.06 e CNEN 6.09. Neste trabalho foram adaptadas metodologias para analisar os rejeitos radioativos de concentrado de evaporador e resinas de troca iônica das usinas nucleares de Angra dos Reis e determinar a concentração de atividade dos seguintes radionuclídeos de difícil medição: 63Ni, 59Ni, 90Sr, 129I e 135Cs, que apresentaram rendimento de separação, em média de 93, 40, 97 e 73% respectivamente. O 63Ni e o 59Ni foram separados por cromatografia de troca iônica em coluna de Ni resin da Eichron Technologies, o 63Ni foi medido por cintilação líquida e o 59Ni por espectrometria gama. O 90Sr foi separado por cromatografia de troca iônica em coluna Sr-spec e precipitação com oxalato. O 135Cs foi separado por cromatografia de troca iônica em coluna com resina Dowex 50W-X12 e coprecipitação com molibdato de amônio e o 129I foi separado por precipitação com PdCl2. As concentrações de atividade em Bq/g encontradas para o 59Ni ficaram entre 123 e 1685, para o 63Ni entre 40 e 6,53X105, para o 129I entre 0,61 e 535, para o 90Sr entre 0,35 e 58,04 e o 135Cs teve todas as suas medidas abaixo dos limites de detecção que variaram de 2,7 a 349. A metodologia desenvolvida para a separação do iodo não foi encontrada na literatura e apresenta melhorias significativas quando comparada com os métodos atuais para a mesma determinação.

    Palavras-Chave: nuclear power plants; angra-1 reactor; angra-2 reactor; angra-3 reactor; radioactive waste management; ion exchange chromatography; beta decay; gamma detection; activity levels; radiochemistry

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  • IPEN-DOC 29736

    GARY, BRUNO C. . Avaliação de compósitos poliméricos de fibra de vidro e resina éster vinílica e de fibra de vidro e resina poliéster revestidos com impermeabilizante em meio ácido e temperatura / Evaluation of polymeric compounds of fiberglass and vinyl ester resin and of fiberglass and polyester resin coated with waterproofing agent in acid medium and temperature . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06042023-102448

    Abstract: Os compósitos poliméricos possuem uma ampla gama de aplicações na indústria química devido à excelente resistência que tais materiais apresentam na presença de meios alcalinos ou ácidos, condição atribuída à matriz polimérica; com forte atuação nos segmentos de papel e celulose e sucroalcooleira. A literatura mostra que as resinas éster vinílicas oferecem resistência química para essas aplicações, porém com preço superior às resinas comerciais, como os poliésteres insaturados. O objetivo desta pesquisa foi avaliar compósitos de resina poliéster e fibra de vidro impermeabilizados com resina epóxi em meio ácido e compará-los com compósitos de resina de poliéster e fibra de vidro e compósitos de resina éster vinílica e fibra de vidro, ambos sem impermeabilização e submetidos ao mesmo meio, utilizando ensaios mecânicos e térmicos. Os compósitos foram confeccionados pelo processo de hand-lay up e os corpos de prova de poliéster impermeáveis foram mantidos imersos em solução tampão com pH 3 a 70°C por 150 dias. Para avaliar o comportamento dos compósitos de poliéster impermeabilizados, realizaram-se ensaios de flexão, dureza, tração, impacto, MEV e calorimetria exploratória diferencial e comparados com as propriedades dos compósitos de resina poliéster e fibra de vidro e compósitos de resina éster vinílica e fibra de vidro não impermeabilizados. Após o ensaio de resistência química iniciou-se os demais ensaios de caracterização mencionados anteriormente. Não se observou diferenças significativas nas propriedades entre os compósitos de resina poliéster após o ataque químico. Concluiu-se que um compósito de resina poliéster impermeabilizado pode ser uma boa opção para aplicações em ambientes corrosivos onde um compósito de resina éster vinílica seria aplicado.

    Palavras-Chave: berglass; vinyl acetate; resins; polyesters; waterproofing; composite materials; acidization; polymerization; mechanical properties; thermodynamic properties; materials testing; evaluation

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  • IPEN-DOC 29735

    FRENZEL, LUCAS S. . Experimentos no circuito de circulação natural e simulação numérica com o código RELAP5/MOD3.3 / Experiments at natural circulation circuit and numerical simulation with RELAP5/MOD3.3 code . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 129 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-115922

    Abstract: A circulação natural vem sendo um importante tópico de estudo em relação aos sistemas passivos de segurança no resfriamento do núcleo de reatores nucleares, principalmente pelo fato de ter como base a inerência das leis da Física, não dependendo de nenhuma força externa para sua aplicação. O estudo de circuitos experimentais de circulação natural e a simulação numérica com o código RELAP5, em suas diversas modalidades, para análise de transientes e acidentes que podem ocorrer em reatores nucleares têm sido amplamente estudados pela literatura. O presente estudo tem como objetivo estudar a capacidade do código RELAP5/MOD3.3 em reproduzir a fenomenologia da circulação natural em regimes monofásico e bifásico obtida por meio de um circuito de circulação natural (CCN) que se encontra no laboratório de termo-hidráulica do Centro de Engenharia Nuclear (CEENG) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) em São Paulo. Algumas melhorias foram realizadas no circuito experimental, como a inserção de um medidor de vazão, que mudaram as condições iniciais dos transientes ocorridos no circuito, como um sensor de fração de vazio, onde os dados experimentais da fração de vazio, da vazão, das temperaturas e da pressão são comparados com os resultados da simulação numérica obtida com o código RELAP5/MOD3.3. A modelagem dos dados de entrada (input) do CCN foi feita com uso do pré-processador FastLAP, que possui uma lógica de funcionamento mais intuitiva e visual do que outros pré-processadores, com janelas de criação padronizadas de acordo com o manual de uso do RELAP5/MOD3.3. Os resultados se mostraram satisfatórios, em que o código RELAP5/MOD3.3 é capaz de projetar tanto o escoamento monofásico quanto bifásico, sendo evidenciado que os modelos de transferência de calor e os padrões de escoamento utilizados no RELAP5/MOD3.3 estão em concordância com os resultados experimentais.

    Palavras-Chave: natural convection; reactors; reactor cores; cooling systems; safety engineering; heat transfer; hydrodynamics; reactor accident simulation; computer codes

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  • IPEN-DOC 29734

    BONANI, EDUARDO G. . Avaliação de propriedades mecânicas e caracterização microestrutural de consolidados de pós de aço inoxidável AISI 316L fabricados por manufatura aditiva usando a fusão seletiva a laser / Evaluation of mechanical properties and microstructural characterization of AISI 316L stainless steel powder consolidated manufactured by additive manufacturing using selective laser melting . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 101 p. Orientador: Maurício David Martins das Neves. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-15052023-090609

    Abstract: Neste estudo foi utilizado como material particulado o aço inoxidável AISI 316L, proveniente de dois fabricantes diferentes, para confecção de amostras consolidadas, usando do processo de Fusão Seletiva a Laser (FSL) em leito de pó, que é uma técnica de fabricação por manufatura aditiva (MA). Foram variados alguns parâmetros de processo tais como, potência e velocidade do feixe, distância entre passes do feixe laser (hachura) e estratégia de varredura, visando estudar o efeito na porosidade, rugosidade e propriedades mecânicas. A partir das condições selecionadas foram fabricadas amostras para: medidas de rugosidade, ensaios mecânicos de tração, medidas de dureza Rockwell B e caracterização da microestrutura. Observou-se que pós de diferentes fornecedores, mesmo que na especificação técnica, apresentaram diferentes propriedades de empacotamento e de fluidez ocasionando propriedades distintas no consolidado por FSL. Ainda foi verificado que o uso da relação potência do laser e velocidade de movimentação do laser com intervalos diferentes de distância entre os passes (hachura) foi acertado na fabricação de amostras consolidadas com porosidade aparente, em torno de 1 % e rugosidade menor do que 15 μm. Verificou-se que a construção na posição horizontal propiciou a fabricação de amostras com menores porosidades (maior densidade geométrica) e maiores limites de ruptura e de escoamento e maior alongamento, no ensaio de tração, em relação à construção na direção na posição vertical. Observou-se que a presença de porosidade causa diminuição nas tensões de ruptura e escoamento. As amostras fabricadas com potência do feixe laser de 212 Watts, velocidade de 1600 mm/s, hachura de 0,07 mm e espessura de camada de 0,03 mm apresentaram porosidade em torno de 1,0 %, densidade geométrica de 7,65 g/cm3 (> 95 % da densidade teórica), limite de resistência à tração de (612±43) MPa e limite de escoamento de (544±37) MPa, portanto acima de valores referenciados em normas vigentes. A microestrutura obtida era austenítica, refinada e de morfologia predominantemente celular. A morfologia de fratura indicou características dúcteis e formação de pequenos vazios (dimples), além da presença de descontinuidades.

    Palavras-Chave: powder metallurgy; melting; laser radiation; laser radiation; stainless steel-316l

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  • IPEN-DOC 29733

    BIANCHI, PAULO H. . Desenvolvimento de um procedimento analítico-comportamental baseado em estudos de persuasão em mídias sociais visando sua aplicação na promoção de Cultura de Segurança Física Nuclear / Development of a behavioral-analytic procedure based in social media persuasion studies aiming its application in Nuclear Security Culture promotion . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-15052023-094030

    Abstract: A promoção constante dos valores relacionados à Cultura de Segurança Nuclear é uma atividade essencial para que as instalações nucleares e radioativas operem com segurança. A orientação especializada da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) destaca a importância dos líderes da organização na promoção desses valores, no desenvolvimento adequado das habilidades de comunicação com os subordinados e na criação de mecanismos gerenciais que permitam aos funcionários a liberdade de contribuir para melhorar a segurança. A Governança Baseada em Valores é uma estratégia de gestão baseada na Análise do Comportamento que aborda tanto o aspecto da liderança quanto permitir certo grau de liberdade para os colaboradores melhorarem seu ambiente de trabalho com base em valores importantes para a organização, o que é compatível com a recomendação da IAEA. Tal estratégia baseia-se na capacidade dos líderes de influenciar seus liderados, que pode ser estudada sob a ótica da persuasão, seja ela exercida individual ou coletivamente. A Análise do Comportamento aborda a persuasão individual em seus estudos de Governança Verbal e Controle Instrucional, por meio da Teoria dos Frames Relacionais, e a persuasão coletiva é abordada na literatura de persuasão de massa nas mídias sociais. O presente trabalho vale-se da literatura de persuasão de massa nas mídias sociais para aprimorar estudos recentes sobre persuasão que utilizam o referencial teórico da Teoria das Molduras Relacionais, mais especificamente, procedimentos de Coerência Relacional com efeitos no Controle Instrucional. Foram realizados dois procedimentos experimentais manipulando estímulos verbais relacionados a valência do tipo "certo" e "errado", o primeiro manipulando estruturas relacionais previamente treinadas (derivação baixa) e o segundo manipulando estruturas relacionais de implicação combinatória (derivação alta). Em ambos os experimentos, observou-se que o procedimento de Coerência provocou o efeito de preferência desejado por determinado interlocutor e aumentou sua influência no comportamento dos participantes de forma estatisticamente significativa. Com base nesses resultados, tentou-se demonstrar a eficácia do uso do procedimento de Coerência para influenciar o comportamento humano, com o objetivo de propô-lo como uma tecnologia comportamental aplicada para promover uma Cultura de Segurança Nuclear em instalações nucleares e radioativas.

    Palavras-Chave: radiation protection; administrative procedures; decision making; data transmission systems; computer networks; communications; man-machine systems; commutation relations; communities; human factors; occupational safety; safety culture; nuclear facilities; reactor safety experiments; nuclear materials diversion; nuclear materials management; response functions

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  • IPEN-DOC 29732

    ALMEIDA, MATEUS R. de . Investigação de elementos químicos em sangue total de judocas utilizando a técnica de fluorescência de raios X / Investigation of chemical elements in whole blood of judokas using the X-ray fluorescence technique . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 65 p. Orientador: Cibele Bugno Zamboni. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-15052023-092759

    Abstract: O objetivo do presente estudo foi direcionado a avaliação de elementos químicos, de relevância nutricional e clínica, em sangue total de judocas submetidos a plano alimentar balanceado com suplementos (G1) e sem suplementação (G2) visando maior entendimento das necessidades nutricionais e adequação das necessidades diárias em função do desempenho esportivo, uma vez que pequenas variações desses elementos podem levar a perda de rendimento e deixar o organismo vulnerável aos problemas de ordem patológica. As coletas de sangue total foram realizadas após 6 meses da implantação do protocolo nutricional para posterior comparação entre os grupos (G1 e G2). Para essa análise foram empregadas as técnicas de Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (FRXDE) e Análise por Ativação com Nêutrons (AAN). Estas técnicas analíticas são complementares e possibilitaram a análise quantitativa dos elementos Br, Ca, Cl, Fe, K, Na, P, Rb, S e Zn compondo dados de uso na medicina esportiva que podem beneficiar o atleta durante o treino e recuperação. Verificou-se que as dosagens de Cl, K, P e S em sangue total para todos os judocas encontram-se dentro dos intervalos de normalidade, independente do controle alimentar. Entretanto, as dosagens dos demais elementos mostraram variações, tanto para G1 como para G2 em relação ao grupo de controle, quando as comparações foram realizadas em função do gênero. Os resultados mostram a necessidade de adotar dieta personalizada, otimizando o desempenho e recuperação dos judocas, além de contribuir para a proposição de novos protocolos de avaliação nutricional e clínica ainda não descritos na literatura.

    Palavras-Chave: nutritional deficiency; diet; sport facilities; occupants; training; clinical trials; bioassay; blood cells; performance testing; neutron activation analysis; x-ray emission analysis; x-ray fluorescence analysis

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  • IPEN-DOC 29731

    ABE, ALFREDO Y. . Análise neutrônica e do comportamento sob irradiação de combustíveis tolerantes à falha / Neutronic analysis and fuel performance behavior of accident tolerant fuel . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 213 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-15052023-085500

    Abstract: O presente trabalho apresenta uma avaliação e análise quanto aos aspectos neutrônicos e de desempenho de combustível para os potenciais candidatos a combustíveis tolerantes a falha (ATF). Na fase inicial do trabalho para o levantamento bibliográfico utilizou-se a metodologia baseada na técnica de maturidade tecnológica (TRL) para avaliar as diversas opções e tecnologias desses combustíveis. Esta fase inicial permitiu identificar nos desenvolvimentos dos combustíveis tolerantes a falha as principais lacunas e as atividades necessárias para a obtenção e utilização comercial em reatores de potência. As avaliações e as análises neutrônica e de desempenho do combustível dos principais candidatos à combustíveis tolerantes a falha foram realizadas por meio de simulações computacionais utilizando programas de desempenho do combustível (TRANSURANUS) e neutrônica (SERPENT). As atividades consistiram na avaliação e verificação de um projeto de núcleo de reator constituído de combustíveis tolerantes a falha (combustíveis: UO2, U3Si2, UN, UO2-BeO) e os revestimentos: ZIRLO, SiC, FeCrAl, AISI-348). Para tanto, foram obtidos e avaliados os principais parâmetros associados ao projeto do núcleo do reator. Além disso, o trabalho envolveu a avaliação de desempenho de um dos revestimentos (FeCrAl) do combustível tolerantes a falha mais promissores considerando as condições de operação normal e em cenário de acidente. Como conclusão preliminar das atividades desenvolvidas neste trabalho destaca-se a viabilidade neutrônica dos diferentes combustíveis ATF, no entanto em termos de desempenho do combustível nem todas as opções disponíveis ainda possuem grau de maturidade suficiente para aplicação na indústria nuclear em curto e médio prazo. Destaca-se que este trabalho aborda e busca contribuir com um tema bastante atual e relevante na comunidade nuclear, principalmente os grandes desafios envolvidos no desenvolvimento, fabricação e o licenciamento dos combustíveis tolerantes a falha junto aos órgãos regulatórios.

    Palavras-Chave: accident-tolerant nuclear fuels; nuclear fuels; reactor fueling; neutron oscillation; neutronic damage functions; performance testing; computer calculations; computerized simulation

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  • IPEN-DOC 29489

    VICENTE, ROBSON V. . Validação de método de pureza radioquímica do radiofármaco GUAN-IPEN-131 / Validation of the radiochemical purity method of the radiopharmaceutical GUAN-IPEN-131 . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Margareth Mie Nakamura Matsuda. Coorientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: Tumores neuroendócrinos (TNE) têm suas origem nas células especializadas do sistema neuroendócrino difuso pelo corpo. A 131I-MIBG cuja denominação comum brasileira é iobenguano, é um radiofármaco utilizado para diagnóstico, na detecção, localização e estadiamento de TNE e suas metástases, tais como feocromocitomas, neuroblastomas, ganglioneuroblastoma, ganglioneuroma, e etc; sendo a meta-iodo-benzil-guanidina (MIBG) um análogo da guanetidina, um falso neurotransmissor, que é captado pelos neurônios adrenérgicos à semelhança da norepinefrina, mas que não participa do metabolismo intracelular. A Medicina Nuclear contribui para o diagnóstico e terapia de vários tipos de doenças em diferentes órgãos do corpo humano, o uso dos radiofármacos como agentes diagnósticos, podem fornecer informações úteis sobre um câncer em estágio inicial, ou mais avançado, além de viabilizar o prognóstico. Os ensaios de controle de qualidade (CQ) nos radiofármacos devem ser realizados conforme o preconizado nas monografias farmacopeicas nacionais e internacionais, após a preparação do radiofármaco e antes da administração no paciente. As Boas Práticas de Fabricação (BPF) constituem parte do Gerenciamento da Qualidade que garante que os produtos sejam sempre fabricados e produzidos de acordo com os padrões de qualidade apropriados para o uso pretendido. Um dos principais ensaios de CQ é a pureza radioquímica (PRQ) e o atendimento à essa especificação, é um dos requisitos para obter uma biodistribuição do radiofármaco e imageamento por SPECT (Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único) ou PET (Tomografia por Emissão de Pósitrons), livres de artefatos, e de dosimetria em órgãos não alvos, causados pela presença de impurezas radioquímicas. A PRQ é definida como a porcentagem total da radioatividade presente na forma química desejada em um produto farmacêutico radioativo. O objetivo deste trabalho foi revisar o protocolo de validação do método de pureza radioquímica do radiofármaco GUAN-IPEN-131 e executar a validação completa do método, incluindo realizar ensaios de seletividade, linearidade, intervalo (faixa de trabalho), precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e robustez. Os resultados de todos os ensaios atenderam aos requisitos e a pureza radioquímica do produto foi acima de 94%. A execução do protocolo permitiu concluir que a cromatografia em papel é uma técnica adequada para uso rotineiro de controle de qualidade para determinação da pureza radioquímica da GUAN-IPEN-131.

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  • IPEN-DOC 29488

    JUNGES, SAMIRA . Elaboração de um sistema de proteção física para fontes radioativas utilizadas nas práticas clínicas de radioterapia / Elaboration of a physical protection system for radioactive sources used in radiotherapy clinical practices . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni.

    Abstract: A utilização de materiais radioativos na prática clínica é empregada para tratamento ou melhoria da qualidade de vida de pacientes com doenças como o câncer, desde a descoberta da radioatividade. A remoção mal-intencionada e não autorizada destas fontes pode levar a consequências catastróficas e irremediáveis. Pensando na segurança destes materiais radioativos, a norma Comissão Nacional de Energia Nuclear 2.06 foi proposta em 2019, com prazo de adequação para as instalações brasileiras em relação aos requisitos de segurança física por ela definidos. Objetivo: Propor um modelo para a elaboração de sistema de proteção física para fontes de radiação, especialmente as utilizadas na técnica de braquiterapia, que contribua para melhoria da segurança de fontes e na adequação às normas vigentes dos serviços de radioterapia brasileiros. Materiais e Métodos: Um projeto conceitual de um Sistema de Proteção Física para fontes radioativas utilizadas em radioterapia foi elaborado utilizando a metodologia DEPO (Perfil do Processo de Projeto e Avaliação), considerando também as recomendações da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e as exigências da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), em especial a normativa nuclear 2.06. Resultados: As sequências de eventos considerando diferentes caminhos até a fonte foram traçados e a partir deles os pontos críticos de detecção (PCD) foram determinados. As probabilidades de interrupção do sistema foram calculadas e avaliadas e então a eficácia do sistema pode ser estimada, apresentando valores entre 91% 99% considerando otimizações na estrutura do projeto de Proteção Física. Conclusões: Utilizando a metodologia proposta foi possível estruturar o projeto de um sistema de proteção física, delineando as áreas que segurança, os elementos de proteção física e os fluxos de adversários possíveis. Frente às ameaças postuladas, os objetivos de eficácia do SisPF para o projeto conceitual foram atingidos, após adequações do projeto. Medidas personalizadas dos elementos de proteção (detecção, retardo e resposta) para cada SisPF são necessárias para corroborar a robustez de um projeto de proteção física bem como o conhecimento real acerca das ameaças brasileiras às fontes radioativas.

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  • IPEN-DOC 29487

    MENDES, VALERIA . Non-ablative treatment of sleep breathing disorders with the association of two high-intensity pulsed lasers : Nd:YAG and Er:YAG / Tratamento não-ablativo dos distúrbios respiratórios do sono com associação de dois lasers pulsados de alta intensidade: Nd:YAG e Er:YAG . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 198 p. Orientador: Denise Maria Zezell.

    Abstract: Primary snoring and obstructive sleep apnea (OSA) represent different severity degrees of the same chronic, complex and progressive disease, which affects about one billion people worldwide. It is more prevalent in elderly men. Historically, snoring is seen as a social problem, being considered the most benign form of sleep breathing disorders (SBD). Because of this, treatment is not prescribed. Snoring noise occurs as a result of soft tissue vibration in the region of upper airway (UA) greater constriction during sleep. Therapeutic options may involve medical treatments, use of devices, and surgical procedures. As for the results, all of them have limitations. Adherence to treatment and cases of relapse over time represent the greatest challenge in disease control. Increased cardiovascular risk, emergence of chronic diseases and use of medications result from worsening and disease progression. A dysregulation of palatopharyngeal muscle tone plays a significant role in this disorder. After determining the best irradiation conditions, this study aims to evaluate the treatment of SBD with high intensity non-ablative irradiation with two pulsed lasers: Nd:YAG laser (1064 nm) followed by Er:YAG laser (2940 nm), both from Fotona LightWalker platform, comparing results before and after the intervention. A controlled, randomized, double-blind clinical trial was performed with approval of the research ethics committee. Thirty volunteers that transitioned between primary snoring and moderate obstructive sleep apnea were treated in three sessions of non-ablative laser irradiation, with a 14-day interval between them. The upper airway lumen for airflow passage was analyzed by photographic record, according to modified Mallampati index. Oxyhemoglobin desaturation parameters, severity of snoring (noise amplitude and sleep time with snoring) as well as aspects of sleep quality were also evaluated. The main clinical result obtained is the expansion of the upper airways lumen by reduction of tissue compliance in an outpatient procedure. Therefore, improvement of sleep breathing disorder.

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  • IPEN-DOC 29486

    FERNANDES, JAQUELINE C. . Incidência de eventos adversos relacionados a terapias com o radiofármaco iodeto de sódio (131 I) : contribuição para o histórico de farmacovigilância no Brasil / Incidence of adverse events related to therapies with the radiopharmaceutical sodium iodide (131 I): contribution to the history of pharmacovigilance in Brazil . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 55 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: Radiofármacos com finalidade terapêutica vêm sendo cada vez mais utilizados para tratamento de diversas patologias. Os radionuclídeos emissores beta destacam-se nessa modalidade devido às características físicas da partícula emitida. O iodo-131 (131I) é um exemplo de radionuclídeo emissor beta, aplicado na produção de radiofármacos como o iodeto de sódio (131 I) que representa uma excelente modalidade terapêutica no tratamento de carcinomas diferenciados da tireoide. Assim como as demais modalidades empregadas na terapia do câncer, a terapia radionuclídica utilizando-se radiofármacos também pode provocar reações adversas. Esse estudo teve como objetivo avaliar a incidência de possíveis eventos adversos relacionados à terapia com o radiofármaco iodeto de sódio (131I), bem como correlacionar os mesmos com as atividades administradas, obtendo dados inéditos de farmacovigilância relacionado ao uso de radiofármacos terapêuticos no Brasil. Foi realizada uma análise retrospectiva de prontuários eletrônicos de pacientes diagnosticados com carcinoma diferenciado da tireoide e submetidos à radioiodoterapia. Foram recuperados 116 pacientes no período de Janeiro/2019 a abril/2021 e 89 foram incluídos de acordo com os critérios de inclusão. Dos pacientes recuperados, 47 (54,6 %) relataram algum evento adverso após a radioiodoterapia. Os eventos mais frequentes foram aqueles relacionados ao trato gastrointestinal e irradiação local e foi possível identificar que há um aumento da incidência de eventos naqueles pacientes que foram tratados com atividades maiores. Com base nos resultados obtidos, o presente estudo demonstrou a presença de eventos agudos relacionados à terapia na população estudada, e que a incidência dos eventos apresenta correlação com a atividade prescrita.

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  • IPEN-DOC 29485

    FREITAS, GUSTAVO R. . Metodologia de baixo custo para avaliação da dose de radiação ionizante em exames de tomografia computadorizada / Low-cost methodology for evaluating the dose of ionizing radiation in computed tomography . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: Em muitos hospitais brasileiros a tomografia computadorizada (TC) é a modalidade mais utilizada no diagnóstico por imagem com maior poder de dose ionização. Sistemas para monitoramento e gerenciamento de informações não são obrigatórios e o alto valor monetário para aquisição de ‘softwares’ e treinamento faz com que a dose recebida pelo paciente não seja investigada na maioria das vezes. Com isso, existe uma maior probabilidade de exposições desnecessárias violando os princípios da proteção radiológica podendo causar detrimento aos pacientes. Esses danos podem ocorrer por causa de exames realizados fora de protocolo, mal indicados, repetição em intervalos curtos de tempo e falhas operacionais em decorrência imperícia, falta de atualização e treinamento dos profissionais envolvidos. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia de baixo custo para Tomografia Computadorizada, utilizando ferramentas gratuitas para armazenamento e avaliação dos DICOM-Structured Report (DICOM-SR) e interpretação desses dados, podendo se tornar um recurso economicamente viável para todos os serviços de diagnóstico por imagem do Sistema Único de Saúde (SUS). Foram analisados 33617 relatórios de dose de pacientes submetidos a exames de tomografia computadorizada no período de 1 de setembro de 2021 a 31 de agosto de 2022, divididos em grupos de acordo com sua faixa etária. O programa foi utilizado especialmente para otimização do protocolo de TC de Crânio e de TC de tórax. No primeiro caso outliers foram observados e corrigidos. No segundo exame, o retreinamento proporcionou uma redução de 28,37 % nos níveis de exposição no primeiro ano de treinamento. O novo sistema proporciona gratuitamente e de maneira simples o monitoramento da quantidade de tomografias e da dose recebida em comparação com os protocolos que, por sua vez, resultarão em recomendações clínicas de melhora de procedimentos e treinamentos. O procedimento necessário para implementação está divulgado em site próprio gratuitamente.

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  • IPEN-DOC 29484

    TRICARICO, JULIANA de M. . Cartilha educativa para pacientes e profissionais da saúde na área de radioterapia com foco em garantir a completude do tratamento / Educational booklet for patients and health professionals in the field of radiotherapy with a focus on ensuring the completeness of treatment . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 89 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: O câncer é um dos maiores infortúnios da humanidade e através de sua alta incidência os pacientes acabam sendo submetidos a diversas modalidades de tratamento. Uma das vias de tratamento é a radioterapia oncológica, que compreende a utilização da radiação ionizante para o tratamento de doenças benignas e malignas. O propósito desse tratamento é a entrega de dose precisa de radiação no volume alvo, resultando no controle ou erradicação da doença, mas também protegendo e preservando os tecidos normais. Sua execução é através de fontes externas (teleterapia) sendo os aceleradores lineares o equipamento mais utilizado nessa modalidade para entrega da dose. Os indivíduos portadores dessa doença, possuem particularidades mais especiais e necessitam de recursos centrados para o seu cuidado, apoio e atenção através do elo criado entre profissional e paciente ao longo das sessões de tratamento. A educação para pacientes e profissionais gera um cuidado centrado e humanizado com objetivo de esclarecer a importância do tratamento e sua finalidade, acima de tudo a compreensão da completude do tratamento. Focando-se nesses pontos, foram desenvolvidas cartilhas educativas para ambos os públicos contendo informações básicas, mas extremamente importantes sobre o tratamento de teleterapia enfatizando a importância de segui-lo. Para essa finalidade foram desenvolvidos tópicos pensados nas necessidades de cada público a fim de orientá-los passo a passo. Na cartilha dos pacientes foram abordados os tópicos “O que é a radiação", “O que a radiação faz", e outros. Já na cartilha dos profissionais encontra-se os tópicos: “Como os profissionais em radioterapia devem se portar dentro do setor", “De que forma os profissionais em radioterapia devem abordar e auxiliar os pacientes”, entre outros. Esses materiais foram disponibilizados em um website (https://61a704c4a40aa.site123.me/ ) desenvolvido exclusivamente para fácil acesso de forma gratuita para todo e qualquer público interessado no assunto. Os resultados obtidos levam a reflexão do quanto a educação tem poder em combate ao câncer e que pode ser utilizada e explorada para gerar o alcance dos públicos alvos a fim de orientar, conscientizar e alertar.

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  • IPEN-DOC 29367

    FIGUEIREDO, RENATA F. de . Tecnologias baseadas em luz no tratamento de pacientes com líquen escleroso vulvar em substituição aos corticóides de alta potência : uma revisão sistemática / Light-based technologies in the treatment of patients with lichen vulvar sclerosis in place of high-potency corticosteroids: a systematic review . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 41 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O líquen escleroso vulvar (LEV) é considerado uma dermatose inflamatória crônica, que afeta a pele genital e perianal de mulheres de qualquer faixa etária. Na maioria dos casos causa intenso prurido, dor, manchas hipocrômicas, apagamento dos pequenos lábios e do clitóris, além de dispareunia e outras manifestações sintomáticas. Como ainda não há cura para a doença, o tratamento é realizado com a aplicação tópica de corticosteroides de alta potência. Entretanto, as pacientes relatam que este tratamento causa efeitos adversos como atrofia de pele, estrias permanentes e alterações no processo cicatricial. Como proposta alternativa para o tratamento do LEV, surge a utilização de tecnologias baseadas em luz, por serem menos invasivas e mostrarem bons resultados. Esta revisão sistemática tem como objetivo localizar, avaliar e sintetizar estudos primários publicados na literatura que fizeram uso das tecnologias baseadas em luz no tratamento de LEV em comparação a corticosteroides de alta potência. Foi realizada uma busca nas bases de dados Medline, Web of Science, Embase, Clinical Trials e Cochrane, usando descritores apropriados para a estratégia de busca. Para elegibilidade, os estudos deveriam apresentar número de pacientes por grupo, metodologia consistente, parâmetros das fontes de luz e grupo controle tratado com corticosteroide. A qualidade dos estudos incluídos foi avaliada pela ferramenta de risco de viés (RoB 2) disponibilizado pela Cochrane. Com isso, três artigos compuseram esta revisão sistemática. Embora os três artigos tenham usado diferentes tecnologias baseadas em luz, os resultados obtidos foram promissores, já que houve maior satisfação das pacientes com a terapia baseada em luz. Conclui-se que mais estudos clínicos são necessários para que estas tecnologias possam ser implementadas com segurança em serviços de saúde.

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  • IPEN-DOC 29366

    FERNANDEZ, LIZZ N.V. . Avaliação dos Radiofármacos [18F]FDG e [18F]FMISO para a detecção da doença de Chagas por PET / CT / Evaluation of [18F]FDG and [18F]FMISO Radiopharmaceuticals for the detection of Chagas disease by PET/CT . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes.

    Abstract: A doença de Chagas é endêmica na América Latina e afeta aproximadamente 6 - 7 milhões de pessoas em todo o mundo. Esta doença é causada pelo protozário Trypanosoma cruzi e considerada negligenciada pela Organização Mundial da Saúde (OMS). A doença se diferencia em duas fases bem distintas: a fase aguda, que se inicia entre 4 a 10 dias após a picada do vetor e, a fase crônica. Apesar da fase crônica da doença não ter cura, a fase aguda é passível de tratamento. Entretanto, a dificuldade reside no fato dela passar despercebida. Recentemente, o uso de imagem por tomografia por emissão de pósitrons (PET) foi sugerido como uma ferramenta promissora para detetar a inflamação do miocárdio originada pela doença. Além disso, vários estudos têm demonstrado a capacidade do Trypanosoma cruzi de se adaptar ao seu microambiente (local de infeção no corpo humano), levando a um processo inflamatório com produção de ROS e NOS, associados a um ambiente hipóxico. Desta forma, os radiofármacos [18F]FDG (marcador de inflamação) e o [18F]FMISO (um marcador de hipóxia) foram utilizados neste estudo para avaliar através da imagem PET, o curso de desenvolvimento da doença de Chagas desde a fase aguda até à fase crônica da doença. Os nossos resultados mostraram que, in vitro, o T. cruzi não capta [18F]FDG, mas apresenta uma captação pronunciada do radiofármaco [18F]FMISO. As diferentes fases da doença de Chagas foram simuladas em camundongos C57BL/6 utilizando a cepa Y do T. cruzi. Através de estudos de biodistribuição e imagem PET, na fase aguda, foi possível observar uma maior captação no coração e músculo utilizando o radiofármaco [18F]FDG e, nos intestinos e músculo, utilizando o [18F]FMISO, em camundongos infectados quando comparados aos camundongos saudáveis. Com a progressão da doença (fase intermediária e crônica), verificamos uma maior captação do [18F]FDG no coração, músculo e estômago e uma maior captação do [18F]FMISO nos intestinos dos animais infectados em comparação com os animais saudáveis. Além disso, foi possível verificar que tanto o [18F]FDG quanto o [18F]FMISO apresentam uma taxa de eliminação dos tecidos mais lenta nos animais infectados (em qualquer fase da doença) quando comparado com os animais não infectados, sugerindo uma maior retenção dos tecidos. Apesar dos radiofármacos utilizados neste trabalho terem demonstrado um aumento de captação nos locais de inflamação e infeção nos animais infectados com T. cruzi em comparação com animais saudáveis, não foi possível obter uma imagem diagnóstica de alto contraste devido à captação intrínseca do [18F]FDG no coração e, da via de excreção do [18F]FMISO passar pelo intestino, limitando a utilização desses dois traçadores na PET diagnóstica da doença de Chagas. No entanto, foi possível demonstrar a importância da ferramenta PET como ferramenta diagnóstica da doença de Chagas abrindo portas para estudos com outros radiofármacos.

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  • IPEN-DOC 29326

    ZEBALLOS, SABRINA F. . Aplicação de curativos hidrogel em lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade neonatal / Hydrogel dressings usage on skin lesions of newborns and infants admitted to a neonatal care unit . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão.

    Abstract: A internação do recém-nascido em unidade de terapia intensiva neonatal causa riscos para que se desenvolva lesões de pele, devido sua anatomia, fisiologia, necessidade de manuseios, submissão a procedimentos e uso de dispositivos invasivos que são essenciais para a manutenção da vida. O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia do curativo de hidrogel de baixo custo desenvolvido e produzido pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN no tratamento de lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade de terapia intensiva neonatal. Trata-se de um estudo prospectivo descritivo de uma série de casos, no qual a avaliação foi realizada através da identificação e classificação das lesões; observação da evolução das lesões submetidas ao uso do curativo de hidrogel segundo as dimensões, características e presença de sinais flogísticos; parâmetros de dor durante a aplicação e remoção dos curativos e identificação do tempo de regressão das lesões, documentadas através de registros fotográficos e mensuração milimétrica em cm². Este estudo apresenta 07 casos de recém-nascidos e lactentes que desenvolveram lesões de pele por queimaduras, lesões por fricção e lesões por pressão. Em todos os casos, as lesões apresentaram progressão para restauração e completa integridade da pele, sem necessidade de mudança terapêutica e as escalas evidenciaram ausência de dor durante os procedimentos. Enfermeiros devem priorizar os cuidados com a pele devido suas características únicas e complexas e a partir deste conhecimento se destaca o uso do curativo avançado hidrogel, pois é composto de substâncias biocompatíveis que minimizam a ocorrência de efeitos adversos, além da sua fácil aplicação e remoção, alívio da dor e possibilidade de avaliação externa por sua transparência, reduzindo assim a necessidade de trocas diárias para garantir melhor recuperação. O curativo avançado de hidrogel demonstrou eficácia no tratamento das lesões de pele e as evidências científicas são promissoras ao uso do curativo em neonatologia pois propiciam um ambiente favorável à cicatrização.

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  • IPEN-DOC 29325

    RODRIGUES, GISLANNE de S.B. . Diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em radiofarmácia hospitalar : avaliação comparativa de requisitos da AIEA, PIC/S e requisitos legais do Brasil / Diagnosis for the implementation of a quality system in hospital radiopharmacy: comparative assessment of IAEA, PIC/S and legal requirements in Brazil . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: A Medicina Nuclear (MN) é uma especialidade médica que utiliza fontes radioativas não seladas (radiofármacos) para fins diagnósticos e terapêuticos. São métodos seguros, indolores e principalmente não invasivos, fornecendo informações que outros exames diagnósticos não disponibilizam. Por ser um campo de atuação multidisciplinar, a MN envolve diversos processos, portanto, o controle efetivo dos parâmetros que garantem a qualidade do atendimento à população em aplicações diagnósticas e terapêuticas deve ser realizado periodicamente, visando manter um nível de qualidade satisfatório e seguro em seus resultados. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em Radiofarmácia Hospitalar, levando-se em consideração os requisitos de qualidade e legais no Brasil, além de recomendações preconizadas em guias internacionais, como as normativas do Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme (PIC/S) e da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA). A partir da avaliação comparativa e discussão dos aspectos relacionados à qualidade na preparação de radiofármacos em radiofarmácia hospitalar, incluindo a capacitação profissional, requisitos de infraestrutura e aspectos operacionais e controle de qualidade das preparações, este trabalho buscou contribuir para as discussões necessárias à revisão da regulamentação nacional voltada para a preparação de radiofármacos em Radiofarmácia Hospitalar.

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  • IPEN-DOC 29324

    PEREIRA, FERNANDO C. . Avaliação de curativo à base de colágeno com fármaco fotoativo para terapia fotodinâmica pós-cirúrgica in vivo / Evaluation of collagen-based dressing with photoactive drug for post-surgical photodynamic therapy in vivo . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O tratamento de feridas é um problema significativo e crescente em todo o mundo. Algumas bactérias patogênicas podem se instalar nas feridas e promover dificuldade de cicatrização, especialmente em casos onde é difícil manter curativo protetor sobre a lesão ou em pacientes com algum fator que dificulte a cicatrização em tempo regular. Curativos bioativos de colágeno mantêm a umidade em ambientes feridos, são absorventes, conformam-se bem com a superfície da ferida, são não aderentes e fáceis de usar. O objetivo deste estudo in vivo é mensurar a efetividade do curativo à base de colágeno contendo o fotossensibilizador azul de metileno ativado por LED de emissão vermelha, da empresa Revolugenix Biotecnologia, na cicatrização de feridas em um o tecido que esteja contaminado por bactérias. O estudo comparou o processo de cicatrização de 32 feridas cutâneas em 8 ratos Wistar. Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos, escuro (Col, Col+AM) e luz (Col+luz, Col+AM+luz). Cada animal passou pelo procedimento de 4 incisões cirúrgicas cutâneas dorsal no plano coronal de 1cm e curativos com 6 mm de diâmetro (2 de Col e 2 de Col+AM) contaminados com alíquotas de 10 μL de Staphylococcus aureus contendo 1x109 ufc/ml foram implantados e a ferida suturada. Para a aplicação da terapia fotodinâmica mediada pelo fotossensibilizador azul de metileno nos animais do grupo luz, a fonte de luz utilizada foi o LED no comprimento de onda na região do vermelho (λ= 660 nm), seguindo os seguintes parâmetros de irradiação: sessão única no pós-cirúrgico (D0) com duração de 300s, aplicação de modo contínuo, ângulo de 90º em contato com a ferida, área irradiada de 1cm2 por ferida, densidade de potência de 100mW/cm2, densidade de energia de 30 J/cm2 por ferida. Nos dias 1, 3, 7 e 10, um animal de cada grupo (escuro e luz) foi eutanasiado com sobredose de anestésico (cetamina:xilazina 500:50 mg/kg) seguido de ruptura do diafragma para confirmação do óbito. Os tecidos circunvizinhos das regiões das feridas foram coletados para as análises microbiológicas e histopatológicas. Os resultados mostram que, clinicamente os animais do grupo luz apresentaram melhor escore de cicatrização, porém, em relação à análise microbiológica, não foram observadas reduções significativas de microrganismos em favor do grupo irradiado.

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Exemplo:

Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

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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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