Abstract: No Brasil e no mundo a tecnologia nuclear vem ocupando posição de destaque com diversas aplicações na indústria, geração de energia, meio ambiente e na medicina, melhorando a qualidade de exames e tratamentos, consequentemente, a vida das pessoas. O urânio é o principal elemento utilizado em instalações nucleares, servindo como material base desde a geração de eletricidade à fabricação de radiofármacos. Nos anos 50, em meio à guerra fria, a então recém-criada Agência Internacional de Energia Atômica se propôs a supervisionar instalações nucleares e incentivar a fabricação de combustíveis nucleares com baixo teor de urânio, conhecidos como combustíveis do tipo Material Test Reactor (MTR), fabricados inicialmente na forma de U3O8 e mais tarde o U3Si2, ambos dispersos em alumínio. A utilização desta tecnologia requer uma constante melhoria de todos os processos que envolvem a fabricação do MTR sujeita a diversos protocolos internacionais, os quais procuram garantir a confiabilidade desse combustível do ponto de vista prático e ambiental. Dentro desse contexto, o controle de impurezas, do ponto de vista da economia de nêutrons, afeta diretamente a qualidade de qualquer combustível nuclear, fazendo-se necessário um controle rigoroso. A literatura reporta procedimentos que, além de gerar resíduos, são demorados e dispendiosos, pois necessitam de curva de calibração univariada e materiais de referência. Assim, o objetivo deste trabalho é estabelecer e validar uma metodologia de análise química quantitativa não destrutiva, de baixo custo e tempo de análise, tal como, minimizar a geração de resíduo para a determinação multielementar dos maiores constituintes (Utotal e Si) e as impurezas (B, Mg, Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd e outros) presentes em U3O8 e U3Si2, atendendo as necessidades de reatores nucleares na qualificação de combustíveis nucleares do tipo MTR. Para tanto, foi aplicada a técnica de fluorescência de raios X que permite análises químicas rápidas e não destrutivas, além de não necessitar de tratamentos químicos prévios (dissolução, digestão e outros) na fase de preparação de amostras. Para as correções de efeitos espectrais e de matriz foram aplicados e avaliados os métodos de parâmetros fundamentais, de curva de calibração univariada e de calibração multivariada. Os resultados foram comparados por meios de testes estatísticos em conformidade com a norma ISO 17025 com os MRCs (123(1-7) e 124(1-7)) de U3O8 da New Brunswick Laboratory (NBL) e 16 amostras de U3Si2 cedidas pelo CCN do IPEN-CNEN-SP. A quimiometria demonstrou-se um método promissor para a determinação de maiores e menores constituintes em combustíveis nuclear a base de U3O8 e U3Si2, uma vez que a precisão e exatidão são estatisticamente iguais aos métodos de análises volumétrica, gravimétrica e ICP-OES.

Palavras-Chave: materials testing reactors; chemical analysis; slightly enriched uranium; uranium oxides u3o8; uranium silicides; x-ray fluorescence analysis

SILVA, CLAYTON P. da. Aplicação da quimiometria para caracterização química de combustíveis tipo MTR por fluorescência de raios X. Orientador: Marcos Antonio Scapin. 2012. 52 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-06032013-133818. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10160. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo deste trabalho foi desenvolver e implementar uma metodologia envolvendo a análise de perfis de difração de raios X (X-ray Line Profile Analysis - XLPA) para o estudo e determinação do tamanho médio de cristalitos e microdeformação em materiais. Para isto houve o desenvolvimento de um programa computacional para facilitar o tratamento dos picos presentes em um difratograma e realizar a deconvolução de perfis através do Método de Stokes para se corrigir a contribuição instrumental nos perfis de difração. Os métodos de XLPA de espaço real estudados e aplicados neste trabalho foram os métodos de Scherrer, Williamson-Hall e Single-Line (ou Linha Única) e o método de Warren-Averbach de espaço de Fourier. Além disso, utilizando-se um modelamento matemático foi possível calcular a distribuição de tamanhos de cristalitos para um caso isotrópico, onde considerou-se a distribuição log-normal e cristalitos com forma esférica. Foi possível demonstrar que a teoria proposta pode ser considerada como uma boa aproximação avaliando-se uma razão de dispersão. As metodologias descritas acima foram aplicadas em dois materiais distintos: na liga metálica Zircaloy-4 e em ZnO.

Palavras-Chave: crystallography; fourier analysis; chemical analysis; x-ray diffraction; microstructure; zircaloy; yttrium oxides; zinc oxides; computer codes

ICHIKAWA, RODRIGO U. Aplicações do método Warren-Averbach de análise de perfis de difração. Orientador: Luis Gallego Martinez. 2013. 94 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2013.tde-10012014-103427. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10585. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A água é um recurso natural essencial para a vida, sendo sua qualidade, uma característica extremamente importante para avaliar as possibilidades de seu uso. O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da água do complexo de represas Paraibuna-Paraitinga, classificado como corpo dágua Classe 2, localizadas na Bacia do Rio Paraíba do Sul, no Estado de São Paulo. Foram apresentados os resultados das análises dos parâmetros limnológicos: temperatura do ar, temperatura da água, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, pH, transparência, turbidez e sólidos totais; das concentrações dos ânions: nitrato, fluoreto, sulfato, fosfato e cloreto; e das concentrações de elementos-traço: Hg, Se, As, Sb, Pb, Cd, Ag, Al, B, Ba, Be, Co, Cr, Ca, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Si, Sn, Sr, Ti, V e Zn, obtidos a partir das amostras de água de superfície, meio e fundo da coluna dágua, representativas de oito estações de amostragem. Os resultados foram comparandos com os limites estabelecidos na Resolução CONAMA 357/2005. Dos 30 elementos analisados, somente Alumínio, Ferro, Fósforo, Prata e Manganês apresentaram concentrações acima dos padrões legais, principalmente nos períodos chuvosos. Os paramêtros limnológicos ficaram dentro dos padrões para ambientes oligotróficos, como as represas são classificadas. As espécies iônicas apresentaram a maioria dos resultados abaixo dos limites de quantificação e abaixo da legislação. A partir dos resultados obtidos, infere-se que as represas Paraitinga e Paraibuna encontram-se preservadas, e estão isentas de contaminação por metais e elementos-traço, associando as concentrações de Al, Fe, P, Ag e Mn à característica geológica da região.

Palavras-Chave: brazil; water reservoirs; water quality; limnology; multi-element analysis; chemical analysis; chemical properties; physical properties

SOARES, VIVIANE M. Aspectos físicos e químicos do complexo de represas Paraibuna-Paraitinga, São Paulo. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. 2011. 233 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-19122011-145331. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10043. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Durante muito tempo, houve um descaso com os recursos hídricos, tanto por parte da sociedade quanto pelas autoridades. O aumento rápido da população, ocasionando ocupações desordenadas, foi ignorado pelos setores públicos e pela própria sociedade, resultando na degradação do ambiente. Os ensaios ecotoxicológicos são essenciais para avaliação ambiental, em conjunto com a avaliação química e biológica. Atualmente, existem mais de 7500 estações de tratamento de água (ETA) convencionais no Brasil. Estima-se que cerca de 2.000 toneladas de sólidos (lodo gerado após o tratamento) são lançadas em águas brasileiras sem nenhum tratamento. O objetivo do presente trabalho foi a aplicação da tríade de qualidade do sedimento, além da avaliação química e ecotoxicológica da água do Rio São Lourenço, como subsídio para o estudo sobre a influência do descarte de Estações de Tratamento de Água (ETA) e Esgoto (ETE) dos municípios de São Lourenço da Serra e Juquitiba (SP). O Rio São Lourenço, além de abastecer o município de São Lourenço da Serra e receber toda a carga poluidora de São Lourenço da Serra e Juquitiba, é um dos principais afluentes do Rio Juquiá, que faz parte da Bacia Hidrográfica do Vale do Ribeira. Foram realizadas sete coletas durante os anos de 2004, 2005 e 2006, em 12 pontos do Rio São Lourenço, a montante e jusante das estações, as quais incluíram amostragens de água, para análises de parâmetros abióticos e ecotoxicológicos, e sedimento, para avaliação parâmetros ecotoxicológicos. Em 2006 as coletas incluíram amostras de sedimento para avaliação dos parâmetros abióticos e biológicos, dados utilizados para a aplicação da Tríade de Qualidade de Sedimento. Foram utilizadas espécies de diferentes níveis tróficos nos ensaios de ecotoxicidade, principalmente organismos autóctones, como importante ferramenta para se avaliar os ambientes tropicais. Na avaliação da toxicidade, foram realizados ensaios de toxicidade agudos e crônicos da água com Daphnia similis e Daphnia laevis, Ceriodaphnia silvestrii e Ceriodaphnia dubia, e do sedimento com organismos aquáticos: Ceriodaphnia silvestrii, Hyalella azteca e Chironomus xanthus. Nos ensaios ecotoxicológicos agudos foram utilizados para análise estatística o teste de TUKEY (TOXTAT 3.4) e para os ensaios de v toxicidade crônica o método proposto por EPA (2002). Os resultados de setembro de 2006 foram integrados e submetidos a análise multivariada. Os resultados obtidos em São Lourenço da Serra mostraram respostas negativas quanto à comunidade bentônica residente no local. Os pontos críticos quanto a avaliação ecotoxicológica do sedimento foram a jusante da ETA e jusante da ETE, sendo que não foi possível a correlação desses resultados com a avaliação química. Nas amostras de água apresentaram ecotoxicidade os pontos a jusante da ETA e da ETE. Os resultados indicam que o local é influenciado por ações antrópicas além dos descartes das ETA e ETE. Em Juquitiba, foi observada influência da ETA na qualidade da água. Na avaliação da estrutura da comunidade bentônica, a família Tubificidae foi presente e dominante em todos os pontos, característica de ambientes impactados. Na avaliação da contaminação química da água, foram observadas altas concentrações de Al e Fe, sendo que não estão correlacionadas aos efluentes das estações e são características naturais da região de São Paulo. Esses resultados mostram que a qualidade da água e do sedimento do Rio São Lourenço neste local está comprometida pelas ações antrópicas além do ambiente sofrer influência dos descartes das ETA e ETE. Há necessidade de maior controle ambiental na área, já que se trata de uma Área de Preservação Ambiental.

Palavras-Chave: water pollution; water treatment; water quality; sewage; daphnia; aquatic organisms; toxicity; chemical analysis; physical properties; rivers; brazil

SILVA, ANGELICA M. da. Avaliacao da qualidade do Rio Sao Lourenco, SP, sob influencia de estacoes de tratamento de agua e estacoes de tratamento de esgoto. Orientador: Maria Beatriz Bohrer Morel. 2008. 157 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-30062009-102128. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9353. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A exposição a fontes naturais de radiação contribui com mais de 98% da dose de radiação normalmente recebida da população; esta dose é principalmente atribuída à incorporação de radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U e 232Th que possuem meia-vidas relativamente longas. A qualidade da água para consumo humano deve ser constantemente analisada e, um parâmetro muito importante analisado é a radioatividade natural presente. Quando os radionuclídeos naturais estão presentes em águas minerais há uma maior preocupação, pois estas águas podem conter concentrações moderadamente elevadas de 226Ra, 228Ra e 222Rn originalmente dissolvidas e dos radionuclídeos 210Pb e 210Po, que embora apresentem menores concentrações, contribuem para um aumento da irradiação interna e externa dos indivíduos. As áreas de estudo do presente trabalho foram os Parques das Águas de Cambuquira e Marimbeiro e de uma fonte particular de uma fazenda localizados na cidade de Cambuquira, Minas Gerais, onde as águas minerais são frequentemente utilizadas para consumo humano e uso médico. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb e 210Po, avaliar as doses efetivas comprometidas devido ao consumo e fazer a caracterização química inorgânica destas águas minerais. Os radionuclídeos foram determinados por medida alfa e beta total e espectrometria alfa, após separação radioquímica em coletas realizadas sazonalmente. Para a caracterização química inorgânica foram determinadas as concentrações dos elementos As, Ag, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu Fe, K, Mn, Ni, Se, Ti e V por fluorescência de raios X. As concentrações de atividades dos radionuclídeos variaram de 4 ± 1 mBq/l a 509 ± 32 mBq/l para 226Ra, de 3,7 ± 0,1 mBq/l a 631 ± 27 mBq/l para 228Ra, de 5 ± 1 mBq/l a 60 ± 5 mBq/l para 210Pb e de abaixo do limite de detecção da metodologia a 36 ± 2 mBq/l para o 210Po. A dose efetiva comprometida máxima em adultos foi de 0,12 mSv/a para 226Ra, 0,32 mSv/a para 228Ra, 0,03 mSv/a para 210Pb e para 210Po 0,031 mSv/a. Dentre os elementos analisados por fluorescência de raios X, os elementos Ag, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Se e Ti apresentaram valores abaixo do limite mínimo de detecção da metodologia. Os elementos Ba e Co, considerados contaminantes nas águas minerais, apresentaram valores maiores do que estabelecido pela ANVISA e CONAMA para águas minerais, respectivamente. No entanto, trabalhos da literatura brasileira realizados com água mineral de em outros locais apresentaram valores próximos ao do presente estudo, mostrando que concentrações acima do limite podem representar uma anomalia natural do aquífero.

Palavras-Chave: nature reserves; groundwater recharge; balneology; natural radioactivity; radioactivity; radioisotope generators; inorganic compounds; site characterization; chemical analysis; radium 226; radium 228; lead 210; polonium 210; brazil

SANTOS, LAÍSSA A.B. dos. Avaliação das concentrações dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb, 210Po e caracterização química inorgânica das águas minerais do Parque das Águas de Cambuquira e Marimbeiro, MG. Orientador: Sandra Regina Damatto. 2018. 148 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-25062018-155503. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29632. Acesso em: $DATA.

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