Navegação Teses por ano de publicação "2023"

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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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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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Exemplo:

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

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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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.

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.

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