INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
Repositório Digital da Produção Técnico Científica

Navegação Teses por Agências de fomento "Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)"

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  • IPEN-DOC 29224

    ARAUJO, MARIANA S. de . 45S5 Bioglass®-based compositions containing alumina and strontium / Composições à base de Biovidro®45S5 contendo alumina e estrôncio . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-12092022-114551

    Observação: Há arquivos retidos devido a solicitação (publicação de dados, patentes ou diretos autorais). Data de Liberação: 28/01/2023.

    Abstract: Bioactive glasses are one of the pioneering material for biomedical applications and have been widely used for orthopedic and dental implant surfaces. However, their limited mechanical strength, low toughness, and wear resistance, as well as a high tendency to crystallize, have prevented their use as load bearing devices or that need to undergo thermal treatment during its production. In view of reduce its drawbacks the present research exposes the influence of 2 mol% of Al2O3 and 2 mol% SrO in 45S5 Bioglass®-based compositions. Four compositions were produced to elucidate the difference in how both oxides, separately and their synergy when together, affected the structure, thermal, bioactivity and mechanical behavior. Changes of medium-range structures were characterized by Qn distribution of Raman spectroscopy and evaluation of 31P, 27Al, 23Na and 29Si environment obtained by Magic angle spinning nuclear magnetic resonance (MAS-NMR). Despite Qn distribution was predominantly Q2 in all samples the composition criteria used enabled improved processing and stabilibity characteristics. The addition of Al2O3 and SrO promoted larger sinterability parameter (Sc) which indicates better sintering behavior, the glass stability against crystallization doubled (KH) compared to 45S5 and the processing window enlarged from 106 to 171. Fourier transform infrared (FTIR) analysis after in vitro bioactivity test indicates that 480 min of soaking in simulated body fluid (SBF) solution was sufficient for reconfiguration of the pre-existent features favoring the appearance of phosphate and carbonate phases. Scanning electron microscope (SEM) images and energy-dispersive X-ray (EDX) provided information upon the layers formed rich in calcium and phosphorous and silanol groups. The changes made in composition did not affect the reactivity but caused a decrease in maxima of pH. After overnight incubation, the minimum inhibitory concentration (MIC) was between 4 and 8 and minimum bactericidal concentration (MBC) was 8 ppm. The results suggested that both the different pH and rate of degradation may be the reason for the different antibacterial behavior of the samples. Moreover, all the compositions studied were considered non-cytotoxic by the neutral red uptake methodology. Considering changes in mechanical behavior the bending strength increased by 60% and toughness doubled. On the other hand, the wear resistance obtained against steel was found to be three times higher than 45S5. For the aforementioned reasons, the use of these new bioactive glasses might be a promising solution for the reconstruction of bone defects, as well as for the treatment and eradication of bone infections.

    Palavras-Chave: biological materials; glass; ceramics; composite materials; pharmacology; bioassay; in vitro; aluminium oxides; strontium oxides; apatites; calcium phosphates; fourier transform spectrometers; nuclear magnetic resonance; nmr spectrometers; raman spectroscopy; solid state physics

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  • IPEN-DOC 23339

    CASTRO, ALFREDO J.A. de . Análise experimental de velocidade crítica em elemento combustível tipo placa plana para reatores nucleares de pesquisa / Experimental analysis of critical velocity in flat plate fuel element for nuclear research reactors . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-23052017-160724

    Abstract: Os elementos de combustível de um reator nuclear de pesquisa tipo MTR (\"Material Testing Reactor\") são, em sua grande maioria, formados por placas de combustível revestidas com alumínio contendo no cerne silicileto de urânio (U3Si2) disperso em matriz de alumínio. Essas placas possuem espessura da ordem de milímetros e comprimentos muito maiores em relação à sua espessura. Elas são dispostas paralelamente no conjunto que forma o elemento combustível, de maneira a formar canais entre elas com poucos milímetros de espessura, por onde escoa o fluido de refrigeração (água leve ou água pesada). Essa configuração, associada à necessidade de um escoamento com altas vazões para garantir o resfriamento das placas em operação, pode gerar problemas de falhas mecânicas das placas de combustível devido às vibrações induzidas pelo escoamento nos canais e, consequentemente, acidentes de proporções graves no caso de velocidade crítica que possa gerar o colapso das placas. Embora não haja ruptura das placas de combustível durante o colapso, as deflexões permanentes excessivas das placas podem causar bloqueio do canal de escoamento no núcleo do reator e levar ao superaquecimento nas placas. Para este trabalho, foram desenvolvidas uma bancada experimental com capacidade para altas vazões volumétricas (Q=100 m3/h) e uma seção de testes que simula um elemento combustível do tipo placa com três canais de resfriamento. A seção de testes foi construída com placas de alumínio e acrílico e foi instrumentada com sensores de deformação, sensores de pressão, um acelerômetro e um tubo de pitot. As dimensões da seção de testes foram baseadas nas dimensões do Elemento Combustível do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), cujo projeto está sendo coordenado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN. Os experimentos realizados alcançaram o objetivo de chegar à condição de velocidade crítica de Miller com o colapso das placas. A velocidade crítica foi atingida com 14,5 m/s levando a consequente deformação plástica das placas que formam o canal do escoamento. O canal central na entrada da seção de testes apresentou uma abertura de 3 mm em seu centro, causando um grande bloqueio do escoamento nos canais laterais. Este comportamento foi v constatado visualmente durante a desmontagem da seção de testes, ilustrado e discutido na análise de resultados apresentado neste trabalho. O bloqueio dos canais também foi observado por meio de gráficos de queda de pressão e por gráficos das deformações da entrada, centro e saída das placas contra a velocidade média da seção de testes. Observou-se uma queda da resistência hidráulica da seção de testes devido ao aumento da seção transversal de escoamento no canal central e um aumento exponencial das deformações quando da ocorrência da velocidade crítica. Comparativamente, o valor experimental obtido para velocidade crítica na seção de testes foi da ordem de 85% do valor obtido por cálculo com a expressão teórica de Miller. Os experimentos realizados permitiram um melhor entendimento da interação fluido estrutura em elementos de combustível tipo placa como: valores de frequências de vibrações naturais, instabilidade fluido elástica e desenvolvimento de técnicas para a detecção de valores de velocidade crítica.

    Palavras-Chave: fuel elements; fuel plates; heating; reactor cores; research reactors; critical velocity; miller indices; pressure dependence; pressure drop; hydraulic control devices; flow blockage; experiment planning; experiment results

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  • IPEN-DOC 28472

    SILVA, LUIZ F.T. da . Avaliação da capacidade angiogênica da linhagem celular de adenocarcinoma renal humano knockout para a proteína NF-kB1 / Evaluation of angiogenic capacity of human adenocarcinoma cell line knockout for NF-kB1 protein . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Maria Helena Bellini Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-22102021-122216

    Abstract: O carcinoma de células renais (CCR) é o câncer epitelial renal adulto mais comum, sendo responsável por mais de 90% de todas as neoplasias renais. O subtipo mais frequente de CCR é o de células claras (CCRcc). A maioria dos pacientes com CCRcc possui mutação no gene supressor tumoral de Von Hippel-Lindau (VHL). O gene VHL codifica uma proteína, a VHL, que é capaz de regular negativamente uma série de proteínas intracelulares, dentre elas o fator induzível por hipóxia (HIF). Muitas moléculas têm sido apontadas como responsáveis pelo fenótipo agressivo desse tumor, uma delas é o fator de transcrição NF-kB, que é o nome coletivo para os fatores de transcrição da família Rel. Em mamíferos são conhecidos cinco membros desta família: RelA (p65), RelB, c-Rel, NF-kB1 (p105/p50) e o NF-kB2 (p100/p52). No CCR, o aumento da atividade do NF-kB correlacionava-se com o aumento de marcadores de angiogênese tais como o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e Interleucina 6 (IL-6). Nos últimos anos vários grupos têm demonstrado o papel funcional do NF-kB1 na tumorigenicidade do CCR. Nesse projeto utilizamos a técnica CRISPR/Cas-9 para obtenção de uma linhagem celular de adenocarcinoma renal humano knockout para a proteína NF-kB1. Foi realizada a verificação do gene endógeno mais estável para condições de normóxia e hipóxia. Foi feita a quantificação dos níveis de VEGF e IL-6 em condição de normóxia e hipóxia. A técnica CRISPR/Cas9 foi eficaz para obtenção de células 786-0 nocaute para NF-kB1 (p105/p50). Dentre os oito genes endógenos analisados, o TRFC foi o mais estável e, consequentemente, o mais adequado para estudos com as células 786-0 em hipóxia. A supressão da expressão da p50 nos clones 786-0 sg1, 786-0 sg2 e 786-0 sg3 resultou na redução de VEGF e IL6 tanto em normóxia quando em hipóxia. A redução do diferencial hipóxia/normóxia demonstra uma alteração na responsividade celular à hipóxia no que diz respeito à Il-6. A redução dos níveis de IL-6, pode justificar a redução da MMP-9 e migração celular observados por nosso grupo.

    Palavras-Chave: neoplasms; carcinomas; kidneys; anoxia; animal cells; lymphokines; protein engineering; angiogenesis; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25432

    MOREIRA, TATIANA M. . Avaliação da viabilidade de biossorventes alternativos na recuperação de corpos hídricos contaminados por derramamento de derivados do petróleo / Assessment of the viability of alternative biosorbents in the recovery of water bodies contaminated by oil spills . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Emília Satoshi Miyamaru Seo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-29012019-160724

    Abstract: Acidentes ambientais vêm ocorrendo ao longo de décadas, assim, além de atitudes para evitar esses danos, são necessárias ações para remediação. Materiais tecnológicos e de baixo custo em impacto ambiental podem ser uma alternativa para o tratamento de corpos hídricos degradados, além de um caminho ambientalmente sustentável para remediação de córregos e rios urbanos. Neste contexto, buscou-se avaliar na pesquisa, materiais biossorventes para serem utilizados em acidentes de derramamento de derivados do petróleo em meio aquático. Como matéria-prima, utilizaram-se as fibras das cascas de banana, coco e laranja. Como contaminantes foram utilizados a gasolina e o óleo diesel. Os biossorventes foram produzidos por processos de secagem, ativação química, moagem, classificação granulométrica, caracterização e ensaios de sorção. Para a caracterização foram empregadas as técnicas: picnometria, termogravimetria, análise elementar, microscopia eletrônica de varredura, teor de umidade, retenção de água pela biomassa seca, hidrofobicidade, flutuabilidade, teor de cinzas, fluorescência de raios X e classificação granulométrica. Para o tratamento dos dados, desenvolveu-se um planejamento estatístico de identificação das variáveis significativas no processo de sorção, construíram-se curvas de equilíbrio e de cinética de sorção e que foram modeladas por meio das isotermas de Freundlich e Langmuir. Para estudo da influência da granulometria na sorção, os ensaios foram realizados com os grãos primeiramente de maneira generalizada e posteriormente separados por granulometrias distintas. Os resultados se mostraram promissores, sendo o coco o biossorvente mais eficiente, ele sorveu uma média de 3,94 g/g de óleo diesel e 2,80 g/g de gasolina.

    Palavras-Chave: oil spills; natural occurrence; waste water; water treatment; sorbent recovery systems; biological recovery; grain size; measure theory; bonding; hydrogen

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  • IPEN-DOC 25955

    PEREIRA, KAROLINE de P. . Avaliação de HPAs nas águas subterrâneas e superficiais da área de instalação do Reator Multipropósito Brasileiro - RMB / Evaluation of PAHs in the groundwater and surface waters of the Brazilian's Multipurpose Reactor installation area . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 178 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-10092019-154356

    Abstract: As atividades a serem realizadas na área do empreendimento RMB (Reator Multipropósito Brasileiro), cujas instalações e infraestrutura agregadas serão localizadas no estado de São Paulo, no município de Iperó, podem envolver a liberação de efluentes para o meio ambiente, seja de forma controlada ou não, do mesmo modo que qualquer outra instalação. Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) estudados neste trabalho apresentam comportamento ubíquo, são considerados compostos químicos com alta toxicidade, persistência no meio ambiente, potencial bioacumulativo e forte tendência de se biomagnificar. O objetivo desse trabalho foi determinar 14 dos 16 HPAs majoritários, classificados pela USEPA, nas amostras de águas superficiais e subterrâneas da área de instalação do RMB e seu entorno. Foram avaliados quatro períodos distintos utilizando uma metodologia já desenvolvida e validada por Brito (2009). Foi verificado o cenário atual em relação às concentrações dos HPAs nas águas da região que será construído o empreendimento, RMB, fornecendo uma visão geral do grau de contaminação ou não dos corpos hídricos, o que contribuirá com um banco de dados para pesquisas futuras. Paralelamente, foi validado e aplicado um método analítico já existente para avaliação de HPAs nos sólidos suspensos da coluna d'água das amostras coletadas. A avaliação preliminar da área estudada demonstrou que o local do projeto RMB é preservado, mas alguns corpos d'água ao redor da área, como o rio Sorocaba, apresentam concentrações significativas de HPAs, provavelmente em razão das atividades antropogênicas no entorno, indicando que a área precisa de uma maior atenção. Utilizando a técnica analítica de HPLC com detecção UV/vis, foram quantificados compostos como Acenaftileno Fluoreno e Fenantreno acima do valor legislado nas amostras de água. Foram observadas baixas concentrações de praticamente todos os compostos estudados no material em suspensão e alguns compostos como Fluoreno, Acenafteno, Acenaftileno e Benzo[b]fluoranteno, em concentrações mais altas, é necessário um programa de monitoramento constante, para que a partir dos dados obtidos, possa-se tomar decisões concisas de controle.

    Palavras-Chave: polycyclic aromatic hydrocarbons; groundwater recharge; surface waters; sample preparation; high-performance liquid chromatography; nuclear facilities; rmb reactor; comparative evaluations; environmental protection

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  • IPEN-DOC 25665

    SANTOS, DYMES R.A. dos . Avaliação do risco ambiental da fluoxetina em sedimentos marinhos para invertebrados aquáticos / Environmental risk assessment of fluoxetine in marine sediments to aquatic invertebrates . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 134 p. Orientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-11042019-144512

    Abstract: O uso acentuado de fármacos e produtos de cuidado pessoal (FPCP) por grande parcela da população, associado ao aumento do número de habitantes, principalmente, em regiões costeiras, gera uma consequente e contínua entrada destas substâncias no ambiente. Com isso há uma necessidade crescente de se investigar a presença e o comportamento desta classe de contaminantes, principalmente em sedimentos, uma vez que estes são capazes de acumular e apresentar concentrações relativamente perigosas a organismos não-alvos. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar o risco ambiental do fármaco fluoxetina (FLU) presente em sedimentos marinhos da região de Santos/SP, Brasil, por meio de ensaios ecotoxicológicos integrados à análises químicas para quantificação deste fármaco no ambiente marinho. Para tanto foram utilizados invertebrados marinhos, espécie Mytella charruana para a caracterização de citotoxicidade e atividade de biomarcadores, e as espécies Perna perna e Echinometra lucunter em ensaios de desenvolvimento embriolarval. Todos os orgismos-teste foram expostos à sedimentos marinhos previamente marcados com FLU. Por meio de técnicas de HPLC-ESI-MS/MS, foram identificadas e quantificadas concentrações da ordem de 10,4 ng.g-1 em sedimentos coletados no entorno do emissário submarino de esgoto de Santos (Baía de Santos, São Paulo - Brasil). A FLU apresentou efeitos sobre o desenvolvimento embriolarval de E. lucunter e P. perna e efeitos cito-genotóxicos para a espécie M. charruana, em concentrações ambientalmente relevantes. Segundo o método utilizado para avaliação de risco ambiental, a fluoxetina pode ser considerada como substância potencialmente perigosa para invertebrados aquáticos.

    Palavras-Chave: industrial wastes; drugs; antidepressants; waste water; liquid wastes; waste processing; environmental impacts; risk assessment; sediments; lcpmpdpw; marine disposal; invertebrates; aquatic organisms; molluscs; sea urchins; mussels; daphnia; bacteria; toxicity; structural chemical analysis; high-performance liquid chromatography; mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 27510

    SILVA, CAMILA R. . Avaliação pré-clínica da fotobiomodulação combinada à radioterapia no tratamento de câncer de mama / Preclinical evaluation of the photobiomodulation combined to radiotherapy in the treatment of breast cancer . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 140 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-17122020-110855

    Abstract: A terapia por fotobiomodulação (PBM) tem sido estudada como radiomodificador em células tumorais, contudo, há poucos trabalhos in vivo que reportam a sua associação com a radioterapia (RT) no tratamento do câncer. Neste estudo, nosso objetivo foi verificar os efeitos da PBM em diferentes regimes associada à RT no tratamento de camundongos com câncer de mama. Camundongos BALB/c fêmeas receberam um inóculo com células de câncer de mama 4T1 e após 14 dias, quando o volume tumoral foi de aproximadamente 0,1 cm³, foram divididos em 8 grupos experimentais (n=5 animais/grupo) e os protocolos de tratamento foram iniciados. A dose de radiação ionizante entregue na RT local foi de 60 Gy divididas em 4 sessões consecutivas (15 Gy/sessão), utilizando uma fonte panorâmica de cobalto 60. Para a PBM, um laser de emissão vermelha (660 nm, 500 mW/cm²) com fluência de 150 J/cm² foi utilizado nos regimes: exposição única (24 h antes do início ou depois do término do protocolo radioterápico (PBM+RT e RT+PBM, respectivamente), concomitante (imediatamente antes ou depois de cada sessão de RT, PBM/RT e RT/PBM, respectivamente) e concomitante fracionado (RT/PBMF) com a fluência de 37,5 J/cm² por sessão. O volume tumoral, análises hematológicas e aspectos clínicos foram monitorados durante 4 semanas. Os nossos resultados apresentaram redução significativa no volume tumoral em relação ao grupo controle (RT) a partir da semana 3 após o tratamento para os grupos com a PBM concomitante antes, depois e fracionada. De acordo com os nossos resultados, a PBM poderia ser usada como adjuvante no tratamento do câncer de mama.

    Palavras-Chave: neoplasms; mammary glands; fluorescence; cobalt 60; biological pathways; nervous system diseases; epitheliomas; animal tissues; biological radiation effects; gamma dosimetry; radiation doses; visible radiation; infrared radiation; laser radiation; light sources; photoreactivation; light emitting diodes; photodiodes; radiotherapy; clinical trials; comparative evaluations; tumor cells; blood cells; reduction

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  • IPEN-DOC 28043

    SANTOS, RODRIGO S. dos . Caracterização de rochas vulcânicas, quanto à morfologia, distribuição interna e interconexão das suas vesículas / Characterization of volcanic rocks, regarding morphology, internal distribution and interconnection of vesicles . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-134533

    Abstract: Rocha vulcânica é a designação dada em geologia para as rochas ígneas extrusivas. Um tipo de rocha ígnea de interesse, em termos econômicos, é a vesicular, desde que o conhecimento da sua morfologia (posição, tamanho e interconecticvidade das vesículas) dessas estruturas dentro do derrame, como também, devido à possibilidade dessas rochas armazenarem fluidos (água e hidrocarbonetos). Nesse trabalho, algumas amostras de rocha vulcânica vesicular da Bacia do Paraná foram caracterizadas, visando somar informações para o conhecimento das propriedades dessas rochas como um reservatório de fluidos. Os elementos presentes nas rochas foram identificados e quantificados pela fluorescência de raios X. A petrografia foi utilizada para caracterizar aspectos como: textura, grau de cristalinidade, visibilidade, geometria, arranjo (trama), o tamanho dos cristais, preenchimento da porosidade e dos minerais secundários. A topografia e a morfologia dos minerais foram analisadas usando o Microscópio de Varredura Eletrônica (MEV). As dimensões das vesículas e a interconexão entre elas foram claramente observadas nas imagens reconstruídas das rochas medidas através de um Tomógrafo Industrial de 3ª geração de radiação gama.

    Palavras-Chave: volcanic rocks; igneous rocks; crystal structure; geothermal fluids; liquid crystals; coal liquids; distribution; petrogenesis; sample preparation; tomography; three-dimensional calculations; industrial radiography; gamma radiation; x-ray fluorescence analysis; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 25949

    POLO, IVON O.. Caracterização e estabelecimento de um sistema padrão primário e de um sistema de transferência ou método alternativo/complementar de radiação beta / Characterization and establishment of a primary standard system and a transfer system or alternative/complementary method for beta radiation . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 189 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-08082019-092707

    Abstract: O problema da dosimetria beta está ligado a indivíduos que manipulam fontes radioativas a pequenas distâncias ou em contato. O objetivo principal da dosimetria beta é a determinação da dose na pele e no cristalino do olho. A câmara de extrapolação Böhm foi caracterizada em feixes de radiação beta das fontes de 85Kr e 147Pm e ela foi estabelecida como sistema de padronização primária. Foram determinadas as taxas de dose absorvida no ar e no tecido à profundidade nula e de 0,07 mm das fontes de 85Kr e 147Pm e os seus fatores de transmissão. Além disso, foi caracterizado e estabelecido um sistema de transferência ou método alternativo/complementar de dosimetria beta. Foram aplicadas as técnicas de termoluminescência e de luminescência opticamente estimulada, para a caracterização de detectores de SOL-GEL α-Al2O3 em campos padrões de radiação beta, e foram determinados os parâmetros cinéticos do processo termoluminiscente. O material estudado mostrou-se adequado para a dosimetria beta. Foi estabelecido um modelo computacional pelo método Monte Carlo para a câmara de extrapolação e para as fontes de radiação; foram determinadas as taxas de dose absorvida, os fatores de correção de Bremsstrahlung, os fatores de correção pelo retroespalhamento do eletrodo coletor e do anel de guarda da câmara de extrapolação e os fatores de dependência angular. Para o sistema de transferência de dosimetria beta, foram determinados os fatores de correção pela atenuação no ar e o espalhamento da radiação no suporte de irradiação dos detectores pelo método Monte Carlo. Todas os testes de caracterização, assim como o modelo de Monte Carlo, foram também realizados e implementados com a fonte de 90Sr/90Y por ser a fonte de referência da radiação beta e para fins comparativos.

    Palavras-Chave: beta dosimetry; beta detection; beta decay; extrapolation chambers; ionization chambers; radiation doses; biological effects; skin; eyes; bohm criterion; krypton 85; promethium 147; luminescence; radiothermoluminescence; metal alkoxides; sol-gel process; aluminium oxides; strontium 90; yttrium 90; monte carlo method; calculation methods

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  • IPEN-DOC 29237

    PEREIRA, DAISA de L. . Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG / Optical characterization of irradiated dental hard tissues with Nd:YAG lasers . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 122 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124

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

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

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  • IPEN-DOC 28471

    BRAGUIN, LILIAN N.M. . Caracterização química, eletroquímica e de citotoxicidade do aço inoxidável AISI 316L para uso como biomaterial / Chemical, electrochemical and of cytotoxicity characterization of AISI 316L stainless steel for use as biomaterial . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 138 p. Orientador: Mitiko Saiki. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-22102021-121119

    Abstract: O aço inoxidável austenítico produzido de acordo com a norma ISO 5832-1 é muito utilizado para atender a alta demanda para aplicações em próteses ortopédicas no Brasil. Entretanto, este biomaterial em contato com os fluidos corpóreos pode corroer e liberar elementos que causam reações biológicas adversas para o organismo. Consequentemente, estudos sobre biomateriais são de grande importância para o seu desenvolvimento ou aprimoramento. Na presente pesquisa foram avaliados os elementos da liga ISO 5832-1, a sua corrosão em diferentes soluções corpóreas simuladas e a sua citotoxicidade in vitro. Para análise elementar da liga e dos seus produtos de corrosão foi aplicada a análise por ativação com nêutrons (NAA). Para o controle analítico destes resultados foram analisados os materiais de referência certificados (MRCs) de ligas e uma solução de referência certificada. Para análise metalográfica foram feitos o ataque eletrolítico e a análise da superfície por microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A corrosão da liga foi estudada por meio de ensaios eletroquímicos e de imersão nos meios das soluções corpóreas simuladas de NaCl, fosfato tampão salino (PBS) e fluido corpóreo simulado (SBF). Nos ensaios eletroquímicos foram obtidas as curvas de variação do potencial de circuito aberto (OCP) e de polarização anódica. As superfícies da liga ISO 5832-1 expostas à corrosão foram analisadas por MEV e para avaliar a morfologia da corrosão foi realizado o ataque eletrolítico e posterior análise da superfície por MO, e no caso de PBS por MEV. O ensaio de citotoxicidade foi realizado pelo método incorporação do vermelho neutro. Os resultados do controle da qualidade analítica indicaram a viabilidade de aplicar a NAA, visto que para maioria dos elementos foram obtidos dados com uma boa precisão e exatidão. Na análise da liga foram quantificados Cr, Cu, Mn, Mo e Ni e as suas frações mássicas indicaram que estão dentro das faixas dos valores da ABNT NBR ISO 5832-1 e também As, Co, Fe, V e W que não estão apresentados na especificação foram determinados. Na análise metalográfica foram visualizados os contornos de grãos da fase austenita e maclas. Os resultados das curvas de OCP e de polarização anódica e as análises por MEV mostraram que a liga ISO 5832-1 apresenta uma maior tendência à corrosão localizada (em fresta e por pite) em NaCl do que em PBS e SBF. Na análise das micrografias por MO e MEV após os ensaios confirmaram que em NaCl, a liga apresentou maior corrosão. Nas soluções corpóreas simuladas contendo os produtos de corrosão da liga dos ensaios eletroquímicos foram identificados os elementos Cr, Fe e Ni. Os resultados dos ensaios de corrosão da liga ISO 5832-1 por imersão não indicaram a ocorrência da corrosão nas soluções de NaCl, PBS e SBF uma vez que na NAA dos produtos de corrosão não foram detectados os elementos da liga e as micrografias por MEV das superfícies da liga não revelaram a corrosão. No ensaio de citotoxicidade a liga ISO 5832-1 apresentou comportamento não citotóxico mostrando a possibilidade desta liga ser biocompatível.

    Palavras-Chave: biological materials; prostheses; stainless steels; corrosion protection; neutron activation analysis; metallography; electrolytic cells; surface properties; etching; optical microscopy; toxicity; bioassay; in vitro

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  • IPEN-DOC 29223

    CASTRO, PEDRO A.A. de . Chemometrics of biological tissues using infrared spectroscopy / Quimiometria de tecidos biológicos usando espectroscopia no infravermelho . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12092022-112422

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

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

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  • IPEN-DOC 23350

    BONTURIM, EVERTON . Controle de propriedades multiferroicas em filmes finos óxidos dopados com íons terras raras para aplicação como dispositivos lógicos e de memória / Control of multiferroic properties in rare earth doped oxide thin films for memory and logic device applications . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 159 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-30102017-090010

    Abstract: Nas últimas décadas, o consumo de dispositivos eletrônicos e a alta demanda por armazenamento de dados tem mostrado grandes oportunidades para a criação de novas tecnologias que garantam as necessidades mundiais na área de computação e desenvolvimento. Alguns materiais multiferroicos tem sido amplamente estudados e o BiFeO3, considerado o único material multiferroico em temperatura ambiente, ganhou destaque como candidato para produção de dispositivos lógicos e de memória. O uso de técnicas de crescimento como a deposição por laser pulsado permitiu a produção de filmes finos de BiFeO3 com elevado controle de qualidade. Heteroestruturas de filmes multiferroicos de BiFeO3 e LaBiFeO3 foram crescidas com diferentes espessuras sobre substratos de SrTiO3(100), DyScO3(110) e SrTiO3/Si(100) para avaliação e teste de suas propriedades elétricas e magnéticas. Filmes ferromagnéticos de Co0,9Fe0,1 foram depositados por sputtering sobre os filmes multiferroicos para avaliação da interação interfacial entre ordenamentos magnéticos. Técnicas como fotolitografia foram utilizadas para padronização de microdispositivos gravados sobre as amostras. Tanto os filmes finos de BiFeO3 como os de LaBiFeO3 foram crescidos epitaxialmente sobre os substratos já cobertos com uma camada buffer de SrRuO3 usado como contato elétrico inferior. A estrutura cristalina romboédrica das ferritas de bismuto foi confirmada pelos dados de difração de raios X, bem como a manutenção de tensão estrutural causada pela rede cristalina do substrato para amostras de 20 nm. Os valores de coeficiente do tensor piezelétrico d33 foram da ordem de 0,15 V (∼ 60 kV.cm-2) para amostras com 20 nm de espessura enquanto que os valores de voltagem coerciva para as análises de histerese elétrica foram da ordem de 0,5 V para as mesmas amostras. A relação de coercividade elétrica com a espessura corresponde ao perfil encontrado na literatura pela relação E≈d-2/3. As amostras de CoFe/BFO e CoFe/LBFO depositadas em diferentes substratos apresentam acoplamento interfacial entre ordenamento ferromagnético e antiferromagnético com momento ferromagnético de rede.

    Palavras-Chave: oxygen compounds; iron base alloys; bismuth alloys; bismuth additions; strontium titanates; rare earths; thin films; ferromagnetic materials; electromagnetic fields; parametric instabilities; x-ray diffraction; electromagnetic testing; photoresistors; trigonal lattices; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 28485

    SANTOS, MONIQUE C.L. . Conversão de metano em metanol por intermédio de catalisadores Pdx-My/C (M = Ni e Cu) em reatores de eletrólito polimérico - tipo célula a combustível / Conversion of methane to methanol using Pdx-My/C (M = Ni and Cu) catalysts in polymeric electrolyte reactors - fuel cell type . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 113 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18112021-102835

    Abstract: As emissões antropogênicas de metano, são o segundo maior contribuinte para o aquecimento global atualmente. Desse modo, este estudo viabiliza a aplicação do metano como matéria prima para sua conversão em metanol, produtos parcialmente oxidados e cogeração de energia em um reator de eletrólito polimérico - tipo célula a combustível sobre catalisadores binários Pdx-My/C (M = Ni e Cu). Os catalisadores foram sintetizados com sucesso via NaBH4 e caracterizados por DRX, onde foi confirmada a estrutura cúbica de face centrada (CFC) para todos os materiais e formação das espécies como NiO e Ni(OH)2 para composições de PdxNiy e Cu2O e CuO para PdxCuy. Imagens de MET mostraram que as nanopartículas metálicas estão bem dispersas no suporte com pequenas regiões de aglomeração associadas a óxidos de Ni e Cu em concordância com o DRX. Os experimentos de RRDE confirmaram uma boa produção de H2O2 para os catalisadores, indicando a presença de intermediários como OH- resultantes do processo de ativação da água. As espécies observadas no DMS para Pdx-My/C (M = Ni e Cu) em diferentes composições foram metanol, dióxido de carbono e formiato de potássio com a adição de outros intermediários como: traços de éter dimétilico e formiato de metila. O mesmo também foi observado para PdxCuy, ou seja, estes também confirmados pelo FTIR, que adicionalmente apresentou carbonato, um possível produto da oxidação total do metano em meio alcalino. Os materiais mais promissores em quantificação de metanol foram: Pd/C, Pd90Ni10/C, Pd50Cu50/C e Pd90Cu10/C, no qual este comportamento poderia estar associado à formação de uma fina camada de PdO na superfície catalítica de Pd; e a reação de dissociação da água auxiliada por sítios óxofílicos característicos de espécies de óxidos de Ni e Cu.

    Palavras-Chave: electrolytes; bimetals; binary alloy systems; borohydrides; sodium compounds; catalysts; alcohol fuel cells; conversion; direct methanol fuel cells; direct ethanol fuel cells; fourier transformation; infrared spectrometers

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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 28915

    RODRIGUES, LAYS N. . Desenvolvimento de célula a combustível de óxido sólido pelo método de colagem de fita e co-sinterização / Development of a solid oxide fuel cell by the tape casting and co-sintering method . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-142530

    Abstract: A célula a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC) é um dispositivo capaz de converter energia química em energia elétrica com elevada eficiência. Uma SOFC de última geração é constituída por dois eletrodos porosos (anodo e catodo) separados por uma camada fina de eletrólito denso. Técnicas cerâmicas tradicionais têm sido estudadas para a produção em série deste dispositivo, que possui exigências de controle e reprodutibilidade, usualmente, obtidas por técnicas físicas de deposição. A fabricação de SOFC envolve desafios de processamento cerâmico importantes para obter camadas com microestrutura controlada a um baixo custo. Neste contexto, uma forte tendência para a fabricação em escala de SOFC aponta para o uso da técnica da colagem de fita. Neste projeto foram estudados os materiais, processamento e configurações ideias para a produção de SOFC's. O foco desse projeto de mestrado é a produção de eletrólitos suporte pelo método de colagem de fita e de meias células suportadas no anodo pelo método de colagem de fitas sequencial seguida pela co-sinterização. Neste estudo, foram produzidas fitas a partir de materiais como zircônia estabilizada por ítria (YSZ) e de céria dopada com gadolínia (CGO) juntamente com a adição de óxido de níquel (NiO) às cerâmicas para a produção de meias células suportadas no anodo e de eletrólitos suporte. Para a produção das camadas de fitas foram preparadas barbotinas, utilizando-se o pó cerâmico de interesse, os agentes dispersante, ligante, plastificante, solvente e formador de poro para as camadas de anodo. Estes reagentes foram processados em moinho de bolas controlando-se o tempo e a velocidade de rotação. A barbotina foi moldada com auxílio de "doctor blade" dupla para o controle da espessura da fita verde. Análises de viscosidade foram realizadas para avaliação do comportamento reológico das barbotinas para a realização da colagem de fita. Análises termogravimétricas das fitas foram realizadas para encontrar as temperaturas de calcinação de 500ºC e 800ºC para eletrólitos suportes e meias células respectivamente. As análises termomecânicas, densidade hidrostática e microscopias eletrônicas de varredura auxiliaram na determinação das temperaturas de sinterização ideais para o controle da porosidade e microestrutura das fitas, estipulando-se 1500ºC para eletrólitos suporte e 1450ºC para as meias células. Após o tratamento térmico às fitas foram depositados os eletrodos para a realização dos testes em célula unitária. Análises eletroquímicas sob hidrogênio das células unitárias suportadas no anodo e eletrólito foram realizadas em estações de testes de desempenho de SOFC. Os resultados preliminares indicaram que as amostras de meias células suportadas no anodo produzidas pela técnica de colagem de fita sequencial e co-sinterização tem potencial de crescimento. Ao final as amostras testadas foram fraturadas e analisadas por microscopia eletrônica de varredura, para verificar a adesão, espessura e a porosidade das camadas.

    Palavras-Chave: sintering; casting; magnetic tapes; iterative methods; electromagnetic interactions; solid oxide fuel cells; fuel slurries

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  • IPEN-DOC 28494

    MORAES, LETICIA P.R. de . Desenvolvimento de nanoestruturas 2D à base de céria para deposição de camadas finas aplicadas a células a combustível de óxido sólido / Development of 2D ceria-based nanostructures for thin-layer deposition in solid oxide fuel cells . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 167 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-28012022-154314

    Abstract: Células a combustível de óxido sólido (SOFC) têm um grande potencial para fornecer energia limpa com alta eficiência energética. Entre os materiais utilizados, o óxido de cério é usado nas SOFC de última geração em diferentes componentes. Assim, este estudo teve como foco a obtenção de óxido de cério dopado com gadolínio (CGO) para a aplicação como camada de barreira em SOFC, impedindo a degradação da célula pela difusão de espécies químicas entre o eletrólito e o catodo, e como suporte no catalisador Ni-CGO para produção de H2 via reforma interna. Um extensivo e sistemático estudo foi realizado, onde diferentes metodologias de síntese foram desenvolvidas e otimizadas para obtenção de CGO com diversas morfologias, visando à obtenção de nanoestruturas bidimensionais (nanofolhas) de CGO que permitam o controle das propriedades eletroquímicas, catalíticas e microestruturais das camadas funcionais. O método de coprecipitação foi utilizado para a produção de nanoestruturas resultando em diferentes morfologias como nanofitas e nanoesferas. Ajustando-se os parâmetros de síntese foi desenvolvido um método original para produção de nanofolhas de CGO. As suspensões coloidais das nanofolhas foram usadas para deposição de filmes sobre o eletrólito de zircônia estabilizada com ítria (YSZ). A versatilidade das propriedades obtidas pelo controle minucioso da síntese das nanoestruturas de CGO foi demonstrada em duas aplicações relacionadas à tecnologia de SOFC. Camadas densas de nanofolhas de CGO foram sinterizadas em temperaturas abaixo das usualmente requeridas, evitando reações indesejadas entre as fases YSZ e CGO e funcionando como camada de barreira eficiente como demonstrado em testes eletroquímicos e de células a combustível. Nanofitas porosas de CGO foram sintetizadas por precipitação com bicarbonato de sódio, sendo utilizadas para a produção de catalisadores à base de Ni, com excelente seletividade para o hidrogênio na reforma a vapor do etanol.

    Palavras-Chave: gadolinium; doped materials; cerium oxides; nanostructures; two-dimensional calculations; synthesis; depletion layer; solid oxide fuel cells; comparative evaluations; performance testing

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  • IPEN-DOC 28924

    SALVADOR, FRANCINE F. da S. . Desenvolvimento de nanomateriais luminescentes de óxido de estanho e óxido misto de estanho/titânio dopados com íons terras raras para aplicações biológicas / Development of luminescent nanomaterials based on rare earth ions doping tin oxide and tin / titanium mixed oxide for biological applications . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 191 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-18082022-120116

    Abstract: Atualmente, nanocristais semicondutores de banda larga dopados com íons lantanídeos trivalentes (Ln3+) têm sido o foco de interesse da pesquisa devido às suas propriedades ópticas distintas e potenciais aplicações em dispositivos ópticos e biosondas luminescentes. Devido à grande razão superfície / volume e ao efeito de confinamento quântico, as propriedades físico-químicas das matrizes em nanoescala podem diferir do material "bulk", afetando as propriedades de luminescência e a dinâmica dos estados excitados dos íons Ln3+. No entanto, uma questão importante para as nanopartículas (NPs) semicondutoras é se os íons Ln3+ são realmente incorporados na rede cristalina, uma vez que suas propriedades químicas geralmente diferem das dos cátions dos semicondutores. Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudos de fotoluminescência do óxido de estanho dopado com európio e térbio (SnO2:Eu3+; SnO2:Tb3+ e SnO2:Eu3+, Tb3+), preparados pelo método de coprecipitação, bem como do óxido misto de estanho / titânio dopado com neodímio (Sn1-xTixO2:Nd3+), preparado pela combinação dos métodos de coprecipitação e hidrotérmico. Esses materiais foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, difração de raios X (método do pó), microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva por raios X e microscopia eletrônica de transmissão. As propriedades ópticas foram investigadas por espectroscopia de reflectância difusa, espectroscopia de fotoluminescência, bem como curvas de decaimento de emissão. Sabe-se que na "janela biológica", na região do infravermelho próximo (NIR), a emissão dos biomarcadores não se sobrepõe à emissão dos constituintes fisiológicos (isto é, pigmentos, proteínas, coenzimas, água). Então, aproveitando-se da vantagem que os íons Nd3+ possuem bandas de absorção e emissão na região NIR, as propriedades luminescentes das soluções sólidas Sn1-xTixO2:Nd3+ foram investigadas sob excitação laser de 808 nm, visando aplicações biotecnológicas. Devido às informações sobre a toxicidade dessas NPs em células serem escassas, foram realizados ensaios de citotoxicidade in vitro dessas NPs com linhagem celular normal de fibroblastos murinos NIH/3T3 . Dessa forma, os estudos de fotoluminescência e citotoxicidade sugeriram que esses luminóforos podem ser potencialmente usados para bioaplicação.

    Palavras-Chave: lanthanum; rare earths; titanium oxide; tin oxides; nanomaterials; luminescence; ions; doped materials; biological markers

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  • IPEN-DOC 27486

    GOMES, ANTONIO A. . Desenvolvimento de um circuito microfluídico para análise atmosférica através de microusinagem com laser de pulsos ultracurtos / Development of a microfluidic circuit for atmospheric analysis through ultra-short laser pulse micromachining . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Wagner de Rossi. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-06112020-114714

    Abstract: O presente trabalho apresenta um aperfeiçoamento e validação qualitativa de um método para obtenção de glioxal - GLI (gás) em escala laboratorial através de solução aquosa de GLI 40%, a qual também se aplica na obtenção de metilglioxal - MGLI em mesmas condições. As obtenções exitosas de GLI, bem como a provável aquisição da outra espécie serão utilizadas para testes futuros no microrreator. Em seguida, dois tipos de microcircuitos com misturadores foram propostos e produzidos para sistema bifásico (gás-líquido), sendo estes, um circuito Duplo - T com misturador do tipo serpentina e o microcircuito - II composto do Misturador de Quebra e Recombinação Rápida (MQRR). Os misturadores desenvolvidos foram capazes de diminuir o tamanho das bolhas formadas em certos fluxos aplicáveis à cinética de reação de um microrreator, a qual mediante a técnica de derivatização tornará possível a identificação e quantificação de GLI e MGLI na amostra gasosa. A técnica de ablação com laser de pulsos ultracurtos foi aplicada para a confecção dos microcircuitos propostos. Também foram desenvolvidos para esta técnica, melhorias na microusinagem de geometrias complexas em superfícies de vidro óptico de borosilicato - BK7, as quais apresentaram ótimos resultados. Posteriormente, foi implementada uma técnica de validação e análise das velocidades, tamanho e número de bolhas através de um sistema de captura de imagem (Embedded Supervisory Optical System "ESOS"). O sistema de captura validado, foi a principal ferramenta na caracterização e definição do tipo de circuito que melhor pode ser aplicado ao microrreator em função do seu volume máximo e o tempo de residência para a técnica de derivatização. Por fim, um laser randômico microfluídico foi desenvolvido com o mesmo processo de microusinagem em superfície translúcida, sendo apresentado como candidato para análise do material derivatizado contendo GLI na saída do microrreator.

    Palavras-Chave: atmospheric chemistry; nanofluidics; fluid-structure interactions; fluid poison control; electromagnetic pulses; randomness; lasers; scattering; glyoxal; dimethylglyoxime; ablation; superconducting composites; optical systems; image processing; process development units

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  • IPEN-DOC 23355

    NEGRO, MIGUEL L.M. . Desenvolvimento de um modelo para dimensionamento da capacidade produtiva de fábricas de combustível nuclear para reatores de pesquisa / Development of a model for dimensioning the production capacity of nuclear fuel factories for research reactors . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 114 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. Coorientador: Michelangelo Durazzo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-08112017-090700

    Abstract: A demanda por combustível nuclear para reatores de pesquisa está aumentando em nível mundial, enquanto várias de suas fábricas têm pequeno volume de produção. Este trabalho estabeleceu um modelo conceitual com duas estratégias para o aumento da capacidade produtiva dessas fábricas. Foram abordadas as fábricas que produzem elementos combustíveis tipo placa carregados com LEU U3Si2-Al, tipicamente usados em reatores nucleares de pesquisa. A primeira estratégia baseia-se na literatura da área de administração da produção e é uma prática frequente nas fábricas em geral. A segunda estratégia aproveita a possibilidade de desmembrar setores produtivos, comum em instalações de produção de combustível nuclear. Ambas as estratégias geraram diferentes cenários de produção, os quais devem ser seguros em relação à criticalidade. Foram coletados dados de uma fábrica real de combustível nuclear para reatores de pesquisa. As duas estratégias foram aplicadas a esses dados com a finalidade de testar o modelo proposto, o que configurou um estudo de caso. A aplicação das estratégias aos dados coletados deu-se por meio de simulação de eventos discretos em computador. Foram criados diversos modelos de simulação para abranger todos os cenários gerados, de forma que o teste indicou um aumento da capacidade produtiva de até 207% sem necessidade de aquisição de novos equipamentos. Os resultados comprovam que o modelo atingiu plenamente o objetivo proposto. Como principal conclusão pode-se apontar a eficácia do modelo proposto, fato que foi validado pelos dados da fábrica.

    Palavras-Chave: uranium hexafluoride; hydrolysis; uranium compounds; uranium silicides; alloy nuclear fuels; research reactors; fuel fabrication plants; fuel cycle centers; fabrication; fuel elements; industrial plants; nuclear industry; organizational models; process development units

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

✔ Para indexação dos documentos é utilizado o Thesaurus do INIS, especializado na área nuclear e utilizado em todos os países membros da International Atomic Energy Agency – IAEA , por esse motivo, utilize os termos de busca de assunto em inglês; isto não exclui a busca livre por palavras, apenas o resultado pode não ser tão relevante ou pertinente.

✔ 95% do RD apresenta o texto completo do documento com livre acesso, para aqueles que apresentam o significa que e o documento está sujeito as leis de direitos autorais, solicita-se nesses casos contatar a Biblioteca do IPEN, bibl@ipen.br .

✔ Ao efetuar a busca por um autor o RD apresentará uma relação de todos os trabalhos depositados no RD. No lado direito da tela são apresentados os coautores com o número de trabalhos produzidos em conjunto bem como os assuntos abordados e os respectivos anos de publicação agrupados.

✔ O RD disponibiliza um quadro estatístico de produtividade, onde é possível visualizar o número dos trabalhos agrupados por tipo de coleção, a medida que estão sendo depositados no RD.

✔ Na página inicial nas referências são sinalizados todos os autores IPEN, ao clicar nesse símbolo será aberta uma nova página correspondente à aquele autor – trata-se da página do pesquisador.

✔ Na página do pesquisador, é possível verificar, as variações do nome, a relação de todos os trabalhos com texto completo bem como um quadro resumo numérico; há links para o Currículo Lattes e o Google Acadêmico ( quando esse for informado).

ATENÇÃO!

ESTE TEXTO "AJUDA" ESTÁ SUJEITO A ATUALIZAÇÕES CONSTANTES, A MEDIDA QUE NOVAS FUNCIONALIDADES E RECURSOS DE BUSCA FOREM SENDO DESENVOLVIDOS PELAS EQUIPES DA BIBLIOTECA E DA INFORMÁTICA.

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.

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.