Abstract: Um sistema baseado em micro controladores e sensores de baixo custo para o monitoramento ambiental dos laboratórios onde os detectores de HPGe são utilizados foi desenvolvido, visando a automatização da tarefa de controle das condições necessárias para garantir a qualidade das medidas, que tem sido realizado há muitos anos de forma manual, nem sempre com a frequência necessária. A proposta deste trabalho foi desenvolver uma estação de monitoramento, juntamente com seu software controlador, baseada em um micro controlador Arduino UNO equipada com quatro sensores termohigrômicos para monitorar diferentes partes do ambiente a qual o detector de Germânio hiper-puro está instalado, um sensor de tensão para monitorar sua tensão de alimentação, além de um termopar para monitorar o interior do dewar. Um software baseado na linguagem C-Sharp, e um banco de dados MySQL dedicado, foi desenvolvido com interface amigável e permitindo exportar os resultados obtidos na forma de relatórios. O sistema foi testado em um detector Canberra modelo GC2018, onde os quatro termohigrômetros foram posicionados em diferentes locais, permitindo monitorar as condições com intervalos determinados de no mínimo um minuto. Para garantir a confiabilidade das medidas os sensores foram calibrados por meio de medidas em ambientes com condições variadas e monitorado por aparelho termohigrômetro com certificado de calibração. Foi verificado que apenas um sensor dentro e outro fora da blindagem são necessários. O termopar se mostrou adequado para monitorar a refrigeração do detector e o sensor de tensão não se mostrou adequado. As medidas de umidade e temperatura foram feitas junto com medidas de resolução dos detectores e não foi possível observar correlação entre os resultados, indicando que o detector é pouco sensível às variações observadas. O sistema pode ser replicado se desejado, com os aprimoramentos sugeridos neste estudo, resultando em uma estação de baixo custo e eficiente, inclusive no próprio LAN para outros equipamentos.

Palavras-Chave: dosimetry; semiconductor detectors; high-purity ge detectors; quality control; testing; performance; uses; humidity; well temperature; controlled atmospheres; programming; computers; control equipment

MELO, GLEISER R. de. Desenvolvimento de estação de monitoramento para registro de temperatura, umidade e tensão de alimentação de detectores HPGe-Germânio Hiper-Puro. Orientador: Frederico Antonio Genezini. 2019. 81 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-05112019-151542. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30488. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Objetos simuladores (no inglês, phantoms), dispositivos que representam o corpo humano, têm sido usados nas áreas da física médica, física e engenharia biomédica desde o início. Logo após a descoberta dos raios-X, as notícias dos benefícios médicos da radiação se espalharam rapidamente. A geometria e a composição de um simulador são determinadas pela prática a qual será aplicado. Existem desde os mais simples, baseados em água para medir a saída de feixes de terapia de megavoltagem, aos de maior complexidade, antropomórficos para controle de qualidade em radioterapia. O uso de impressão 3D e filamentos comumente encontrados comercialmente para o desenvolvimento de simuladores está sendo investigado. A aplicação desta técnica para o desenvolvimento de simuladores de baixo custo requer um estudo complexo da interação dos materiais impressos com diferentes tipos e qualidades de radiação, bem como a caracterização de configurações de impressão. Realizando essas medições, é possível encontrar metodologias para que possam simular corretamente o tecido humano. O objetivo desse trabalho constitui no projeto e na construção de um objeto simulador antropomórfico de tireoide (pescoço), utilizando uma impressora 3D e materiais tecido-equivalentes, para ser utilizado em aplicações multidisciplinares. Estudos de equivalência a tecidos humanos para filamentos de PLA, ABS e ABS XCT desenvolvidos no IPEN foram realizados em feixes de fótons padrão. Utilizou-se como base anatômica e de modelagem 3D o simulador comercial ATOM MAX 711, da CIRS. Os dados experimentais mostram a possibilidade de alcançar condições de equilíbrio eletrônico com as mesmas especificações de espessura para PLA e ABS, possibilitando a substituição do PMMA em diversas aplicações dosimétricas. Os filamentos de ABS aditivados com BaSO4 desenvolvidos no IPEN possuem propriedades de atenuação aumentadas significativamente em relação ao ABS puro, PLA e PMMA e são equivalentes aos tecidos ósseos nos feixes estudados. Diferentes tecidos ósseos podem ser simulados com uso de diferentes percentuais de infill. A metodologia de modelagem do simulador 3D deste estudo abre possibilidades de uso de imagens tomográficas de quaisquer objetos, ou até mesmo pacientes, para realização de prototipagem 3D de simuladores cada vez mais específicos e customizados. O simulador desenvolvido apresenta todas as características desejáveis para aplicações em proteção radiológica, dosimetria utilizando detectores TL/OSL, medições de radioisótopos incorporados na tireoide (tanto contadores de contaminação, quanto detectores de medicina nuclear) e treinamento de técnicas de aquisição de imagens por raios-X. Constitui uma alternativa viável de simulador equivalente a tecido; e de baixo custo, se comparado com os simuladores importados.

Palavras-Chave: endocrine glands; thyroid cells; neck; tissue-equivalent materials; phantoms; pmma; computer-aided manufacturing; filaments; polyacrylates; biomedical radiography; nuclear engineering; x radiation; positron computed tomography; photon emission; radiothermoluminescence; uses; efficiency; performance; differential calculus; three-dimensional calculations

VILLANI, DANIEL. Desenvolvimento de um simulador antropomórfico de pescoço-tireoide tecido-equivalente impresso em 3D para aplicações multidisciplinares. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2021. 103 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-16062021-143936. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32238. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os reatores nucleares de potência refrigerados à água pressurizada (Pressurized Water Reactor - PWR) comumente utilizam pastilhas de dióxido de urânio como o seu combustível nuclear, estas por sua vez são montadas e empilhadas em tubos e tampões de ligas de zircônio (M5, Zirlo, Zircaloy, etc), Na usinagem desses componentes são geradas grandes quantidades de cavacos que estão contaminados com fluido de corte, o armazenamento destes cavacos apresenta riscos de segurança e ambientais por ser um material pirofórico e apresentarem alta área específica. Estas são ligas importadas e por isso é mostrado interesse pela indústria de reciclagem na sua reutilização. Este trabalho apresenta o estudo de um processo de reciclagem e os resultados para buscar, eficiência no processo de limpeza; controle de qualidade; obtenção de eletrodos prensados e a fusão em um forno a arco elétrico sob vácuo (Vacuum Arc Remelting - VAR). O processo de reciclagem se inicia com uma separação magnética de possíveis materiais ferromagnéticos presentes, lavagem do fluido de corte, que é solúvel em água, lavagem com um desengraxante industrial, seguido por um enxágue com fluxo contínuo de água em alta pressão e uma secagem por fluxo de ar quente. A primeira avaliação do processo foi feita por uma análise de fluorescência de raios X por dispersão de energia mostrando impurezas provenientes da mistura com cavacos da usinagem de aços inoxidáveis. Os cavacos foram prensados para a obtenção de eletrodos, para fusão em forno VAR, e para isso foi desenvolvida uma matriz para obtenção de eletrodos. Os eletrodos foram fundidos em um forno VAR de laboratório no Laboratório de Fusão do CECTM IPEN. A fusão dos cavacos é possível e viável em um forno VAR o que reduz em até 40 vezes o volume de armazenamento desse material.

Palavras-Chave: zirconium alloys; solid wastes; recycling; melting points; electrodes; uses; vacuum furnaces; arc furnaces; furnaces; materials testing

REIS, LUIS A.M. dos. Investigação do processo para a reciclagem de cavacos de ligas de zircônio através da consolidação por fusão em forno a arco elétrico de refusão de eletrodos consumíveis sob vácuo (VAR). Orientador: Cristiano Stefano Mucsi. 2019. 78 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-13062019-150402. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29916. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO foram preparados em uma única etapa, usando H2PtCl6.6H2O e RhCl3.xH2O como fonte dos metais, borohidreto de sódio como agente redutor e uma mistura física de 85% de carbono Vulcan XC-72 e 15% In2O3.SnO2 (indium tin oxide - ITO) como suporte. PtRh/C-ITO preparados neste trabalho foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), espectroscopia in situ de infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR), voltametria cíclica, cronoamperometria e testes de performance em uma célula a combustível de etanol direto (DEFC). Espectros de difração de raios X para todos eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO indicaram um deslocamento nos picos da Pt(fcc), mostrando que o Rh foi incorporado na matriz da Pt. Histogramas obtidos pelas imagens do MET para PtRh/C-ITO mostraram nanopartículas, com tamanho entre 3,0 e 4,0 nm, homogeneamente distribuídas sobre o suporte. Resultados do XPS da PtRh(70:30)/C-ITO mostraram a presença de uma mistura de espécies de diferentes estados de oxidação (Sn0 e SnO2), o que pode favorecer a oxidação de espécies intermediarias adsorvidas, através do mecanismo bifuncional. PtRh(90:10)/C-ITO foi a mais ativa nos estudos eletroquímicos devido a maior produção de CO2, indicando possuir maior seletividade na quebra da ligação C-C. Experimentos em DEFC mostraram que os valores de densidades de potência obtidas com PtRh(70:30)/C-ITO e PtRh(90:10)/C-ITO foram maiores do que com o Pt/C, indicando um efeito benéfico na adição de Rh a Pt, além do ITO no suporte de carbono.

Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; alcohol fuel cells; platinum alloys; hydrophylic polymers; hydrosphere; inorganic acids; hygroscopicity; borohydrides; sodium borides; synthesis; materials testing; catalysts; electrodes; oxidation; surfaces; reduction; electrochemistry; electrolysis; voltametry; quality control; testing; performance; uses; x-ray diffraction; transmission electron microscopy; x-ray photoelectron spectroscopy; fourier transform spectrometers; infrared radiation

CAMARGO, VICTOR F. de. Síntese de eletrocatalisadores de PtRh/C-ITO pelo método de borohidreto de sódio para eletrooxidação do etanol em meio alcalino. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2019. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-27122019-133317. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30743. Acesso em: $DATA.

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