Abstract: A utilização dos raios X na área médica, principalmente na radiologia, no Brasil e no mundo, vem crescendo progressivamente. No âmbito da construção civil, uma das maneiras de se diminuir a exposição às radiações e, consequentemente, diminuir as doses é a utilização de barreiras às radiações (blindagens). Não diferentemente de outros países, no Brasil empregam-se vários tipos de materiais para a construção de proteções às radiações ionizantes. Quanto ao revestimento de ambientes, por exemplo, além do chumbo, outros materiais foram testados e aplicados. Foi investigada a utilização da escória da metalurgia da cassiterita como agregado miúdo para a produção de argamassas de revestimento na blindagem de raios X e raios Gama. A cassiterita é o principal mineral de estanho explorado no mundo, produzida comercialmente no Brasil. A pesquisa foi dividida em quatro etapas: 1. coleta do material no pátio da metalúrgica; 2. caracterização física da escória da metalurgia da cassiterita; 3. confecção da argamassa utilizando a escória como agregado miúdo; e 4. determinação experimental dos coeficientes de atenuação da argamassa de revestimento produzidas com a escória da metalurgia da cassiterita. A partir dos estudos demonstra-se que é inconteste o potencial do material para o que se propõe nesta pesquisa e a sua contribuição para pesquisas futuras, entretanto, o mesmo não é conclusivo para utilização da escória como argamassa para blindagem.

Palavras-Chave: tin oxides; minerals; slags; micellar systems; shielding materials; x radiation; gamma radiation; materials testing

LEOCADIO, LEONARDO P. Análise da escória da metalurgia da cassiterita para utilização como agregado miúdo para a produção de argamassas de blindagem de raios X e Gama. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2022. 63 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-151833. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33620. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A governança de dados de pesquisas científicas deve ser incorporada às instituições de pesquisas científicas frente às demandas atualmente apresentadas, como: e-Science, compartilhamento de dados, ciência aberta (Open Science), repositórios de dados, metadados, qualidade dos dados, gerenciamento dos dados, Plano de Gestão de Dados (DMPs) para a contribuição à inovação e transparência da pesquisa científica. O âmbito do estudo é o Instituto de Pesquisa Nuclear e Energética (IPEN/CNEN), onde existe uma grande variedade de pesquisas, e a produção de muitos dados; mais especificamente a fim de criar a base de um exemplo a ser replicado, foram escolhidos os dados das técnicas analíticas: Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA) e Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), pertencentes ao Laboratório de Ativação Neutrônica - Centro do Reator de Pesquisa (LAN- CERPq). Conceitos essenciais de governança de dados, como ciclo de vida dos dados, qualidade dos dados e gerenciamento de dados mestre, são abordados, incluindo exemplos e explicações sobre os benefícios da governança de dados e como podem ser medidos e quantificados. Um modelo de governança de dados científicos, com foco nos dados das técnicas analíticas supramencionadas, foi desenvolvido e apresentado. Sua concepção foi pensada para que possa ser aplicada a outras técnicas ou áreas de pesquisas, bem como a outras instituições de pesquisa.

Palavras-Chave: nuclear data collections; data compilation; optoelectronic devices; structural models; neutron activation analysis; laboratories

CHAMAS, CLAUDIA. Desenvolvimento e aplicação de governança de dados no Laboratório de Análise por Ativação Neutrônica (LAN) do Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares (IPEN/CNEN) : proposta do modelo estrutural de aplicação para e-Science. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. 2021. 134 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23122022-145543. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33618. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A aplicação de reatores de eletrólitos sólidos para oxidação de metano e cogeração de energia é atrativa, principalmente com o uso de catalisadores sintetizados a partir de metais nobres como o paládio (Pd). Neste trabalho, preparamos três diferentes composições de paládio, 5%, 10% e 20%, em suporte de carbono (Pd/C), no método da redução via borohidreto de sódio para avaliarmos a composição com maior potencial de geração de energia e produtos de maior valor agregado. Os catalisadores foram preparados nas proporções de 5%, 10% e 20% de Pd em suporte de carbono (Pd/C). O principal foco deste trabalho foi a conversão de metano em metanol. Os eletrocatalisadores prepados foram testados como ânodo, seus efluentes foram analisados por espectroscopia no infravermelho (IR) e suas atividades verificadas por experimentos com eletrodo de disco de anel rotatório (RRDE). As composições mais ativas foram 10% e 20% de paládio, com maiores taxas de reação próximas ao potencial de circuito aberto. Nós também preparamos eletrocatalisadores de PtPb/C, nas proporções 10:90, 70:30, 50:50, pelo método da redução via borohidreto de sódio e testamos esses materiais para a oxidação do etanol em meio alcalino e oxidação do ácido fórmico em meio ácido, nossos resultados mostraram para ambas reações estudadas o efeito benéfico da adição do chumbo à platina, esse efeito poderia ser atribuído ao mecanismo bifuncional e ao efeito eletrônico.

Palavras-Chave: electrocatalysts; fuel cells; alkaline electrolyte fuel cells; alcohol fuel cells; membranes; exchange interactions; microwave amplifiers; thermal gravimetric analysis; nickel alloys; copper alloys; silver alloys

SILVA, ARACELI J. Desenvolvimento de eletrocatalisadores baseados em paládio ou platina aplicados em reatores de eletrólitos poliméricos - tipo célula a combustível. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2022. 82 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-142753. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33616. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Uma abordagem numérica foi proposta para tratar os efeitos auto-blindagem nas matrizes de covariância no formalismo de multigrupo de reatores térmicos com combustíveis de urânio ligeiramente enriquecido. O código NJOY foi amplamente utilizado para reconstruir e efetuar o alargamento Doppler das seções de choque na região de ressonância resolvida e transformar esses dados pontuais em seções de choque de multigrupo. O fluxo de ponderação foi obtido com o modulo ROLAIDS do sistema AMPX-II. O procedimento emprega apenas as seções de choque linearizadas do NJOY e o fluxo de ponderação do ROLAIDS. As análises restringiram-se aos dados nucleares 238U, que é o nuclídeo mais importante na região de energia de ressonância resolvida. O formalismo de Reich Moore é empregado em todo o método desenvolvido. O procedimento considera os efeitos diretos e indiretos dos dados nucleares sobre a matriz de covariância no formalismo de multigrupos, e os efeitos de auto-blindagem são levados em consideração de forma simples. Os resultados para a dependência da temperatura também são considerados e fornecidos. Mostraram-se que os efeitos de auto-blindagem são possíveis de serem considerados e eles têm uma influência importante sobre a matriz de covariância de multigrupo. Considerou-se como verificação independente resultados do MCNP5 na modelagem do reator IPEN/MB-01. A concordância dos resultados do método proposto e o MCNP5 foram excelentes. O modulo ERRORR do sistema NJOY emprega o modelo Breit-Wigner a 0K para descrever as ressonâncias e para obter as derivadas das seções de choque nas ressonâncias em relação aos parâmetros de ressonância. Além disso, verificou-se que o modelo ERRORR considera apenas o efeito direto e não leva em consideração o efeito indireto da função de ponderação na matriz de covariância multigrupo. Ambas essas suposições induzem discordâncias severas na matriz de covariância de multigrupo gerada pelo ERRORR quando comparadas aos valores obtidos neste trabalho.

Palavras-Chave: errors; cascade impactors; data covariances; numerical analysis; self-shielding; reactor lattice parameters

GALIA, MARCUS V.C. Análise e impacto das matrizes de covariância de dados nucleares com efeitos de auto blindagem em parâmetros integrais de reatores nucleares. Orientador: Adimir dos Santos. 2022. 102 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-05122022-133837. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33614. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A braquiterapia é uma modalidade de radioterapia que trata tumores utilizando radiação ionizante com fontes localizadas próximas ao tumor. As fontes podem ser produzidas a partir de diversos radionuclídeos e em diversos formatos, como sementes de iodo125 e fios de irídio192. Para produzir uma nova semente de Iodo-125 no e garantir sua qualidade, é fundamental descrever a dosimetria da semente, para que quando aplicado em um tratamento seja possível atingir a menor dose possível nos tecidos sadios vizinhos. O relatório do Task Group 43 U1 da AAPM é um documento que indica os procedimentos de dosimetria em braquiterapia com base em parâmetros físicos e geométricos. Neste estudo, escolheu-se dois métodos diferentes para caracterizar a semente de iodo-125: uma simulação de transporte de radiação (MCNP) e um experimento usando filmes radiocrômicos da Gafchromic. Todos os parâmetros do TG43 U1 foram simulados usando o método de Monte Carlo de transporte de radiação MCNP6: intensidade de kerma-ar, constante de taxa de dose, função de geometria, função de dose radial e função anisotrópica. Esses parâmetros foram obtidos a partir de uma semente modelada ideal. Os parâmetros se comportaram como esperado na literatura apresentando incertezas menores que as previstas. Na parte experimental da caracterização, com filmes radiocrômicos, foi realizada a calibração dos filmes de EBT-3, relacionando a cor do filme escurecido com a dose. Não foi possível fazer o experimento com o filme, pois em decorrência da pandemia de COVID-19, a semente de iodo-125 não pode ser confeccionada. No entanto, apresenta-se nesse trabalho toda a etapa de calibração do filme, sua curva de calibração e a simulação pelo método de Monte-Carlo.

Palavras-Chave: computerized simulation; brachytherapy; monte carlo method; iodine 125; seeds; iridium 192; photon computed tomography; tumor promoters; neoplasms; dosimetry

PRIMO, CAMILA de O. Estudos dosimétricos de fontes de iodo-125 com filmes radiocrômicos e método de Monte Carlo. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2022. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-05122022-123921. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33612. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A fusão em leito de pó a laser (FLP-L) se destaca entre os principais processos da manufatura aditiva (MA) pela fabricação de peças de geometrias complexas e com alívio de peso, especialmente nas indústrias aeroespacial e biomédica. A adequação de parâmetros do processo da FLP-L e a realização de pós-processamento por tratamentos térmicos são fundamentais para assegurar a qualidade e otimizar a vida útil de próteses e implantes médicos. As ligas de Co-Cr-Mo fabricadas por FLP-L são foco de pesquisa recorrente por possuir grande potencial na fabricação de próteses médicas e odontológicas personalizadas. Até o momento os estudos anteriores enfatizam a otimização de propriedades macroscópicas, como o comportamento de envelhecimento. Nas ligas de Co-Cr-Mo existe pouca literatura abrangendo a janela de processamento e sua relação com as características microestruturais e mecânicas. Este trabalho apresenta uma investigação dos principais parâmetros do processo de FLP-L em uma liga normatizada de Co-Cr-Mo ASTM F75 por meio dos efeitos e das influências da fabricação aditiva por laser por meio de análises mecânicas e microestrutura obtida nas amostras. Adicionalmente, foi feito tratamento térmico por solubilização na liga de Co-Cr-Mo processada por FLP-L. As análises obtidas foram comparadas com a rota convencional de fundição de precisão (FP). Os resultados obtidos permitiram determinar os parâmetros adequados para o processo FLP-L da liga de Co-Cr-Mo, possibilitando uma microestrutura com ausência de defeitos, obtendo densificações superiores que 99 %. As relações investigadas de processo-propriedade são importantes para definir a influência dos parâmetros analisados no processamento e pode embassar o estabelecimento de protocolos na padronização do processo de FLP-L da liga de Co-Cr-Mo.

Palavras-Chave: biological materials; biosynthesis; heat treatments; mechanical properties; impact fusion; lasers; melting; nanostructures; cobalt base alloys; chromium alloys; molybdenum alloys; comparative evaluations; site characterization

MERGULHAO, MARCELLO V. Fusão em leito de pó a laser da liga de Co-Cr-Mo: propriedades mecânicas e microestrutura após tratamentos térmicos. Orientador: Maurício David Martins das Neves. 2022. 154 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-08112022-104308. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33608. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Eletrólitos sólidos de galato de lantânio e estrôncio contendo substituição parcial de Sr por La, La1+xSr1-xGa3O7+δ (LSG), com X = 0 e 0,55 foram sintetizados por método de via úmida e por reação em estado sólido, para fins comparativos. O excesso de lantânio proporciona aumento na concentração de íons oxigênio em posições intersticiais, e consequente aumento na condutividade iônica tornando o LSG um material de interesse para aplicação em dispositivos que requeiram esta propriedade. O principal objetivo deste trabalho foi a obtenção destes compostos com homogeneidade microestrutural em condições menos severas que aquelas normalmente utilizadas quando o método convencional é empregado. O método escolhido foi o da complexação de cátions utilizando o ácido cítrico. Os pós sintetizados quimicamente foram submetidos a diversas técnicas analíticas para sua caracterização, tais como análises térmicas, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise elementar de H e C, difração de raios X, e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. Os principais resultados mostraram que a obtenção da fase pura do La1+xSr1-xGa3O7+δ requer altas temperaturas de calcinação e sinterização. A densificação acontece num intervalo pequeno de tempo para as amostras preparadas por rota química. A densificação das amostras, independentemente da técnica utilizada só ocorre acima de 1400 ºC. As amostras de LSG preparadas por rota química apresentaram homogeneidade microestrutural com relação ao tamanho dos grãos, enquanto as amostras preparadas pelo método de reação em estado sólido apresentaram distribuição bimodal de tamanho dos grãos. A condutividade elétrica das amostras com x = 0,55 é mais elevada nas amostras preparadas por complexação de cátions.

Palavras-Chave: solid electrolytes; fuel cells; electric batteries; strontium; lanthanum; gallium alloys; carbon additions; synthesis; conductor devices; ionic conductivity; site characterization; brachytherapy; iridium 192; monte carlo method; calculation methods; neutron transport theory; radiation doses; dose rates; dose equivalents; radiation dose ranges; thermoluminescent dosemeters; eyes; phase space; coordinated research programs; specifications; standards

CARVALHO, LUCAS A. Preparação e caracterização do condutor iônico à base de La-Sr-Ga-O. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. 2022. 104 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-163011. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33606. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de ressonadores de Nd:YLF emitindo no comprimento de onda de 1053 nm. Inicialmente, foram construídos ressonadores simples e compactos que, com a utilização de um diodo de bombeio equipado com VBG, alcançaram valores recordes de eficiências ópticas e de inclinação, com o bombeio na banda de 800 nm. As configurações subsequentes tiveram como objetivo melhorar a qualidade do feixe a fim de obter um feixe limitado por difração. Bombeio direto do cristal Nd:YLF foi apresentado, com o comprimento de onda de 863 nm, em uma cavidade simétrica plano-plano com lentes cilíndricas. Nesta, foram alcançados valores expressivos em termos de eficiência de inclinação, para lasers de neodímio bombeados por diodos, enquanto mantendo uma operação monomodo para o regime QCW. Por fim, foram apresentados configurações de chaveamento passivo que alcançaram altas energias por pulso e o maior valor de potencia pico para um cristal Nd:YLF chaveado passivamente por um cristal de Cr:YAG.

Palavras-Chave: diode-pumped solid state lasers; neodymium; resonators; elements; optical radar; environmental protection; environmental impacts; earth atmosphere; monitoring

PRADO, FELIPE M. Laser chaveado bombeado por diodos tipo "stack" para aplicações em monitoração ambiental LIDAR. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2022. 61 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-160209. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33604. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O desenvolvimento da tecnologia nuclear deve permitir a gestão segura dos rejeitos radioativos, provenientes das várias etapas do ciclo do combustível nuclear, da produção de radiofármacos e das aplicações de radioisótopos na medicina, indústria e centros de pesquisa. A caracterização destes rejeitos é uma tarefa complexa, devido à grande variedade de aplicações, materiais e composição. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de caracterização final de rejeitos radioativos utilizando redes neurais profundas. O método de Monte Carlo foi empregado para realizar a simulação de espectros gama, considerando o cenário de um tambor de rejeitos de 200 litros contendo até dez diferentes radionuclídeos: Am-241, Ba-133, Cd-109, Co-57, Co-60, Cs-137, Eu-152, Mn-54, Na-22, Pb-210. Os dados provenientes das simulações foram utilizados para treinar e avaliar o desempenho de diferentes arquiteturas de redes neurais profundas. A arquitetura selecionada foi VGG-19 a qual, após adaptações, apresentou o melhor desempenho na tarefa de classificação, sendo capaz de identificar quais radionuclídeos e qual a intensidade de cada radionuclídeos que compõe o espectro de radiação gama, emitido por um tambor de rejeito. Os resultados obtidos mostram que a metodologia desenvolvida pode atuar como uma importante ferramenta no processo de caracterização de rejeitos radioativos, realizada rotineiramente pelo Serviço de Gerência de Rejeitos Radioativos do IPEN, permitindo a diminuição à exposição ocupacional as radiações ionizantes.

Palavras-Chave: radioactive waste processing; neural networks; monte carlo method; calculation methods; gamma spectroscopy; site characterization

OTERO, ANDRE G.L. Aplicação de redes neurais profundas na caracterização de rejeitos radioativos. Orientador: Júlio Takehiro Marumo. 2022. 100 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-153207. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33602. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No campo de materiais para o setor automotivo, o uso do aço avançado de primeira geração bifásico de 1,3 GPa de resistência mecânica, cuja microestrutura ferrita/martensita confere ultra-alta resistência à tração, pode ser soldado a ponto por resistência elétrica ou unido à frio por conformação plástica e ancoramento (clinching). Algo benéfico é que isto pode ser executado com equipamentos já existentes coadunando para a construção leve. A aplicação do aço avançado de primeira geração bifásico 1,3 GPa de até 1,50 mm de espessura se mostra atrativa para substituir componentes obtidos por estampagem a quente no setor automotivo como barras de proteção lateral, reforços no assoalho e outros componentes relevantes no sistema de gerenciamento da segurança ativa. O presente trabalho visou correlacionar aspectos das uniões por clinching e por solda a ponto por resistência elétrica, quanto à resistência à tração para cisalhamento e para destacamento de corpos de prova preparados em corte por laser. As alterações na região de ancoramento do clinching e da zona afetada pelo calor na solda a ponto foram avaliadas em termos microestruturais e de microdureza. As cargas observadas durante os ensaios de destacamento do clinching com ruptura completa da região de estricção ou zona de estricção se mostraram mais elevadas do que quando ocorreu o desenbricamento da união mecânica. Quanto à solda ponto, apesar das variações adicionadas pelo processo térmico como queda da microdureza e da ruptura na região subcrítica no ensaio de resistência ao destacamento, ainda assim a resistência mecânica à ruptura foi 62% superior ao clinching na média. Os resultados permitiram concluir que, nas condições experimentais do presente trabalho, o clinching é exequível para materiais de ultra-alta resistência e permitiu uma correlação de 3 clinchings para cada 2 pontos de solda para ensaio quase estático.

Palavras-Chave: sheets; steels; duality; phase transformations; resistance welding; joining; strength functions; mechanical properties; materials working

BASTOS, VANDERLEI M. O clinching e a solda a ponto em aço avançado bifásico de 1,3 GPa de resistência mecânica. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. 2022. 66 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-170258. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33600. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processamento da cana-de-açúcar é um dos modelos mais sustentáveis de biorrefinaria. No entanto, ainda encontra lacunas como o uso de óleo diesel na etapas de colheita e transporte da matéria-prima e biodeterioração da cana-de-açúcar. A aplicação da digestão anaeróbia (DA) para a produção de biometano surge como alternativa para esses problemas. O processo de DA pode ser facilitado através de pré-tratamentos, como o uso do da técnologia do feixe de elétrons (FE). Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a produção de biogás e o potencial energético do processo, utilizando caldo de cana-de-açúcar "in natura" e deteriorado como substrato e o FE como pré-tratamento em ensaio de potencial bioquímico de metano (PBM). Para isso primeiramente os caldos foram extraídos de canas-de-açúcar frescas (CN) e deterioradas (CD), em seguida a extração foram submetidos aos tratamentos com FE em dose de 10 kGy (CN10, CD10) e 20 kGy (CN20, CD20) para serem utilizados como substratos com carga orgânica de 30 gDQO/L. Os ensaios de DA foram realizados em triplicatas. Os reatores (500mL) foram inoculados com lodo granular mesofílico (34,0±0,3 gSV/kg), passivados com N2, vedados e mantidos a 38±2ºC, agitação controlada (60 RPM) em um período de 840h. Foi realizada a caracterização dos caldos antes depois do pré-tratamento. Também foram avaliados parâmetros de produção e composição de biogás do processo de DA. Além do potencial energético da DA e um estudo de caso para usina (processa dois milhões de Ton/safra) com o novo modelo de modelo de processo proposto, onde 10% de sua produção seria destinada para a produção de biogás e consequentemente na substituição do óleo diesel pelo biometano. Como resultado da deterioração a concentração de açúcares (CN: 24,77±0,277 g.L-1; CD: 15,707±0,004 g.L-1) e pH (CN: 5,48; CD: 3,13) diminuíram ao contrário que a concentração de ácidos orgânicos lático (ALat) (CN: 0; CD:1,23±0,127 mg.L-1) e acético (AAce) (CN: 1,69±8.10-4 mg.L-1; CD: 10,62± 1,2.10-4 mg.L-1) aumentou. Em resposta ao pré-tratamento com o FE, a concentração dos açúcares (CN10: 24,44±1,27 g.L-1; CN20: 25,71±0,10 g.L-1, CD10: 14,91 ±0,318 g.L-1 e CD20: 15,09±0,034 g.L-1) pH (CN10: 5,41; CN20: 5,40; CD10: 3,12 e CD20: 3,12) permaneceram sem diferença significativa. No entanto, com relação ao ALat não houve alteração nos caldos "in natura", porém para os caldos deteriorados a medida que se aumentava a dose, a concentração do metabolito também aumentava (CD10: 2,96±0,003 mg.L-1; CD20: 3,40±0,005 mg.L-1). Com relação a concentração do AAcet, os caldos "in natura" quando esses foram irradiados houve o aumento, no entanto não significativo entre as doses (CN10: 1,76±8,4.10-5 mg.L-1 CN20: 1,83±8,3.10-6 mg.L-1). No caldo deteriorado temos o aumento da sua concentração à medida que se aumenta a dose de irradiação. (CD10: 10,40±9,0.10-3 mg.L-1; CD20: 10,82±0,0035 mg.L-1). Com relação a produção de biogás os caldos deteriorados (CD: 927,78±10,67; CD10: 986,96±58,34 e CD20: 937,40±85,76 NmL Biogás) obtiveram melhores resultados em comparação ao que se encontravam em estado "in natura" (CN: 896,10±38,09; CN10:833,12±30,07 e CN20: 798,18±73,72 NmL de Biogás). O mesmo resultado encontramos no rendimento de metano (CN: 201,97±0,012 CH4.gDQO-1; CN10: 201,97±0,053 NmLCH4.gDQO-1; CN20: 200,09±0,0026 NmLCH4.gDQO-1; CD:252,96±16,36 NmLCH4.gDQO-1, CD10:252,08±8,89 NmLCH4.gDQO-1 e CD20:258,79±29,11 NmLCH4.gDQO-1). O maior potencial energético da digestão anaeróbia também foi conseguido com os caldos deteriorados (CD: 1580,05±89,51 MJ.Ton-1; CD10: 1526,39±43,70 MJ.Ton-1 e CD20: 1516,60±4,44 MJ.Ton-1 ) ao ser comparado com os caldos "in natura" CN: 947,94± 38,01; CN10: 865,37±10,49 e CN20: 800,72±34,35 MJ Ton-1). Como resultados do estudo de caso, o uso do caldo "in natura" substituiria cerca de 65% de todo o óleo diesel usado na frota e maquinário da usina. Já o deteriorado conseguiria suprir toda a dependência do combustível fóssil, além de ter um excedente de energia de 9%. Com isso conclui-se que o processo de DA pode ser alternativa a fim de tornar o processamento da cana-de-açúcar mais sustentável e econômico. O FE pode ser uma tecnologia usada para a liberação de ácidos orgânicos nas moléculas de carboidratos, no entanto não houve diferença significativa no processo de DA.

Palavras-Chave: mathematical models; comparative evaluations; methane; production; nature reserves; sugar cane; beverages; electron beams

FARIA, TAMIRES M. Produção de biogás a partir do caldo de cana-de-açúcar "in natura" e deteriorado utilizando como pré-tratamento o feixe de elétrons. Orientador: Valter Arthur. 2022. 58 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-163530. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33598. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O reator de sal fundido faz parte da quarta geração de reatores nucleares e tem sido objeto de várias pesquisas contemporâneas. Ele opera a altas temperaturas e a baixa pressão, possui um refrigerante primário que não muda de fase, além de possuir segurança intrínseca e dimensões reduzidas. Com foco nestes quesitos, este reator pode ser utilizado em embarcações de comércio marítimo, com requisito de não ser necessário o reabastecimento durante a vida útil do navio. Esta tese propõe uma concepção de núcleo de um reator de sal fundido a ser empregado na propulsão naval. Baseado no conceito do Radkowsky Thorium Reactor, que estabelece região de blanket e de seed para componentes de um elemento combustível a ser empregado em um reator de água leve, propôs-se a utilização desse conceito em um núcleo de grafite no reator de sal fundido. O bloco de grafite possui uma matriz de orifícios circulares, consistindo de orifícios centrais com diâmetro menor, denominado de seed, e outros que se localizam ao redor destes, contornando-os, com diâmetro maior, o blanket. Foi utilizado sal combustível com F, Li, Be, Th e 233U, no qual o elemento físsil possui maior probabilidade de fissionar na região central (seed), que gera nêutrons que transmutam o material fértil em físsil na região periférica (blanket). Simularam-se diversas configurações mantendo o combustível líquido igual em todo o circuito primário. Procurou-se obter uma estrutura do núcleo que maximize o fator de conversão, a fim de regenerar o combustível nuclear e prolongar o tempo de vida de operação do reator. Outros fatores também foram analisados, como a distribuição espacial do fluxo e da taxa de fissão, o fluxo por unidade de letargia e parâmetros da queima do combustível. Uma estrutura de núcleo foi obtida e analisada em relação ao desligamento por barras de controle e de segurança manufaturadas com carbeto de boro. Conclui-se que o combustível exaurido pode ser utilizado em outra configuração de núcleo com a área de seed maior, com a finalidade de prolongar a operação atendendo ao objetivo proposto inicialmente.

Palavras-Chave: nuclear power; thorium reactors; ship propulsion reactors; molten salt fuels; molten salt coal gasification process; reactor core restraints; reactor design; nuclear engineering

FREITAS NETO, LUIZ G. de. Concepção de núcleo de reator de sal fundido de tório para propulsão naval. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. Coorientador: Adimir dos Santos. 2022. 154 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-19102022-153721. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33596. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A contaminação do meio ambiente é um desafio para maioria dos países desenvolvidos e em desenvolvimento, permeando as áreas de planejamento urbano, saúde pública e disponibilidade de recursos naturais. Inseridas nessa temática, estão as áreas contaminadas, uma questão crítica a ser discutida nas metrópoles. Áreas que abrigaram atividades industriais, postos de gasolina e locais de disposição irregular de resíduos, podem ter a presença de substâncias tóxicas no solo, no subsolo e nas águas subterrâneas. Desta forma, podem apresentar riscos e dificuldades aos processos de mudança de uso e ocupação do solo, fenômeno frequente na dinâmica das sociedades. É essencial criar ferramentas para enfrentar esses desafios, objetivando alcançar um planejamento urbano sustentável, promovendo cidades e comunidades sustentáveis. Neste trabalho, foi desenvolvida uma análise, para avaliar a distribuição das áreas contaminadas, aplicado ao município de São Paulo, e um indicador de sustentabilidade ambiental, a fim de efetuar uma classificação para áreas, de forma individualizada. A análise permitiu identificar qual o distrito com o maior número de áreas e que, a ausência de áreas contaminadas, ocorre em apenas em um distrito do município de São Paulo, o distrito de Marsilac. No decorrer desta análise foi elaborado, ainda, um indicador de áreas contaminadas (IAC) que permitiu mensurar a densidade, adotando a unidade territorial distrito. A classificação, realizada com o desenvolvimento de um indicador de sustentabilidade ambiental, de primeira geração, denominado Índice de Contaminação Ambiental (ICA), resultou em quatro classes distintas, indicando nível baixo, moderado, alto e elevado para a contaminação ambiental, existente em uma determinada área.

Palavras-Chave: land pollution; land pollution control; environmental exposure; environmental protection; sustainable development; soil conservation; tools; comparative evaluations; control elements; pollution sources; public health; health hazards; classification; indexes; data acquisition; data analysis; numerical data; information retrieval

LINO, JULIANA dos S. Desenvolvimento de um índice de sustentabilidade ambiental para análise e classificação de áreas contaminadas. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. 2022. 221 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18102022-172133. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33594. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho é realizado o estudo da viabilidade de implementação de um programa de Iniciação Científica para o Ensino Médio no IPEN para alunos de faixa etária acima de 16 anos. Para tal finalidade são verificados aspectos legais, pedagógicos e práticos que sejam necessários para o encaminhamento do projeto de modo a atender aos objetivos educacionais dos estudantes e dos orientadores. Além desse aspecto formal é verificada a viabilidade do ponto de vista motivacional, de modo que o pesquisador do IPEN, de fato, sinta-se impelido a aderir ao projeto de ICJ (Iniciação Científica Júnior). Primeiramente é realizado um estudo de como está a Educação Básica em São Paulo, no Brasil e no mundo de acordo com os índices governamentais do Brasil e do PISA. Posteriormente uma reflexão quanto à ICJ é desenvolvida por meio da análise de possíveis contribuições que o programa poderá oferecer para a educação do aluno e para as pesquisas científicas, havendo assim uma contribuição para o IPEN, como instituição, e para o Brasil, pela formação de cidadãos críticos que participam do debate público para a melhoria das condições de vida da sociedade em que vivem. Serão estudadas as experiências de sucesso no Brasil e no exterior de modo a direcionarmos a ICJ conforme os projetos educacionais que têm mais bem atendido à sociedade. Por fim é elaborado um plano de avaliação do programa de modo a ser verificado os benefícios atingidos para o instituto e para a formação dos alunos no decorrer de todo o percurso formativo.

Palavras-Chave: education; adolescents; children; dynamic programming; scientific personnel; human factors; training; learning; brazilian organizations

MELO, FERNANDO B. de. Viabilidade de implementação de Iniciação Científica Júnior no IPEN. Orientador: Roberto Vicente. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18102022-163446. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33592. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O crescimento econômico vem atrelado a um maior consumo de energia e a uma alta das emissões de gases de efeito estufa. Neste trabalho, investigamos a relação ótima entre os complexos moleculares [6, 6'-(2, 2 complexo '-bipiridina-6, 6'-dil)bis(1,3,5-triazina-2,4-diamina)](nitrato-O)cobre(II) e cis-[6-(piridin-2-il)-1,3,5-triazina-2,4diamina)(dicloro)paládio(II) misturados ao carbono nas porcentagens de 2,5% 5% 10% e 20% (m/m) para obteção de eletrocatalisadores estáveis, condutores e funcionais com redução na quantidade de metal utilizado para a conversão de metano em metanol, utilizando um reator de eletrólito polimérico tipo célula a combustivel. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de FT-IR e Raman a fim de obter informações estruturais dos complexos moleculares a respeito das interações entre o ligante e o metal. Foram utilizadas as técnicas de difração de raios X e espectroscopia de fotoelétrons exitados por raios X, para obtenção de informações das estruturas dos complexos, como também informações químicas da superfície dos catalisadores. A microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada para obter informações a respeito das características morfológicas das nanoestruturas. Foram feitas análises eletroquímicas as quais indicaram que o "Complexo-Cu e o Complexo-Pd", quando adicionados em quantidades adequadas ao carbono, produzem espécies radicalares, as quais compreendem a etapa fundamental para oxidação parcial do metano. Os testes em reatores juntamente com as análises de suas alíquotas por FTIR mostram que as composições mais ativas do "Complexo" foram Pd 20% seguida de Cu 2,5 e 5%(m/m) em carbono, os quais obtiveram maiores valores de circuito aberto, além da maior produção de metanol quantificadas por Raman, com taxas de reação de 4,2 mol.L-1. h-1, 1,85 mol.L-1.h-1 e 1,65 mol.L-1.h-1, respectivamente.

Palavras-Chave: bipyridines; triazines; benzidine; nitrates; copper; palladium chlorides; methane; carbon additions; stable isotopes; electric conductivity; solid electrolyte fuel cells

SILVA, LUIS M.G. da. Conversão de metano em metanol usando complexos moleculares de metais de transição em um reator de eletrólito polimérico tipo célula a combustível. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2022. 104 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12092022-110803. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33588. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Foram preparados eletrocatalisadores de PtSb/C em diferentes proporções pelo método de redução via borohidreto de sódio com uma carga metálica de 20% em massa suportados em carbono Vulcan XC 72. Os eletrocatalisadores foram submetidos às análises de caracterização por difração de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de energia dispersiva de raios x (EDX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia Raman (RS). Ensaios eletroquímicos pelas técnicas de voltametria cíclica e de cronoamperometria também foram realizados. Para as técnicas eletroquímicas foi utilizado o eletrodo de camada fina porosa, no qual os eletrocatalisadores foram testados em meio alcalino para os combustíveis etanol e glicerol. As análises eletroquímicas e de caracterização físico-química permitiram comparar o desempenho e a estabilidade dos eletrocatalisadores estudados e também demonstraram a eficácia da adição do antimônio e sua proporção ótima. Ensaios em célula unitária foram realizados simulando condições reais de operação. Composições nas razões de PtSb/C 90:10, 80:20 e 70:30 se destacaram para a oxidação do etanol. Para o glicerol, composições nas razões de PtSb/C 80:20 e 70:30 foram melhores. Na oxidação do glicerol destacou-se o o produto dihidroxiacetona (DHT) que possui alto valor agregado.

Palavras-Chave: fuel cells; electrocatalysts; borohydrides; sodium compounds; glycerol; selective catalytic reduction; ethanol; oxidation; electrochemical cells; platinum; electrodes

PEREIRA, CONRADO de V. Síntese e caracterização de eletrocatalizadores de PtSb/C pelo método de redução via borohidreto de sódio para oxidação direta de etanol e glicerol em meio alcalino. Orientador: Almir Oliveira Neto. 2022. 107 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-09092022-152218. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33586. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) estão entre as nanopartículas metálicas mais amplamente estudadas para aplicações biomédicas. Metabólitos presentes em diversos extratos de plantas têm sido explorados para a preparação de diferentes AuNPs. No presente estudo, os fitoquímicos escolhidos como agentes redutores e estabilizadores para síntese das AuNPs, foram a mangiferina (MGF) e o resveratrol (RESV). Devido ao aumento da produção e da utilização das AuNPs, sérias preocupações são levantadas sobre os efeitos perigosos desses nanomateriais sobre a segurança ambiental e humana. O presente estudo investigou o nível de toxicidade das AuNPs reduzidas e estabilizadas com MGF (MGF-AuNPs) e RESV (RESV-AuNPs) in vitro e in vivo, comparando-as com o método clássico de síntese de AuNPs, no qual o citrato de sódio é o agente redutor e estabilizante (CITR-AuNPs). Foi realizado o ensaio de citotoxicidade, de acordo com a norma ISO 10993-5, pelo método de incorporação do corante vermelho neutro; o ensaio de toxicidade aguda com Daphnia similis, de acordo com a norma ABNT NBR 12713; o ensaio de toxicidade aguda com embriões de zebrafish, com a presença e ausência do córion do animal (FET Test), de acordo com o protocolo da OECD 236; o ensaio de microinjeção das amostras em embriões de zebrafish e o ensaio comportamental com as larvas de zebrafish. A nanotecnologia verde provou ser uma ferramenta valiosa na síntese AuNPs, não exigindo o uso de solventes e outras substâncias, pois os elétrons disponíveis dos fitoquímicos RESV e MGF forneceram energia suficiente para reduzir o sal de ouro. A toxicidade das AuNPs variou de acordo com o ensaio e com o modelo in vitro e in vivo. No ensaio de citotoxicidade em células de roedores, o índice de citotoxicidade (IC50) foi obtido das CITR-AuNPs, cujo IC50 foi 72%, que corresponde à concentração de ouro de 74,16 μg mL-1. No ensaio de toxicidade aguda com Daphnia similis, as amostras que causaram efeito tóxico agudo foram os redutores RESV e MGF, as CITR-AuNPs e as RESV-AuNPs, sendo os redutores mais tóxicos que as nanopartículas. Não foi possível estimar a concentração da amostra que causa imobilidade a 50% dos organismos (CE50;48h) para RESV, assim a CE50;48h considerada para o RESV foi menor que 3,12%, que corresponde a concentração de 10,29 μg mL-1. Para MGF a CE50;48h foi 21,52%, que corresponde a concentração de 150,64 μg mL-1. Para as CITR-AuNPs, a CE50;48h foi 29,71%, que correponde a concentração de ouro de 30,60 μg mL-1, e para as RESV-AuNPs a CE50;48h foi 25,88%, que correponde a concentração de ouro de 38,56 μg mL-1. No FET Test com embriões na presença do córion, as RESV-AuNPs causaram atraso no desenvolvimento embrionário, no processo de eclosão, sendo obtida a concentração da amostra que causa efeito letal em 50% dos organismos (CL50;96h) no valor de 34,97%, correspondente a concentração de ouro de 52,10 μg mL-1. No FET Test com embriões na ausência do córion, assim como no ensaio de microinjeção, as amostras não causaram efeito tóxico agudo nos animais. No ensaio comportamental a alteração da atividade locomotora foi observada em todas as amostras, e a toxicidade neurocomportamental foi atribuída aos agentes redutores CITR, MGF e RESV. O presente estudo verificou importância de avaliar a toxicidade das amostras em organismos diferentes, pois Daphnia similis e embriões de zebrafish apresentaram maior sensibilidade comparada as células de mamíferos. Além disso, dados inéditos da avaliação da toxicidade de AuNPs sintetizadas e estabilizadas com fitoquímicos MGF e RESV foram apresentados neste trabalho, contribuindo com a nanotoxicologia/ nano-ecotoxicologia.

Palavras-Chave: fishes; embryos; daphnia; branchiopods; phenols; in vitro; mangoes; in vivo; nanomaterials; toxicity; testing; gold isotopes; synthesis; green function; chemical analysis; toxic materials; environmental impacts; drugs; food industry; liquid wastes; waste processing; statistical data

CAVALCANTE, ADRIANA K. Toxicologia in vitro e in vivo das nanopartículas de ouro sintetizadas e estabilizadas com fitoquímicos. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. 2022. 177 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-09092022-143807. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33584. Acesso em: $DATA.

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Abstract: This thesis explores the synthesis and application of cerium oxide as a material in solid oxide fuel cells (SOFC) with tailored properties to decrease the processing temperature and improve the effectiveness of the catalytic and electrochemical reactions. Three approaches were investigated: i) a precipitation route for the synthesis of gadolinium doped ceria (CGO) with a sintering aid, ii) shape control of nanoceria by a hydrothermal route and application of the materials as an SOFC electrolyte and as catalytic layer for direct operation of an SOFC with ethanol, and iii) the application of a doped ceria barrier layer and nanostructured layer by a physical deposition method. The precipitation route showed to be efficient for the synthesis of nanometric ceria and the addition of Fe2O3 enhanced the sintering mechanism. It was inferred that Fe mostly segregates at the grain boundary interfaces of CGO, therefore, decreasing the grain boundary energy and favouring the elimination of the solid-gas interface. Nonetheless, Fe-rich phase precipitates were found to enhance the electronic contribution of CGO. Thus, the use of transition metal oxide as a sintering aid in ceria-based electrolytes should be controlled to avoid changes in charge transport in the electrolyte. The hydrothermal route was investigated as a novel approach to controlling the densification mechanism in the material. Through this simple route, CGO nanorods and nanocubes were synthesized by controlling the temperature. The CGO nanorods exhibited high surface energy, promoting mass diffusion at lower temperatures leading to a rapid densification and were therefore successfully applied as an electrolyte material in an electrolyte supported SOFC fully sintered at 1150 ºC operating at intermediate temperature. On the other hand, the CGO nanocubes had a very low sintering activity, attributed to their higher surface stability. The CGO nanorods and the CGO nanocubes were further evaluated to be applied as support materials for Ni-based catalysts in the steam reforming reaction of ethanol at intermediate temperature. The Ni catalyst on the CGO nanorod support displayed the highest activity after a heat treatment analogous to that for processing SOFCs. Hence, it was employed as a catalytic layer in an SOFC operating directly with ethanol. It was demonstrated that the fuel cell remained stable under operating condition with a continuous flow of anhydrous ethanol. Nanostructured doped ceria functional layers deposited by pulsed laser deposition (PLD) were applied as a barrier layer and as a cathode interlayer. The deposition of such functional layers was shown to enhance the cell's performance, having a role in both the durability, and increasing the oxygen reduction reaction sites. In summary, this thesis contributes towards the development of nanomaterials with tailored properties for application as functional layers of high performance SOFC.

Palavras-Chave: temperature measurement; catalytic converters; electrochemical cells; solid oxide fuel cells; cerium oxides; gadolinium; iron oxides; nanomaterials; synthesis; steam; reformer processes; hydrogen production; layers; deposition; pulse shapers; lasers

LIVINALLI, MARINA M. Development of functional layers for direct ethanol solid oxide fuel cells. Orientador: Fabio Coral Fonseca. 2022. 195 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-154257. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33274. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Com a evolução tecnológica no âmbito da saúde, o desenvolvimento de softwares que auxiliam o médico em suas decisões sobre o diagnóstico do paciente tem se intensificado nos últimos anos. O Sistema de Apoio ao Diagnóstico Médico (SADM) torna-se uma ferramenta relevante nesse processo, pois pode contribuir para uma melhor assistência ao paciente e para um diagnóstico mais assertivo. O objetivo deste trabalho é medir os possíveis preconceitos/resistências ao uso do SADM em grupos constituídos de professores médicos e acadêmicos de medicina da FAPAC/ITPAC Porto, em Porto Nacional, Tocantins. Para a medida da memória explícita, foi utilizado um questionário elaborado nesta tese. Já para a memória implícita utilizou-se o Teste de Associação Implícita (TAI) aplicado por meio do software FreeIAT, que mede a latência de resposta do participante, a fim de quantificar os preconceitos dos dois grupos, quanto ao uso do SADM. Como parte deste trabalho, foi desenvolvido um pós-processador gráfico com interface amigável, o que facilitou a apresentação e a interpretação dos resultados por parte dos usuários do FreeIAT. O Teste de Associação Implícita (TAI) do software utilizado neste trabalho, foi customizado com a finalidade de comparar as associações implícitas, tanto de professores médicos, quanto de acadêmicos, em relação às categorias-alvo: "INFORMÁTICA" e "MANUSCRITO". Para validação dos testes de associação explícita e implícita, um pré-teste foi aplicado a um grupo de professores médicos. Antes da pandemia da COVID-19, o teste de associação implícita foi aplicado para os acadêmicos de medicina no primeiro mês de aula da disciplina Informática Médica e após quatro meses, o teste foi reaplicado. O treinamento para esse grupo consistiu na exposição dos conteúdos abordados durante as aulas, sendo apresentadas as mais variadas aplicações da informática na área médica. Após a ministração da disciplina, os acadêmicos apresentaram resultados mais positivos em relação à "INFORMÁTICA". Paralelamente, foi aplicado o FreeIAT customizado para os professores médicos, além da realização de um treinamento multissensorial. Finalmente, o TAI foi reaplicado a esses participantes, cujos resultados mostraram que após o treinamento multissensorial, as associações positivas à "INFORMÁTICA" aumentaram. Devido à pandemia da COVID-19, a proposta desta pesquisa foi ampliada, a fim de verificar se houve um aumento nas associações positivas à "INFORMÁTICA". O mesmo TAI customizado e o treinamento multissensorial, utilizados na pré-pandemia, foram aplicados a dois novos grupos de professores médicos e acadêmicos de medicina. A metodologia multissensorial elaborada e utilizada neste trabalho para os professores e acadêmicos teve êxito no período da pré-pandemia ao possibilitar mudanças nas associações implícitas, modificando a percepção dos participantes e possibilitando a redução do preconceito/resistência à utilização de SADMs. Já no período da pandemia, apenas os acadêmicos demonstraram maior força de associação à "INFORMÁTICA", após cursarem a disciplina Informática Médica. Já os médicos, apresentaram menor força de associação à "INFORMÁTICA". Os resultados desta pesquisa promovem uma reflexão sobre como o conhecimento de sistemas computacionais confiáveis pode alterar a percepção prévia de um acadêmico ou médico e minimizar a resistência quanto ao uso desses sistemas. O software TAIGraph, desenvolvido neste trabalho, encontra-se disponível para ser utilizado, especialmente por pesquisadores que fazem uso do FreeIAT.

Palavras-Chave: medicine; education; personnel; medical supplies; computer codes; programming languages; tools; diagnostic techniques; control systems; comparative evaluations

SILVESTRE, LARISSA J.B. Aplicação de testes de associação explícita e implícita na comunidade acadêmica médica para avaliar a resistência no uso de sistemas de apoio ao diagnóstico médico. Orientador: Gaianê Sabundjian. 2022. 177 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18082022-151540. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33272. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A mucosite oral (MO) é uma lesão frequente em pacientes oncológicos e que pode ser causada tanto por radioterapia em região de cabeça e pescoço ou por certos quimioterápicos. Podendo variar no grau clínico de sua manifestação, a MO quando causa ulcerações gera severo quando álgico, risco de infecção local e sistêmica e aumento de custo no tratamento, principalmente quando causada por radiação ionizante. Não há um consenso terapêutico quanto ao manejo da MO e, nas últimas décadas, há um destaque para a fotobiomodulação (PBM), com laser de baixa intensidade, nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho. Esta é uma opção não medicamentosa capaz de diminuir o desconforto e acelerar a cicatrização das feridas. Os mecanismos de ação da PBM na evolução do reparo da MO não são esclarecidos. Visando elucidar a atuação da PBM na evolução da maturidade epitelial em úlceras de MO induzidas por radiação ionizante, o presente estudo avaliou o efeito da PBM com comprimento de onda (λ) vermelho, de 660 nanometros (nm) e infravermelho, de 780 nm em feridas de MO radioinduzidas, na língua de ratos, oito e vinte dias após irradiação, em tempo único, com 20 Gy, de fonte de raios gama. Avaliou-se, na área epitelial das lesões, a área percentual correspondente a marcação positiva para as proteínas citoqueratinas 10 (CK10) e 14 (CK14), por meio de técnica de imunohistoquímica (IHQ), após 8 e 20 dias da indução das lesões, e comparou-se com um grupo controle não tratado. A CK10 é uma proteína relacionada a células epiteliais de maior grau de maturidade e diferenciação, sendo capazes de colaborar com a resposta de defesa inata tecidual, e foi significativamente mais expressa no grupo tratado com PBM de 660 nm. A CK14, que é característica de células epiteliais de menor maturidade, menos diferenciadas, importante para o reparo e resistência mecânica epitelial e, normalmente, devendo estar restrita à camada basal de epitélios saudáveis, não apresentou diferenças quantitativas entre os grupos avaliados. No entanto, seu padrão de distribuição no epitélio das amostras do grupo controle no vigésimo dia, ainda se apresentava alterado, ao passo que nos grupos tratados com PBM, a CK14 já aparecia restrita à camada basal do epitélio, como esperado em epitélios saudáveis. O estudo permitiu concluir que a PBM foi capaz de melhorar indicadores de maturidade epitelial da ferida de MO reparada, o que potencialmente se traduz em um epitélio funcionalmente mais competente para um mesmo tempo clínico do grupo controle, na qual as lesões seguiram seu curso natural de cicatrização.

Palavras-Chave: oral cavity; mucous membranes; inflammation; radiotherapy; radiation induced mutants; cytology; keratin; biological markers; immunoassay; biological repair; lasers

SARDO, ARIANE V. da N. Laser de baixa intensidade no tratamento de mucosite oral induzida por radiação : avaliação imunohistoquímica com marcadores de citoqueratinas CK 10 e CK 14. Orientador: Denise Maria Zezell. 2022. 77 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-144812. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33270. Acesso em: $DATA.

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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

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. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. 2019. 191 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-18082022-120116. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33268. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A maior parte da exposição à radiação dos Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOEs) em uma usina nuclear vem da inspeção, manutenção e reparo dentro do compartimento do reator. O objetivo do estudo foi desvendar a vestimenta que, concomitantemente, apresenta o melhor resultado para atenuação de radiação ionizante, bem como, uma boa ergonomia para o profissional de manutenção de usinas nucleares móveis. Para isso foi realizada uma pesquisa de mercado e, como resultado, foram encontradas nove Vestimentas de Proteção Radiológica (VPRs), de cinco fabricantes diferentes e proveniente de três países, Estados Unidos, Japão e China; e que se apresentam factíveis de serem adquiridas. Para escolha da VPR foram utilizadas as técnicas de otimização da publicação 55 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (CIPR): análise de prioridades com atributos múltiplos e análise com critérios múltiplos excedentes. Com base nas informações disponibilizadas pelos fabricantes foram escolhidos cinco atributos para comparação: custo de proteção, percentual de atenuação de radiação ionizante, peso, conforto e descontaminação superficial da vestimenta. Para verificar a robustez da solução analítica encontrada, foram variados os valores das constantes de crescimento, onde observou-se que a solução analítica encontrada é fortemente influenciada quando se altera o custo de proteção, por ser a VPR de maior custo entre todas as pesquisadas. A VPR elegida por ambas as técnicas de otimização foi a STEMRAD 360γ, que apresenta a maior capacidade de atenuação de radiação ionizante, bem como configura-se como VPR com maior ênfase ao quesito ergonomia. Por fim, a partir da vestimenta apontada como o melhor equipamento de proteção, foram propostos ensaios para averiguar a capacidade de atenuação da radiação ionizante, bem como os passos iniciais para desenvolvimento e confecção de uma Vestimenta de Proteção Radiológica Nacional (VPRN) para aplicação em manutenção de usinas nucleares móveis.

Palavras-Chave: mobile reactors; nuclear power plants; radiation protection; radiation doses; occupational exposure; working conditions; shielding materials; ionizing radiations

CELESTINO, PEDRO A.P. Estudo das Vestimentas de Proteção Radiológica (VPRs) para manutenção de usinas nucleares móveis. Orientador: Gian Maria Agostino Angelo Sordi. 2022. 119 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-111933. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33266. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um estudo sistemático usando a técnica de Análise por Ativação Neutrônica em Coincidência (CINAA), que é uma técnica usada para quantificar as concentrações dos elementos químicos de materiais, por meio de transições gama emitidas na mesma desintegração. Para tanto, foram utilizados materiais de referências biológicos e geológicos como: DORM4, BE-N, GS-N, OY irradiados juntamente com padrões sintéticos. Todas as aquisições de dados foram realizadas fazendo uso do digitalizador CAEN v1724 no tratamento dos dados, fez-se o uso dos softwares AnalisaCAEN, Genie 2000, e foi utilizado o Método do Pulsador para determinação da taxa real de medição. Com esses dados os valores das concentrações das amostras dos elementos Co, Cs, Sc e Se foram obtidos. De posse destes resultados e das concentrações destes mesmos elementos obtidas através da NAA comparativa convencional, ou seja, com medidas de um único fóton, foi possível fazer um estudo comparativo das duas metodologias. As medidas de coincidência foram feitas em dois modos distintos, janela aberta e fatia. Nos espectros analisados por CINAA verificamos a redução do espectro contínuo devido ao espalhamento Compton e efeito bremsstrahlung, logo esta técnica coincidência γ-γ é a responsável pela diminuição do espectro. Entretanto, o modo fatia foi o único que entregou resultados confiáveis em todos os casos, mas de modo geral com incertezas significativamente mais altas, e o modo single resulta em limites de detecção mais baixos, com a exceção do Sc que ocorreu o contrário.

Palavras-Chave: coincidence methods; mathematics; neutron activation analysis; bremsstrahlung; biological radiation effects; environmental impacts; geologic structures; sample preparation; cobalt 60; gamma radiation

SANTOS, ANA G.M. dos. Utilização de análise por ativação neutrônica em coincidência em amostras de origem biológica e geológica. Orientador: Frederico Antonio Genezini. 2022. 62 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18082022-084725. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33264. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de fibra de basalto e resina epóxi e de fibra de vidro e resina epóxi aplicando-se um carregamento hidrostático constante pelo período de 500 horas em duas diferentes temperaturas: 22 ºC, considerada como temperatura ambiente, e 50 ºC. Os cilindros foram manufaturados utilizando-se a técnica de enrolamento filamentar (filament winding), com a cura da matriz em estufa na temperatura final de 150 ºC. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio dos valores de pressão e deformação de ruptura, bem como as propriedades físico-químicas por meio de ensaios térmicos. As análises microestruturais foram feitas utilizando-se um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e teve como um dos principais objetivos identificar o comportamento da interface fibra/matriz. As micrografias mostraram também uma excelente homogeneidade na impregnação das fibras pela matriz. Os resultados da temperatura de transição vítrea (Tg) apontaram valores entre 120 e 124 ºC, para a fibra de basalto/epóxi e vidro/epóxi, respectivamente, indicando uma cura controlada das matrizes poliméricas. As frações volumétricas de fibra foram obtidas por análise TGA e resultaram em valores de 55% e 57%, respectivamente para os compósitos de basalto/epóxi e vidro epóxi, indicando também um elevado grau de ajuste nos parâmetros de fabricação dos cilindros. Os valores de deformação máximos na fluência medidos na superfície dos cilindros na temperatura ambiente e na temperatura de 50 ºC foram respectivamente 1,2% e 1,25% para o compósito com fibra de basalto e 0,72% e 0,82% para os compósitos com fibra de vidro. Os resultados nominais de deformação na direção radial (tração) foram em média 4 vezes maiores que os valores registrados na direção longitudinal (compressão) para ambos os cilindros. Os cilindros de fibra de basalto/epóxi apresentaram maiores valores nominais de deformação em fluência quando comparados com os cilindros de fibra de vidro/epóxi sob as mesmas condições de carregamento hidrostático e tempo de ensaio. Assim, foi possível conhecer de maneira adequada, as características mecânicas de deformação e fluência dos materiais compósitos de FB/epóxi e de FV/epóxi.

Palavras-Chave: basalt; igneous rocks; glass; fiber; filaments; epoxides; organic oxygen compounds; hydrostatics; fluid flow; pressure release; heat exchanger method

OLIVEIRA, VINICIUS G. de. Análise do comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de basalto/epóxi e de vidro/epóxi submetidos a diferentes temperaturas e carregamento hidrostático. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. 2022. 78 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-150249. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33262. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A impressão 3D se desenvolveu e se tornou popular muito rapidamente nos últimos 10 anos. Sua utilização na área da saúde é cada vez mais intensa e uma de suas aplicações é na criação de simuladores do corpo humano (phantoms). Simuladores que mimetizam a interação da radiação com o corpo humano são fabricados há muitos anos com várias tecnologias e demandados por professores, pesquisadores e profissionais de diversas áreas. Porém sua disponibilidade é restrita e seu valor de aquisição é elevado para as instituições que no Brasil que fazem uso destes equipamentos. Por outro lado, existe a possibilidade de produção de phantoms impressos em 3D. Desta forma, esta tese teve por objetivo produzir um phantom de cabeça e pescoço construído com impressão 3D, de tecnologia de Fabricação de Filamento Fundido, com as características físicas mais próximas possíveis de um ser humano. Para tal, inicialmente, foi realizado um estudo com 18 filamentos distintos de forma que foram avaliados parâmetros como densidade, equivalência de números de Hounsfield em tomografia computadorizada, impacto visual na imagem tomográfica em relação ao preenchimento e atenuação à radiação para realizar a escolha do material a ser utilizado na construção do phantom. Na sequência, um phantom CIRS 711 Atom Max foi utilizado como base para a segmentação de 58 modelos 3D distintos por meio do software 3D Slicer. Os filamentos radiopacos XCT-0, XCT-A e XCT-C foram utilizados para construir, respectivamente, tecidos moles, ossos e esmalte dentário. O phantom produzido é composto de 14 fatias que, quando montadas e imageadas em TC e radiografia, possuem similaridade anatômica com o corpo humano. Houve diferença discreta dos números de Hounsfield em relação ao planejado em razão do filamento XCT, o que deve ser melhor estudado posteriormente. O phantom produzido possui preço de fabricação 20 vezes menor que o seu similar importado, o que pode favorecer sua aquisição por instituições nacionais, principalmente com foco na pesquisa e no ensino de exames em radiologia.

Palavras-Chave: head; neck; thyroid cells; tissue-equivalent materials; phantoms; pmma; methacrylic acid esters; computer-aided manufacturing; filaments; biomedical radiography; nuclear engineering; photon computed tomography; x radiation; photon emission; differential calculus; three-dimensional calculations

SAVI, MATHEUS B.M.B. Estudo de materiais e desenvolvimento de um simulador antropomórfico de cabeça e pescoço por meio de impressão 3D. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2022. 124 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-04082022-143618. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33260. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Brasil é o maior país da América Latina, sendo o quinto maior do mundo em área territorial e o sexto em população, com mais de 210 milhões de habitantes. Sua atual Constituição, o concebe como uma república federativa presidencialista, formada pela união de 26 estados, do Distrito Federal e de 5.570 municípios. Com todas essas dimensões, o país apresenta intensa movimentação de produtos químicos e radiológicos nos mais diversos tipos de modais. Toda essa movimentação pode provocar a ocorrência de acidentes, o que é preocupante devido aos perigos intrínsecos aos produtos e ao elevado adensamento populacional urbano das grandes capitais do país. Fatalidades ou severos danos à saúde da população bem como impactos ambientais podem ocorrer em função desses acidentes. O registro das informações de cada emergência torna-se ferramenta importante para a análise e aprendizado de forma a controlar novas emergências. Diversos órgãos em todo o país realizam o atendimento a essas emergências, no entanto, as informações coletadas em cada evento variam muito entre as instituições, não existe uma padronização dos dados coletados em campo, bem como a disponibilização desses dados ao público, não ocorre de forma satisfatória. Este estudo tem por finalidade avaliar como são realizados os registros dos atendimentos às emergências químicas e radiológicas, realizados por diversas instituições nacionais e internacionais, sua disponibilização ao público para consulta, bem como propor a elaboração de um Sistema Nacional Georreferenciado para Registro de Emergências Químicas e Radiológicas, que poderá ser implantado, utilizado e disponibilizado em todo o território nacional, de forma ágil e gratuita para toda a população. Para isso foi realizado um estudo detalhado em diversos formulários e sistemas de registros de emergências químicas e radiológicas utilizados no Brasil e no exterior. Realizou-se também uma pesquisa junto a especialistas de diversas áreas que de alguma forma participam de atendimentos a emergências, de modo a estabelecer uma taxonomia de coleta apropriada de dados e outros parâmetros relevantes para a futura estruturação do Banco de Dados em questão. Por fim, esta dissertação poderá contribuir para elevar a ampliação do olhar da comunidade acadêmica para a importância da criação de um sistema nacional padronizado para registro das emergências químicas e radiológicas que irá contribuir para a geração de conhecimento.

Palavras-Chave: geologic structures; nuclear data collections; information systems; compiled data; data acquisition; radiology; chemistry; radiation accidents; radiation protection; safety engineering; international convention on nuclear safety

PIOLI, ANDERSON. Proposta para elaboração de um Sistema Nacional Georreferenciado para Registro de Emergências Químicas e Radiológicas - SISNAGREQ. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. 2022. 159 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-141318. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33258. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A obtenção dos espectros de energia com detectores de radiação é normalmente obtida com analisadores multicanal. Estes equipamentos fazem um histórico de distribuição das amplitudes do pulso de tensão, cuja amplitude é proporcional à energia detectada, onde esse histórico é o espectro de energia da radiação incidente detectado pelo detector. Por sua vez o analisador multicanal nem sempre é um equipamento disponível no laboratório. Este trabalho propôs a utilização de um osciloscópio digital, o qual disponibilizou valores de amplitude da forma de onda obtida e permitiu que as enviasse a uma planilha eletrônica. Esses dados, adequadamente trabalhados, permitiram que o espectro de energia fosse obtido dentro da planilha eletrônica apenas com os tratamentos disponíveis por este software. Os espectros obtidos foram comparados com os de um analisador multicanal comercial. Os resultados mostraram boa similaridade entre os espectros obtidos com as duas técnicas. Embora com resultados positivos, o conjunto osciloscópio e planilha eletrônica necessitassem de muito mais tempo de aquisição de dados para obtenção de um espectro de energia satisfatório. Apesar dessa limitação o método torna possível a obtenção de espectros de energia na ausência de um analisador multicanal.

Palavras-Chave: wave forms; overvoltage; energy storage; comparative evaluations; radiation detectors; pulse analyzers; photoelectron spectroscopy; electronic equipment; multi-channel analyzers

GONCALVES, SILAS A. Obtenção do espectro em energia com osciloscópio digital e software tipo planilha eletrônica com estudo comparativo dos espectros para pulsos de detectores de radiação. Orientador: Margarida Mizue Hamada. 2022. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-155354. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33136. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) vem sendo amplamente estudadas por atenderem às necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas no direcionamento e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos, atuar como radiossensibilizadores e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biossensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos, terapia e diagnóstico do câncer. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxicidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor um método para funcionalizar a superfície das nanopartículas, e assim modular sua farmacocinética e farmacodinâmica, além de atender aos requisitos de toxicidade para aprovação e aplicação de um nanobiomaterial. O objetivo desse estudo foi desenvolver um método de síntese de nanopartículas de ouro (AuNPs) com potencial aplicação como um nanobiomaterial na teranóstica (terapia e diagnóstico) do câncer. Para tanto, foi utilizado o conceito de nanotecnologia verde, em que compostos fitoquímicos com potencial redutor foram utilizados no preparo das AuNPs. Também foi estabelecido um método de funcionalização de AuNPs por recobrimento com albumina do soro bovino e humano utilizando radiação ionizante. A importância do recobrimento com albumina está relacionada a afinidade dessa proteína com os receptores glicoproteicos GP60, que são encontrados em diversas células tumorais, além de contribuir potencialmente com a cinética das nanopartículas de ouro. A caracterização físico-química das AuNPs e a reprodutibilidade do método foi avaliada com base nos ensaios de caracterização realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis/Fluorescência, espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) e eletroforese em gel (SDS-PAGE). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH, concentração de NaCl, PBS, solução contendo aminoácidos e meio de cultura celular DMEM sem e com suplementação de soro fetal bovino. As linhagens celulares utilizadas foram câncer de próstata humano (PC3), adenocarcinoma de mama humano (MDA-MB 231) e células de tecido pulmonar de hamster chinês macho (V79-4). Nas concentrações testadas as AuNPs não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro e MTT. Para a avaliação preliminar da nanotoxicidade foi realizado o estudo in vivo utilizando o peixe zebra. Nos estudos de internalização in vitro das nanopartículas utilizando as linhagens tumorais MDA-MB 231 e PC3 foi possível verificar qualitativamente a internalização das AuNPs. Os ensaios de radiomarcação das EGCG-AuNPs e EGCG-AuNPs-ASHɣ precisam ser otimizados quanto à estabilidade e pureza radioquímica. A nanotecnologia verde provou ser uma ferramenta valiosa na síntese de nanopartículas de ouro em relação à toxicidade, não exigindo etapas de eliminação de solventes e substâncias potencialmente tóxicas.

Palavras-Chave: neoplasms; albumins; blood serum; diagnosis; therapy; nanomaterials; gold; shells; ultraviolet spectra; electrophoresis; bioassay; toxicity; in vitro; in vivo

BATISTA, JORGE G. dos S. Nanopartículas de ouro para terapia e diagnóstico de câncer utilizando nanotecnologia verde. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. 2020. 127 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-03062022-152358. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33134. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os medicamentos são essenciais para a saúde pública e para a manutenção da qualidade de vida, visto que são aplicados tanto para o tratamento ou prevenção de doenças humanas quanto dos animais. Em contrapartida, o elevado uso dos fármacos tem gerado a contaminação em diversos ambientes aquáticos, com potencial para impactar ecossistemas. A irradiação por feixe de elétrons é um Processo Oxidativo Avançado que vem sendo aplicado como uma tecnologia alternativa para a degradação e detoxificação de diversos poluentes orgânicos. Os principais objetivos do presente estudo foram: avaliar a toxicidade e o risco ecológico de quatro fármacos; avaliar as possíveis interações das misturas de fármacos; aplicar a radiação ionizante como uma possível tecnologia para o tratamento de misturas de fármacos. Os ensaios de toxicidade foram realizados com a bactéria Vibrio fischeri, o microcrustáceo Daphnia similis e a levedura Saccharomyces cerevisiae. As soluções aquosas contendo os fármacos foram submetidas a irradiação em um acelerador de elétrons com variação de doses de 1,0 a 5,0 kGy. Os ensaios de toxicidade aguda indicaram que D. similis foi a mais sensível à maioria dos fármacos ao passo que a levedura foi a menos sensível. A avaliação de risco dos medicamentos deste estudo indicou possível risco, exceto para a ciprofloxacina que demonstrou baixo risco para a biota aquática. Os ensaios de toxicidade de misturas com o antidepressivo indicaram tanto efeitos sinergéticos quanto efeitos antagônicos, dependendo da proporção ou concentração dos fármacos. Os ensaios de toxicidade com V. fischeri indicaram que houve aumento de toxicidade em 2,5 kGy para as amostras irradiadas de ciprofloxacina e ácido acetilsalicílico, ao passo que não houve alteração da toxicidade para metformina. Em contrapartida, os ensaios com as misturas binárias, indicaram apenas aumento de toxicidade para a mistura do antidepressivo e antibiótico. Para D. similis, a irradiação dos fármacos individualmente levou ao aumento da toxicidade, entretanto, na presença das misturas foi verificado uma redução de toxicidade na mistura de fluoxetina e ácido acetilsalicílico, e para as demais misturas não houve aumento de toxicidade. Por fim, as análises cromatográficas para a mistura quaternária indicaram que a irradiação por feixe de elétrons foi eficiente para a degradação, com remoção superior a 80%.

Palavras-Chave: radiopharmaceuticals; toxicity; drugs; adioenzymatic assay; reducing agents; crustaceans; daphnia; desulfovibrio; sulfate-reducing bacteria; ultraviolet spectra; liquid column chromatography; linear accelerators; environmental impacts; environmental engineering

TOMINAGA, FLAVIO K. Irradiação com feixe de elétrons proposta como tratamento oxidativo avançado para a degradação e redução de toxicidade para misturas de medicamentos. Orientador: Sueli Ivone Borrely. 2022. 166 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-150509. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33132. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A sustentabilidade tem sido um tema de grande importância discutido pelas principais organizações ambientais do mundo. O excesso de consumo é um dos fatores diretamente relacionado às questões ambientais, interferindo na capacidade de sustentabilidade da Terra e evidenciando a estreita relação entre as atividades econômicas, o meio ambiente e a sustentabilidade do planeta. Ao analisar a consciência envolvida no consumo, deve-se considerar as atitudes, os comportamentos, as tomadas de decisão e as ações práticas. Atitudes e comportamentos são influenciados por associações conscientes (explícitas) ou inconscientes (implícitas) armazenadas no sistema de memórias. As associações explícitas podem ser identificadas por meio de testes e questionários convencionais; entretanto, para identificar associações implícitas são necessários testes específicos de memória implícita, como o Teste de Associação Implícita (TAI), amplamente usado para medir associações implícitas em relação a vários temas. Durante o desenvolvimento desse trabalho, o mundo foi surpreendido pela pandemia do COVID-19, que teve grande impacto na saúde e também afetou as economias, instituições, desenvolvimento tecnológico, comportamento humano e o meio ambiente. A COVID-19 tornou-se um desafio mais amplo para a subsistência das pessoas e para a sustentabilidade do planeta. O objetivo deste trabalho é identificar e mensurar as associações explícitas (conscientes) e implícitas (inconscientes) sobre sustentabilidade e insustentabilidade para um grupo de pessoas que influenciam a sociedade - comunicadores sociais e especialistas em meio ambiente - e comparar as associações desse grupo com as de um grupo de formação variada, denominado grupo genérico, em dois cenários: pré-pandemia e durante a pandemia. As associações explícitas e implícitas referentes à sustentabilidade e insustentabilidades foram identificadas e mensuradas por meio de um questionário e de uma ferramenta com base em neurociências, o Teste de Associação Implícita (TAI). Um pré-teste com especialistas em energia e meio ambiente foi utilizado para verificar a consistência do TAI customizado e do questionário. O valor de Alfa de Cronbach demonstrou boa consistência interna de ambos os testes. Após o pré-teste, o TAI customizado e o questionário foram aplicados aos grupos genérico e ao grupo de comunicadores sociais e especialistas em meio ambiente do Instituto Florestal (CS/IF) no período pré-pandemia. O TAI customizado e o questionário indicaram associações positivas à sustentabilidade em ambos os grupos, com força de associações variando de grau forte a muito forte. Durante a pandemia, os testes foram reaplicados para um grupo misto, com indivíduos tanto do grupo genérico como do grupo CS/IF, que se dispuseram a participar da pesquisa nesse período. Houve concordância entre os resultados, com associações positivas à sustentabilidade nos testes explícito e implícito. É possível concluir que na pré-pandemia, o grupo de comunicadores sociais e especialistas em meio ambiente do Instituto Florestal (CS/IF) apresentaram fortes associações explícitas e implícitas positivas à sustentabilidade. O grupo genérico também demonstrou atitudes positivas à sustentabilidade, mas com forças de associação menores. Durante a pandemia, observou-se um discreto aumento das associações explícitas e implícitas positivas à sustentabilidade por parte do grupo misto. Os resultados obtidos neste trabalho servirão de base para futuros estudos nos mais diversos campos de pesquisa sobre excesso de consumo e sustentabilidade.

Palavras-Chave: comparative evaluations; environment; environmental impact statements; consumer protection; contamination; environmental degradation; epidemiology; human factors; safety culture; resource development; sustainable development

BARABÁS, CARLOS. Estudo das associações implícitas e explícitas relacionadas à sustentabilidade e insustentabilidade devido ao excesso de consumo. Orientador: Gaianê Sabundjian. 2022. 181 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-122213. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33130. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O rio Tietê drena uma área composta por seis sub-bacias, com extensão de 1100 km e é considerado economicamente um dos rios mais importantes do Brasil. Enormes quantidades de efluentes industriais contaminados e esgoto foram despejados neste rio ao longo dos anos, a ponto de ser considerado um dos rios mais poluídos do mundo. Considerando-se a grande extensão do rio Tietê, suas características litológicas, a ocupação do solo e a utilização de seus recursos hídricos, o rio foi dividido em três regiões denominadas "Alto Tietê", "Médio Tietê" e "Baixo Tietê". Este estudo faz parte do projeto intitulado "Avaliação da poluição por metais e oligoelementos em sedimentos fluviais - estudo de caso do Rio Tietê, Estado de São Paulo", que teve como objetivo determinar a concentração e distribuição de elementos maiores e traços, em particular metais, que apresentam altos níveis de toxicidade em sedimentos superficiais do rio Tietê, desde a sua nascente até a foz. Como estudo complementar, esta dissertação tem como objetivo determinar os teores dos radionuclídeos naturais (238U, 226Ra, 210Pb, 232Th, 228Ra e 40K) e artificial (137Cs) nos sedimentos ao longo de toda a extensão do rio Tietê; metais pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) e alguns elementos traços (As, Co, Hf e Sc) nos sedimentos coletados na região do "Baixo Tietê", visando avaliar a linha de base desses elementos e a extensão da contaminação. Para alcançar esses objetivos, os elementos de interesse foram analisados utilizando-se as técnicas apropriadas para a determinação de cada elemento. A determinação de Cu foi realizada utilizando-se a técnica de espectroscopia de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado; a determinação dos metais Cd, Ni e Pb foi realizada utilizando-se a técnica de espectrometria de absorção atômica com forno de grafite; a determinação de As, Co, Cr, Hf, Sc, U, Th e Zn foi realizada por análise por ativação com nêutrons instrumental; a determinação dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb, 40K e 137Cs foi feita utilizando-se a técnica de espectrometria gama de alta resolução. Para avaliar a qualidade dos sedimentos e seu grau de poluição foram utilizadas as ferramentas Fator de Enriquecimento e Índice de Geoacumulação. Os resultados de Fator de Enriquecimento obtidos para os elementos As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, utilizando-se como referência os valores médios da crosta, indicam que a região do "Alto Tietê" e do "Médio Tietê" apresentam influência antrópica, sendo que o maior impacto ocorreu para os elementos Cd, Cu e Zn e em escala menor o Ni. Os resultados do Índice de Geoacumulação obtidos para Cd, Cr, Cu, Ni e Zn, utilizando como referência os valores de concentração da região, indicaram que a região do Alto Tietê está poluída, seguida da região do Médio Tietê e a região do Baixo Tietê não apresenta indícios de contaminação. Os resultados obtidos para As e Pb mostraram que houve uma melhora na qualidade dos sedimentos, nos últimos 12 anos e que esses elementos apresentam uma linha de base superior aos valores médios da crosta terrestre.

Palavras-Chave: water treatment; sediment-water interfaces; sample preparation; tracer techniques; radiochemical analysis; radiometric analysis; gamma spectroscopy; geophysical surveys; grain size; radioisotopes; metals; rivers

LAVIERI, LETICIA G.S. Determinação de metais e radionuclídeos naturais e artificiais em sedimentos fluviais do rio Tietê, estado de São Paulo. Orientador: Bárbara Paci Mazzilli. 2021. 88 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-20052022-075953. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33128. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho apresenta-se o processo de redução do óxido de grafeno utilizando hidrogênio por meio do processo HDDR com a finalidade de obter nanomaterial para aplicação em supercapacitores. A caracterização química e microestrutural foi realizada por meio das seguintes técnicas: microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (MEV-FEG), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), difração de raios X, espectroscopia Raman e caracterização elétrica realizada no analisador elétrico Arbin BT-4. Verificou-se a eficiência na redução por meio de alterações das variáveis do processo e das técnicas de caracterização microestrutural e caracterização elétrica. Com os resultados da redução via processo HDDR modificado, foi obtido um valor de capacitância elétrica específica a partir de uma voltametria de baixa velocidade de 128±7Fg-1 que, em comparação com o material comercial da Sigma Aldrich reduzido via processo químico, têm-se o valor da capacitância para mesmas condições de 124±7Fg-1. Realizou-se a dopagem com metal de transição paládio que não demonstrou a mesma eficiência elétrica dentro do processo de deposição via feixe de elétrons, objeto que deve ser levado um maior estudo. Também foi realizado um estudo com o uso de eletrodos comerciais e eletrólitos solventes eutéticos baseados em aceitadores de hidrogênio (ácido lático e ureia) e doadores de hidrogênio (nicotinamida, alanina, acetato de amônia, acetato de sódio e cloreto de colina), com proporções molares definidas que permitem um aumento do valor de potencial elétrico e aplicações em temperaturas mais elevadas, obtendo capacitância específica da ordem de 150±8Fg-1 para baixa velocidade de avaliação em 2mVs. Por fim, foi realizada a implementação de eletrodos de óxido de grafeno reduzido via processo HDDR aplicados com eletrólitos eutéticos.

Palavras-Chave: nanostructures; physical properties; chemical properties; graphene; oxides; thermally active structural components; hydrogenases; capacitive energy storage equipment; eutectics; electrolytes; solvent extraction; emission spectroscopy; raman spectroscopy

GALDINO, GABRIEL S. Estudo das nanoestruturas e características físico-químicas do óxido de grafeno reduzido termicamente com hidrogênio visando aplicações em supercapacitores com eletrólitos aquosos e eutéticos. Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior. Coorientador: Solange Kazumi Sakata. 2021. 118 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-20052022-073640. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33125. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Compósitos Mg - X %m. TiFe foram sintetizados por moagem de alta energia dos pós de MgH2 e TiFe em moinho planetário (X = 40, 50, 60) e moinho agitador (X = 40) sob atmosfera de argônio de alta pureza. Foi utilizado MgH2 comercial ao invés de pó de magnésio para se reduzir a aderência no recipiente de moagem e nas bolas. O pó de TiFe foi previamente produzido por moagem de alta energia a partir da mistura de pós TiH2 e Fe, seguido da reação de síntese a 600°C. Os compósitos moídos foram caracterizados por analise de DRX e MEV. O tempo de moagem foi investigado preliminarmente (X = 40) no moinho planetário (6 a 36 h). Notou-se uma dificuldade na redução do tamanho das partículas de TiFe, uma vez que estão envolvidas na matriz de MgH2. Uma intensa redução de partículas foi obtida utilizando o moinho agitador por 4 e 6 horas com adição de ciclohexano como agente controlador de processo. Não foram observadas reações entre o MgH2 e o composto intermetálico TiFe em nenhuma das amostras moídas. As medidas cinéticas e PCT de absorção de hidrogênio das amostras moídas foram conduzidas em um equipamento tipo Sievert à temperatura ambiente após a dessorção de hidrogênio à 350°C sob vácuo. As medidas PCT de dessorção foram conduzidas em um equipamento tipo Sievert em temperaturas de 270; 300; 370 e 400 °C. As maiores capacidades de absorção de hidrogênio foram observadas para as amostras moídas no moinho agitador (3,9 e 4% em massa) após 4 e 13h. Não se obteve dessorção de hidrogênio à temperatura ambiente. A dessorção de hidrogênio iniciou-se a partir da temperatura de 300 °C.

Palavras-Chave: magnesium base alloys; titanium; iron; milling; synthesis gas; argon; desorption; absorption; hydrogen compounds; cyclohexane; impurities; earth atmosphere; temperature control

COUTINHO, GRAZIELE C.S. Síntese de compósitos Mg-TiFe para armazenamento de hidrogênio. Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. 2017. 68 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-29042022-111049. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33123. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A utilização de equipamentos de sensoriamento remoto para investigar as propriedades microfísicas de aerossóis e de nuvens constitui uma ferramenta muito importante, principalmente quando estes equipamentos são empregados de forma sinergética. Neste trabalho, um lidar elástico, juntamente com um fotômetro solar e uma câmera do tipo olho de peixe, foram empregados para estudar aerossóis, nuvens e a interação entre estes dois componentes da atmosfera, na cidade de São Paulo. As nuvens e os aerossóis constituem sistemas de abrangência mundial e que interagem com a radiação solar de forma independente e também combinada, isto é, quando os aerossóis participam como precursores na formação das nuvens como Núcleo de Condensação de Nuvens (NCN). Vários estudos, teóricos e experimentais, com equipamentos em solo e/ou embarcados em satélites abordaram a maneira e em que condições os aerossóis participam na formação das nuvens, mas estas condições ainda não estão claramente compreendidas. As medidas realizadas entre os anos de 2016 e 2019, utilizando um sistema lidar, permitiram a seleção de dias referentes aos cenários de estudo pré-estabelecidos. Estes dias serviram de referência para o levantamento das medidas em comum com todos os outros equipamentos. Os parâmetros correspondentes a cobertura de nuvens, radiação global incidente, juntamente com os parâmetros microfísicos (coeficiente de retroespalhamento, expoente de Ångstrom, e razão de retroespalhamento) dos aerossóis foram obtidos e validados com dados recuperados das medidas realizadas com o fotômetro solar - CIMEL da rede Aeronet instalado no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP).

Palavras-Chave: aerosols; radioactive clouds; optical radar; remote sensing; visible radiation; multispectral photography; spectroscopy; environmental exposure; earth atmosphere; multivariate analysis

SILVA, JONATAN J. da. Interação aerossóis nuvens : um estudo por sensoriamento remoto. Orientador: Eduardo Landulfo. 2022. 103 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-31032022-112946. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33121. Acesso em: $DATA.

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