Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 28674

    SILVA, PAULO S.C. da ; EL HAJJ, THAMMIRIS M.; DANTAS, G.A.S.A.; DELBONI JUNIOR, HOMERO; GANDOLLA, MAURO. Activity concentration of the uranium and thorium series and exhalation rates of 222Rn and 220Rn in building material derived from niobium residues. Journal of Building Engineering, v. 46, p. 1-10, 2022. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.103657

    Abstract: One way to better manage mining waste may be to reduce its quantity by reusing it. Using waste as construction material in the case of the niobium industry might be feasible, even though it carries radioactive elements. This study evaluates the radiological impact of using niobium waste as a building material. Samples of niobium waste with and without granulometric classification were tested. Moreover, concrete proof bodies, concrete plates, and common commercially available aggregates and cement were radiologically assessed for comparison purposes. The main conclusion is that niobium waste might be both physically and radiologically suitable to manufacture concrete respecting boundary conditions.

    Palavras-Chave: sustainability; niobium; mining; residues; radon 220; radon 222; risk assessment; building materials; naturally occurring radioactive materials; exhalation

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  • IPEN-DOC 28808

    FONTOLAN, ALESSANDRA F.A.M. ; SOUZA, CARLA D. de . O uso das radiações no cotidiano. São Paulo, SP: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, 2022. 77 p.

    Palavras-Chave: radioactivity; atoms; radiation sources; ionizing radiations; natural radioactivity; nuclear medicine; diagnostic uses; radiation accidents

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  • IPEN-DOC 28807

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento : criticalidade inicial do Reator IPEN/MB-01 obtida para o núcleo com elementos combustíveis tipo placa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-119-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: Este relatório apresenta a criticalidade inicial do novo núcleo do Reator IPEN/MB-01 contendo elementos combustíveis tipo placa obtida às 11 horas e 11 minutos do dia 3 de março de 2020, conforme podemos visualizar no Anexo I com as Folhas de Operação do Reator IPEN/MB-01 que registraram o posicionamento das barras de controle na condição crítica de operação. Para tal, executou-se o procedimento operacional/experimental aprovado pela DRS/CNEN [1] para a estimativa das posições críticas das barras de controle do reator através da curva do inverso da multiplicação de nêutrons 1/M, a partir das contagens dos canais nucleares de partida 1, 2 e 9, mantendo-se fixas as barras de controle BC#1 = BC=4 = 64,23 %, valor este correspondente a posição crítica de barras de controle calculadas para as 4 barras de controle igualmente inseridas [2,3,4], e posteriormente retirando-se igualmente as barras de controle BC#2 e BC#3 até a posição prevista de criticalidade. Os valores inicialmente obtidos, no instante exato da criticalidade para as quatro barras de controle, percentualmente retiradas do núcleo ativo de 615 mm de altura, são apresentados a seguir. BC#1 = BC#4 = 64,23 % e BC#2 = 65,12 % e BC#3= 65,20 % Após a redistribuição igualitária da reatividade ρ do sistema entre as 4 barras de controle, obteve-se a posição de criticalidade das mesmas igualmente retiradas, dadas a seguir. BC#1=BC#2 =BC#4 = 64,67% e e BC#3 = (64,64± 0,03) em controle automático variável de posição e potência . A temperatura média do moderador durante a obtenção da criticalidade fornecida por 7 termopares ( 3 no núcleo e 4 nas caixas refletoras de D2O) foi de (20,78±0,11) º C.

    Palavras-Chave: commissioning; criticality; reactors; fuel elements; fuel plates; reactor cores

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  • IPEN-DOC 28806

    MENZEL, SILVIO C. . Levantamento e seleção : cabos elétricos de I&C típicos específicos do empreendimento RMB – avaliação da influência da radiação ionizante. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-P&D-CEN-028-01-RELT-005-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro

    Abstract: O relatório apresenta as atividades desenvolvidas para o levantamento e seleção de cabos elétricos típicos de instrumentação e controle especificados para as instalações radiativas do empreendimento RMB com o objetivo de serem avaliados quanto à influência da radiação ionizante com a aplicação de testes específicos.

    Palavras-Chave: electric cables; ionizing radiations; reactor instrumentation; control rod drives; reactor control systems

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  • IPEN-DOC 28805

    MENZEL, SILVIO C. . Plano Sequencial de Inspeções e Testes – Detalhado : cabos elétricos de força e controle selecionados específicos do empreendimento RMB – avaliação da influência da radiação ionizante. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-P&D-CEN-028-01-RELT-004-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro

    Abstract: O relatório apresenta o Plano Sequencial de Inspeções e Testes detalhado, que abrange as atividades de avaliação da influência da radiação ionizante sobre cabos elétricos de força e controle selecionados e específicos das instalações de referência do empreendimento RMB, frente a determinadas condições ambientais esperadas em operação normal ou em acidente postulado.

    Palavras-Chave: ionizing radiations; electric cables; electrical testing; mechanical tests

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  • IPEN-DOC 28804

    MENZEL, SILVIO C. . Plano Sequencial de Inspeções e Testes – Roteiro : cabos elétricos de força e controle selecionados específicos do empreendimento RMB – avaliação da influência da radiação ionizante. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-P&D-CEN-028-01-RELT-003-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro

    Abstract: O relatório apresenta um roteiro para o Plano Sequencial de Inspeções e Testes que abrange as atividades de avaliação da influência da radiação ionizante sobre cabos elétricos de força e controle selecionados e específicos das instalações radiativas do empreendimento RMB, frente a determinadas condições ambientais esperadas em operação normal ou em acidente postulado.

    Palavras-Chave: electric cables; ionizing radiations; inspection; radiation protection; humidity

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  • IPEN-DOC 28803

    MENZEL, SILVIO C. . Folha de dados : cabos elétricos de força e controle selecionados específicos do empreendimento RMB – avaliação da influência da radiação ionizante. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-P&D-CEN-028-01-RELT-002-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro

    Abstract: O relatório apresenta as folhas de dados dos cabos elétricos de força e controle selecionados pelo relatório IPEN-CEN-P&D-CEN-028-00 RELT-001-00, referência 4.3, especificados para as instalações radiativas do empreendimento RMB com o objetivo de serem cotados no mercado nacional para serem avaliados quanto à influência da radiação ionizante com a aplicação de testes específicos.

    Palavras-Chave: electric cables; data compilation; documentation; rmb reactor; ionizing radiations

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  • IPEN-DOC 28802

    MENZEL, SILVIO C. . Levantamento e seleção : cabos elétricos de força e controle típicos específicos do empreendimento RMB – avaliação da influência da radiação ionizante. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-P&D-CEN-028-01-RELT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator Multipropósito Brasileiro

    Abstract: O relatório apresenta as atividades desenvolvidas para o levantamento e seleção de cabos elétricos de força e controle típicos especificados para as instalações radiativas do empreendimento RMB com o objetivo de serem avaliados quanto à influência da radiação ionizante com a aplicação de testes específicos.

    Palavras-Chave: electric cables; electric power; nuclear facilities; buildings

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  • IPEN-DOC 28801

    FALOPPA, ALTAIR A. ; JUNQUEIRA, FERNANDO de C. ; LANDIM, HUGO R. . Relatório de acompanhamento da desmontagem do núcleo tipo vareta e montagem do núcleo tipo placa do reator nuclear IPEN/MB-01. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-118-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: Este documento tem como objetivo descrever a execução da desmontagem do núcleo de combustível tipo varetas e a montagem do novo núcleo combustível tipo placas do Reator Nuclear IPEN/MB-01 incluindo os registros da empresa contratada e os testes de funcionamento dos sistemas de queda.

    Palavras-Chave: reactor dismantling; fuel rods; reactor maintenance; fuel plates; control elements

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  • IPEN-DOC 28800

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento : carregamento e previsão de massa crítica do núcleo do Reator IPEN/MB-01 com elementos combustíveis tipo placa - 1ª. fase com 8 etapas. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-117-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Palavras-Chave: commissioning; nuclear cores; loading; fuel elements; neutron detectors; critical mass

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  • IPEN-DOC 28799

    OLIVEIRA, OTAVIO L. de ; LANDIM, HUGO R. ; FRANCA, RENATO L. . Descritivo das estruturas mecânicas principais - reator nuclear IPEN/MB-01. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-047-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: Este documento descreve as partes mecânicas principais do reator nuclear IPEN/MB-01 com vistas ao desenvolvimento dos procedimentos de desmontagem do núcleo atual (combustível tipo varetas) e montagem do novo núcleo (combustível tipo placas). Todos os documentos referentes às atividades relacionadas aos procedimentos de desmontagem do núcleo atual e montagem no novo núcleo estão salvos no Pydio, serviço de armazenamento em Nuvem do IPEN, sendo que os usuários afaloppa, asantos, fbetti, fcjunqueira, hrlandim, jersilva, jmshorto, luiz.mura, otavioluis, rjerez, rlfranca, scmenzel e ubitelli tem acesso aos mesmos.

    Palavras-Chave: reactors; guide tubes; fuel rods; fuel plates; guide tubes; mechanical structures

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  • IPEN-DOC 28798

    RUBIN, GERSON A. ; BOCARDO, LUIS A.. Atualização do Plano de Proteção contra Incêndio do Reator IPEN/MB-01. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-ORG-CENR-099-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Reator IPEN/MB-01

    Palavras-Chave: fire prevention; fire fighting; planning; control rooms; safety; alarm systems; fire detectors

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  • IPEN-DOC 28797

    RUBIN, GERSON A. . Programa de Garantia da Qualidade do Reator IPEN/MB-01. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-ORG-CENR-097-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Licenciamento Nuclear do Reator IPEN/MB-01

    Palavras-Chave: quality control; warranties; organizational models; standardization; control systems

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  • IPEN-DOC 28796

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento do Reator IPEN/MB-01 : criticalidade inicial obtida para o núcleo com elementos combustíveis tipo placa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-INF-CENR-086-00-RELT-002-00). Restrito.

    Título do projeto: Comissionamento do Núcleo Tipo Placa do Reator IPEN/MB-01

    Abstract: Este relatório apresenta a criticalidade inicial do novo núcleo do Reator IPEN/MB-01 contendo elementos combustíveis tipo placa obtida às 11 horas e 11 minutos do dia 3 de março de 2020, conforme podemos visualizar no Anexo I com as Folhas de Operação do Reator IPEN/MB-01 que registraram o posicionamento das barras de controle na condição crítica de operação. Para tal, executou-se o procedimento operacional/experimental aprovado pela DRS/CNEN [1] para a estimativa das posições críticas das barras de controle do reator através da curva do inverso da multiplicação de nêutrons 1/M, a partir das contagens dos canais nucleares de partida 1,2 e 9, mantendo-se fixas as barras de controle BC#1 = BC=4 = 64,23 %, valor este correspondente a posição crítica de barras de controle calculadas para as 4 barras de controle igualmente inseridas [2,3,4], e posteriormente retirando-se igualmente as barras de controle BC#2 e BC#3 até a posição prevista de criticalidade. Os valores inicialmente obtidos, no instante exato da criticalidade para as quatro barras de controle, percentualmente retiradas do núcleo ativo de 615 mm de altura, são apresentados a seguir. BC#1 = BC#4 = 64,23 % e BC#2 = 65,12 % e BC#3= 65,20 % Após a redistribuição igualitária da reatividade ρ do sistema entre as 4 barras de controle, obteve-se a posição de criticalidade das mesmas igualmente retiradas, dadas a seguir. BC#1=BC#2 =BC#4 = 64,67% e e BC#3 = (64,64± 0,03) em controle automático variável de posição e potência . A temperatura média do moderador durante a obtenção da criticalidade fornecida por 7 termopares ( 3 no núcleo e 4 nas caixas refletoras de D2O) foi de (20,78±0,11) º C. A criticalidade obtida será repetida em 2022, após a 2ª. fase do carregamento, colocando as 3 barras de controle na posição calculada de criticalidade (64,23%) para se obter a posição crítica de BC#3 em controle automático após a estabilização e com isso verificar se a diferença entre o valor calculado e o experimental está abaixo dos 500 pcm como prevê o critério de aceitação do procedimento [1].

    Palavras-Chave: commissioning; criticality; nuclear cores; fuel elements; fuel plates; control elements

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  • IPEN-DOC 28795

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento do Reator IPEN/MB-01 com elementos combustíveis tipo placa - Fase 1. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2022. (IPEN-CEN-INF-CENR-086-00-RELT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Comissionamento do Núcleo Tipo Placa do Reator IPEN/MB-01

    Abstract: Este relatório apresenta os resultados obtidos na previsão de massa Crítica de Urânio- 235 (M-235) durante as 8 etapas iniciais do carregamento dos EC´s tipo placa no núcleo do Reator IPEN/MB-01 dando início as atividades de comissionamento do novo núcleo. As atividades de carregamento do núcleo foram interrompidas e realizadas até a 8ª etapa, tendo em vista que o detector Nº 14 apresentou um valor de inverso de multiplicação de nêutrons 1/M=0,004 indicando estarmos a 300 pcm´s da condição de criticalidade devido a M-235. O procedimento foi revisado [2] para que somente no caso de três dos cinco detectores experimentais de nêutrons apresentarem como medida este valor de 1/M, neste caso o procedimento de carregamento seja suspenso e/ou que pelos menos a previsão de massa crítica de três dos cinco detectores indiquem valores menores ou igual a 1% no valor de M- 235. Assim o carregamento terá continuidade numa 2ª. fase partindo da 8ª a 14ª etapas. Os valores obtidos de 1/M e razão C/E obtidas são dados a seguir.Assim, O valor médio experimental obtido dos cinco detectores de nêutrons é dado a seguir.Incertezas ajustadas para um nível de confiança estatística de 99%. M-235 (8ª. etapa) = (4432,90 ± 127,99 [5]) gramas O valor médio obtido pelo cálculo para a 8ª etapa para os 5 detectores experimentais de nêutrons, a partir dos cálculos realizados por Diniz e dos Santos [1] é dado a seguir: M-235 (8ª etapa) = (4499,84 ± 290,81) gramas A razão entre os valores calculados e medidos é dado por C/E , onde obtemos, C/E= 4499,84/ 4432,90 = 1,015 Se considerarmos o valor calculado para todas as 15 etapas do carregamento, considerando o reator na 15ª etapa já crítico, obtemos o valor de M-235 dado a seguir [1,2,3] . M-235 ( reator crítico)= (4623 ± 80 ) gramas Neste caso o desvio percentual experimental para os dados obtidos dos 5 detectores de nêutrons será: C/E(%) = (4623/4432,90).100 = 4,3 % Se compusermos o valor dos cinco detectores experimentais aos três canais de partida obtemos: M-235=(4423,85 ± 67,79) Neste caso, a incerteza cai muito no valor de M-235 mas a razão se mantém : C/E(%) = 4,5 %

    Palavras-Chave: commissioning; fuel elements; fuel plates; critical mass; uranium 235; nuclear cores

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  • IPEN-DOC 28794

    FALOPPA, ALTAIR A. . Participação em workshop de treinamento em ensaios não destrutivos, inspeção em serviço e monitoramento online de reatores de pesquisa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2022. (IPEN-CEN-FRH-CEN-054-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Monitoramento de Reatores de Pesquisa

    Palavras-Chave: research reactors; training reactors; nondestructive testing; monitoring; meetings

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  • IPEN-DOC 28793

    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 / Obtaining the energy spectrum with a digital oscilloscope and spreadsheet software with a comparative study of the spectra for pulses of radiation detectors . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-155354

    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

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  • IPEN-DOC 28792

    ALMEIDA, SHIRLANE B. de . Avaliação dosimétrica empregando materiais termoluminescentes e desenvolvimento de um simulador antropomórfico do crânio impresso em 3D para dosimetria de campos pequenos empregando feixes clínicos de fótons / Dosimetric evaluation using thermoluminescent materials and development of an anthropomorphic simulator of the skull printed in 3D for small field dosimetry using clinical photon beams . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 150 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-154137

    Abstract: A usabilidade dos objetos simuladores (phantons) desempenha um papel crítico no comissionamento e nos programas de garantia de qualidade nos departamentos de radioterapia, pois aperfeiçoam a configuração do tratamento do paciente com maior precisão entre o planejamento do tratamento personalizado e as incertezas na configuração da irradiação. Com o surgimento de novas modalidades da radioterapia se tornou necessário aplicar campos relativamente pequenos que são dinâmicos ou estáticos. A utilização desses tamanhos de campos pode causar incertezas na dosimetria, sendo necessária uma atenção especial na dosimetria de campos pequenos. Com esses desafios mencionados, é difícil selecionar um detector com bom desempenho para dosimetria em campos pequenos. Os TLDs apresentam vantagens por possuírem características como alta resolução espacial e resposta à dose, oferecem uma oportunidade promissora para medir a dose absorvida em um campo pequeno. O objetivo deste estudo é desenvolver um objeto simulador impresso em 3D para dosimetria de campos pequenos empregando TLDs em feixes clínicos de fótons. O simulador foi desenvolvido a partir de um protótipo do simulador da CIRS 711, utilizando dois tipos de filamentos com equivalência a tecidos moles (PLA) e tecidos ósseos (ABS XCT-A). O simulador de crânio impresso em 3D possui características que o faz capaz de simular um paciente que será submetido a um tratamento radioterápico. É possível constatar que mesmo apresentando diversos fatores que impactaram no seu desenvolvimento, as consequências não foram significativas para utilizar o simulador na dosimetria de feixes clínicos de fótons em campos pequenos. Os TLDs utilizados, LiF, μLiF e CaSO4:Dy, apresentaram condições de grande precisão nas medidas realizadas com o simulador 3D, mesmo apresentando uma diferença nas medidas que pode ser justificada por diversos fatores como: presença de ar no simulador causado pelo efeito warp, falhas no posicionamento do material em algumas localidades da peça e considerando a dependência angular da resposta dos TLDs. Como resultado, podemos concluir que a utilização do simulador 3D juntamente com os dosímetros termoluminescentes demonstrou ser bastante útil na aplicação da dosimetria de campos pequenos, possibilitando uma averiguação mais precisa nos controles de qualidade envolvendo tratamentos cujas doses são relativamente altas, em técnicas como a radiocirurgia que necessita de medidas mais precisas e confiáveis na entrega da dose.

    Palavras-Chave: thermoluminescent dosemeters; dosimetry; comparative evaluations; three-dimensional calculations; photon beams; equivalent-photon approximation; clinical trials; skull; organs; phantoms; radiation doses; radiotherapy

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  • IPEN-DOC 28791

    BATISTA, JORGE G. dos S. . Nanopartículas de ouro para terapia e diagnóstico de câncer utilizando nanotecnologia verde / Gold nanoparticles for cancer therapy and diagnosis using green nanotechnology . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 127 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-03062022-152358

    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

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  • IPEN-DOC 28790

    XAVIER FILHO, JOEL M. . Avaliação de câmaras monitoras em feixes padrões de radiologia a partir de simulações com o método de Monte Carlo / Evaluation of monitor chambers in standard beams of radiology and mammography with simulations using the Monte Carlo method . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 94 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-151540

    Abstract: Detectores de radiação que são utilizados em radiologia diagnóstica devem ser calibrados com feixes padrões de raios X. Durante as calibrações, estes feixes são monitorados a partir de câmaras monitoras, que podem ser do tipo de transmissão, ou podem realizar a monitoração pela penumbra do feixe de radiação. Neste trabalho foram realizadas simulações com o método de Monte Carlo, utilizando o código EGSnrc, para a avaliação de quatro câmaras monitoras: uma câmara monitora comercial de transmissão, uma câmara de ionização do tipo Baldwin-Farmer, e duas câmaras monitoras de modelo de transmissão e anelar desenvolvidas no IPEN. Inicialmente foi criado um sistema de raios X capaz de simular espectros de radiodiagnóstico convencional e mamografia com parâmetros de qualidades definidos na norma IAEA/TRS-457. Em seguida, a dependência energética de cada câmara monitora foi avaliada a partir de fatores de calibração em relação à câmara padrão de cada feixe simulado. Por fim, foi avaliada a dependência angular das câmaras monitoras de transmissão e anelar. Os espectros simulados foram comparados com referências internacionais e apresentaram as características esperadas pela teoria. Cada feixe padrão simulado apresentou os parâmetros de qualidade definidos na norma IAEA/TRS-457 utilizando a câmara monitora de transmissão de modelo comercial e a desenvolvida no IPEN. Os fatores de correção obtidos com as simulações foram comparados com resultados experimentais e mostraram baixa dependência energética da câmara monitora de transmissão desenvolvida no IPEN, e alta dependência energética da câmara monitora de modelo anelar, quando comparadas ao modelo comercial de transmissão. As câmaras monitoras desenvolvidas no IPEN apresentaram dependência angular de acordo com as normas internacionais.

    Palavras-Chave: monte carlo method; calculation methods; radiation protection; computer codes; half-life; ground truth measurements; ionization chambers; x-ray spectrometers

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  • IPEN-DOC 28789

    TOMINAGA, FLAVIO K. . Irradiação com feixe de elétrons proposta como tratamento oxidativo avançado para a degradação e redução de toxicidade para misturas de medicamentos / Electron beam irradiation proposed as advanced oxidative process for degradation and toxicity reduction for pharmaceutical mixtures . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 166 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-150509

    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

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  • IPEN-DOC 28788

    MORAIS, FERNANDO G. . Estudo das propriedades de absorção de Brown Carbon e Black Carbon utilizando sensoriamento remoto e medidas in situ na Amazônia / Absorption properties of Brown Carbon and Black Carbon study using remote sensing and in situ measurements in the Amazonia . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 136 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-123551

    Abstract: O efeito dos aerossóis no balanço de radiação é uma das maiores fontes de incertezas na estimativa da forçante radiativa antropogênica e, portanto, das mudanças climáticas globais. Em particular, a caracterização dos processos de absorção se torna fundamental para o entendimento do papel dos aerossóis sobre o clima. Uma das questões em aberto nesta área é a separação da absorção total entre as duas principais componentes, o Black Carbon (BC) e o Brown Carbon (BrC), principalmente em locais onde a influência antrópica é pequena, como na Amazônia Central. Os mecanismos que controlam a formação e evolução de BC e BrC em florestas tropicais ainda não são claros. Neste estudo, realizamos medições na torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory), em aerossóis coletados em filtros e os analisamos com espectrômetros óticos de alta resolução, com ampla faixa espectral (300 a 2500 nm). Determinamos as características de absorção do BrC e do BC em função do comprimento de onda. Os resultados mostram que a absorção de BrC é significativa abaixo de 660 nm e é máxima em comprimentos de onda próximos a 350 nm. Combinando a dependência espectral medida com a modelagem mie da contribuição do BC, determinamos que o BrC corresponde em média a 15% da absorção total no sítio do ATTO na Amazônia. Como método alternativo, medimos a fração de BrC à absorção total através da análise de dados por sensoriamento remoto com fotômetros da rede NASA/AERONET e observamos uma alta fração (25%) de BrC na absorção ao longo da coluna atmosférica. Os diferentes métodos para quantificar BC e BrC são consistentes e apresentam resultados semelhantes. Este estudo permitiu ainda quantificar a forçante radiativa direta dos aerossóis na Amazônia em -4.28 W/m2, considerando apenas a absorção de BrC +0.43 W/m2. A síntese destas análises permitiu quantificar a absorção de aerossóis da floresta Amazônia e o seu papel nas mudanças climáticas.

    Palavras-Chave: lasers; absorption; energy dependence; remote sensing; carbon black; aerosols; irradiation; cluster analysis; hidden variables; climatic change; environmental protection

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  • IPEN-DOC 28787

    BARABÁS, CARLOS . Estudo das associações implícitas e explícitas relacionadas à sustentabilidade e insustentabilidade devido ao excesso de consumo / Study of implicit and explicit associations related to sustainability and unsustainability due to excess consumption . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 181 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-122213

    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

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  • IPEN-DOC 28786

    NASCIMENTO, ANA C.G. . Estudo da eficiência da replicação in vitro do parasita intracelular Toxoplasma gondii em esferoides formados por nanopartículas paramagnéticas produzidas por radiação ionizante / Study of the efficiency replication of the in vitro intracellular parasite Toxoplasma gondii in spheroids formed by paramagnetic nanoparticles produced by ionizing radiation . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Daniel Perez Vieira. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-121101

    Abstract: Toxoplasma gondii é um protozoário capaz de infectar uma ampla gama de seres vivos, dentre eles os felinos que são os hospedeiros definitivos da doença, toxoplasmose, e animais de pecuárias e aves. Em humanos o parasita também pode se apresenta de forma latente ou cística, a última podendo tornar-se crônica, fazendo com que o parasita possa se alojar no cérebro, retina ou músculos. A infecção ocorre pelo consumo de água ou alimentos contaminados com esporozoítos ou com cistos contendo bradizoítos encontrados em carne crua. Os taquizoitos da cepa RH possuem rápida replicação e relativa dificuldade de manutenção in vitro, frequentemente requerendo estágios de cultivo in vivo em animais experimentais. O uso da nanotecnologia pode contribuir para tipos de produção in vitro com potenciais ganhos de praticidade e rendimento, por meio do cultivo tridimensional de células de fibroblastos de camundongo e nanopartículas sintetizadas com radiação ionizante. O objetivo deste trabalho foi demonstrar a cultura tridimensional de fibroblastos agregados a nanopartículas para inoculação do T. gondii com a intenção de facilitar o manejo e a replicação in vitro do parasita. Nanopartículas de magnetita foram produzidas a partir da redução de sulfato ferro heptahidratado em pH altamente alcalino sob a ação das ionizações produzidas por feixe de elétrons entre 15 e 30kGy. As nanopartículas paramagnéticas foram adicionadas a cultura de células, que formaram uma interface ar-líquido através do campo magnético. Cada esferoide foi infectado por taquizoítos da cepa RH e mantidos em cultura para avaliação por microscopia eletrônica de transmissão e por microscopia de fluorescência com renderização em 3D. A presença do parasita foi confirmada por PCR e a quantidade de parasitas livres em cultura foi avaliada por citometria de fluxo. O modelo de cultivo tridimensional utilizado mostrou produção sustentável de taquizoítos em até 24 horas após ao inóculo, mostrando-se como um potencial substitutivo do uso de animais para manutenção do parasita.

    Palavras-Chave: nanoparticles; three-dimensional calculations; cell cultures; in vitro; parasites; ionizing radiations

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  • IPEN-DOC 28785

    LAVIERI, LETICIA G.S. . Determinação de metais e radionuclídeos naturais e artificiais em sedimentos fluviais do rio Tietê, estado de São Paulo / Determination of metals and natural and artificial radionuclides in sediments of the Tietê River, state of São Paulo . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Bárbara Paci Mazzilli. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-20052022-075953

    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

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  • IPEN-DOC 23985

    SORDI, GIAN-MARIA A.A. . Proteção Radiológica. São Paulo, SP: ADS/Gráfica - IPEN-CNEN/SP, 1989. 33 p.

    Notas de conteúdo: Versão impressa disponível para consulta na biblioteca do IPEN.

    Palavras-Chave: radiation protection; occupational exposure; nuclear facilities; brazilian cnen; recommendations

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  • IPEN-DOC 28784

    CANAZZA, SAMUEL A. . Desenvolvimento de detector portátil de radiação utilizando simultaneamente fotodiodo de silício para raios-X e fotodiodo com cintilador para radiação gama / Development of a portable radiation detector using simultaneously silicon photodiode for X-rays and photodiode with scintillator for gamma radiation . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Margarida Mizue Hamada. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-20052022-074902

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um detector portátil de radiação usando como detector um fotodiodo de silício para raios-X e um cintilador de CsI(Tl) (cristal de iodeto de césio ativado com tálio) com fotodiodo para radiação gama. O fotodiodo de silício é sensível a energias desde algumas unidades de keV (quilo elétron-volt), mas o ruído do conjunto detector pode se misturar a estes valores e não permitir sua detecção. Para esse tipo de detector o pré-amplificador sensível à carga é o mais indicado, porém, produzem um ruído proporcional a capacitância de entrada (capacitância do detector) exigindo, portanto, que o detector tenha a menor capacitância possível. Assim, foram estudados os conjuntos: detector com pré-amplificador, fontes de tensão simétrica para os amplificadores operacionais e circuitos de polarização de tensão reversa para os fotodiodos de forma que produzissem o menor ruído possível de forma a aumentar a faixa de energias que o detector é sensível. Para isso foram comparados os comportamentos do conjunto pré-amplificador utilizando dois fotodiodos em paralelo, que neste caso teriam as capacitâncias somadas, com um único pré-amplificador e fotodiodos e pré-amplificadores independentes, mas com suas saídas paralelo, que somariam os ruídos dos conjuntos. Como resultado o uso de dois fotodiodos em paralelo apresentou menor ruído que dois pré-amplificadores em paralelo. Complementando, a fonte de tensão simétrica utilizou circuitos integrados que introduzissem baixo ruído na linha de alimentação de corrente contínua e para o circuito de polarização de tensão reversa utilizou-se e a elevação da tensão com transformador a partir de um gerador de onda senoidal.

    Palavras-Chave: radiation detectors; scintillator-photodiode detectors; photodetectors; silicon diodes; x-ray detection; portable sources; image processing; gamma radiation; dosimetry

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  • IPEN-DOC 28783

    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 / Study of nanostructures and phycochemical characteristics of graphene oxide thermally reduced with hydrogen aiming applications in supercapacitors with eutectic and aqueous electrolytes . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior. Coorientador: Solange Kazumi Sakata. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-20052022-073640

    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

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  • IPEN-DOC 28782

    FERNANDEZ, ANTONIO P.R. . Equacionamento matemático no domínio do tempo e da frequência e simulação de curvas características de supercapacitores eletroquímicos simétricos à base de carbono e eletrólito orgânico utilizando circuitos elétricos equivalentes / Mathematical equation in the time and frequency domain and simulation of characteristic curves of symmetrical electrochemical supercapacitors based on carbon and organic electrolyte using equivalent electrical circuits . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 289 p. Orientador: Rubens Nunes de Faria Júnior. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-19052022-154243

    Abstract: Nesta tese são deduzidas equações por meio das quais é possível simular as curvas características de supercapacitores eletroquímicos simétricos à base de carbono e eletrólito orgânico por meio da análise no domínio do tempo dos circuitos elétricos 2RC, 2RLC e 2R(C+kUC(t)), os quais, em acordo com o tipo de curva a ser simulada, podem ser carregados (alimentados) por uma fonte de potencial elétrico constante no tempo ε, ou por uma fonte de corrente contínua I, ou então por uma fonte de potencial elétrico triangular ε(t). Também são deduzidas nesta tese equações por meio das quais é possível simular os efeitos da indutância de entrada L nos diagramas de Bode do módulo da impedância complexa Z, de Bode de -θ e de Nyquist gerados pela avaliação de um supercapacitor eletroquímico simétrico por meio da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica, sendo tais equações deduzidas por meio da análise no domínio do tempo considerando-se que o supercapacitor eletroquímico simétrico pode ser representado pelos circuitos elétricos 2RC, 2RLC, 2R(C+kUC(t)) e 2RL(C+kUC(t)), cada qual alimentado por uma fonte senoidal ε(t) que gera entre seus terminais o potencial elétrico ε sen(ωt) (V) com diferentes valores de frequência angular ao longo do tempo.

    Palavras-Chave: capacitive energy storage equipment; electrochemical energy conversion; electrochemical cells; domain structure; frequency control; time limitations; organic superconductors; carbon; current-to-frequency converters; electric conductivity; electric charges; electric discharges; nyquist diagrams; diagrams; mathematical models; computerized simulation

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  • IPEN-DOC 28781

    COUTINHO, GRAZIELE C.S. . Síntese de compósitos Mg-TiFe para armazenamento de hidrogênio / Synthesis of Mg-TiFe composites for hydrogen storage . 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-29042022-111049

    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

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  • IPEN-DOC 28780

    ORTIZ, ROBERTO G. . Plano preliminar de monitoramento radiológico em uma usina nuclear móvel / Preliminary plan of radiological monitoring in a mobile nuclear power plant . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 101 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. Coorientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-29042022-150458

    Abstract: Desde 1950, cada vez mais estão sendo desenvolvidos meios navais que utilizam a propulsão e geração de energia por meio de um reator nuclear. Frutos de grandes vantagens em virtude da potencia e segurança, não emitem gases do efeito estufa e também o seu custo de operação não oscila de acordo com o preço do barril de petróleo. No setor de Defesa, esses meios se tornam armas muito poderosas, com grandes capacidades bélicas e vantagens táticas, frutos da ampla possibilidade de geração de energia. Para fins pacíficos, como no caso deste estudo, reatores nucleares possibilitam que navios poluam menos, pois não irão consumir combustíveis fósseis, auxiliando na redução do efeito estufa. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver um plano preliminar de monitoramento radiológico em uma usina nuclear móvel. Dessa forma, foi utilizada uma usina hipotética e foram realizados cálculos de blindagem sem a utilização de métodos computacionais, sugestões de controles de engenharia, e verificou-se que os resultados obtidos cumprem as normas nacionais e internacionais sobre a proteção radiológica da tripulação deste tipo de usina.

    Palavras-Chave: mobile reactors; ship propulsion reactors; nuclear facilities; shielding; dosimetry; radiation doses; radiation protection

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  • IPEN-DOC 28779

    SILVA, JONATAN J. da . Interação aerossóis nuvens : um estudo por sensoriamento remoto / Aerosols clouds interaction: a study by remote sensing . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 103 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-31032022-112946

    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

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  • IPEN-DOC 28778

    RODRIGUES, PRISCILA S. . Síntese, caracterização e medidas de interações hiperfinas em nanopartículas magnéticas de ferritas puras e dopadas / Synthesis, characterization, and measurements of hyperfine interactions in magnetic nanoparticles of pure and doped ferrites . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Artur Wilson Carbonari. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-31032022-114006

    Abstract: As nanopartículas magnéticas (NPMs) são estudadas ao longo das últimas décadas devido ao seu uso potencial em diversas áreas. Geralmente, são constituídas por pelo menos um elemento magnético e podem ser manipuladas utilizando um campo magnético externo. O presente trabalho visou estudar, produzir e caracterizar ferritas puras e dopadas com interesse em biomedicina, utilizando a técnica de espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada (CAP) pra investigar as propriedades magnéticas em escala atômica, utilizando como núcleos de provas 111In(111Cd) e 181Hf(181Ta). As amostras de magnetita foram produzidas pelos métodos de coprecipitação, decomposição térmica e sol-gel. As nanopartículas foram caracterizadas quanto a sua estrutura pela difração de raios X (DRX); e ao seu tamanho, morfologia e composição elementar pela técnica de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia de dispersão de energia (EDS). Testes biológicos também foram realizados para verificar a citotoxicidade para viabilidade celular. Os resultados de DRX mostraram que as nanopartículas de ferrita mostram estrutura pertencente ao grupo espacial Fd3m e que seu tamanho varia conforme a mudança de síntese e após o tratamento térmico. As nanopartículas (NPs) produzidas pelo método de decomposição térmica apresentaram maior monodispersão e controle do tamanho médio das partículas. Entretanto, o método de coprecipitação é o método mais indicado devido ao baixo custo e a simplicidade. A técnica CAP mostrou que as amostras dopadas com érbio não apresentaram modificações em relação ao comportamento magnético da magnetita pura. Enquanto na magnetita dopada com háfnio e ferrita de níquel precisam de um estudo mais refinado pela técnica CAP. Os testes biológicos mostraram que a magnetita pura e dopada com samário apresentaram baixa toxicidade resultando num material potencial para aplicações biomédicas.

    Palavras-Chave: synthesis; ferrites; doped materials; magnetic properties; nanomaterials; hyperfine structure; toxicity; materials testing; biological adaptation; angular correlation; spectroscopy; gamma-gamma logging; fourier transformation

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  • IPEN-DOC 28777

    SOUZA, LUCAS S.G. de . Determinação de urânio e tório em amostras de água por análise por ativação com nêutrons instrumental / Determination of uranium and thorium in water samples by instrumental neutron activation analysis . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 60 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-31032022-103930

    Abstract: Neste trabalho foram estudados os parâmetros para a otimização da metodologia de quantificação de urânio e tório em amostras de água utilizando a técnica de análise por ativação com nêutrons instrumental (instrumental neutron activation analysis) INAA, e aplicação dessa metodologia em amostras de água de diferentes procedências. Complementarmente, foram avaliados alguns parâmetros físico e químico (pH, sólidos totais e alcalinidade) para correlacionar com os teores observados dos elementos determinados. Para validação da metodologia, foram utilizadas soluções certificas de concentração conhecida de U e Th, SPEX CERTIPREP 1000 mg L-1, diluídas para produção de amostras sintéticas. Essas mesmas soluções certificadas foram empregadas como padrão nas determinações por INAA. O procedimento estabelecido envolveu as seguintes etapas: pesagem de 100 mL de amostra de água, secagem à 100°C, transferência para cápsulas plásticas, evaporação até restar apenas o resíduo sólido, irradiação no reator de pesquisa IEA-R1, contagem por espectrometria gama e determinação da concentração. Os erros relativos obtidos para essa metodologia foram da ordem de até 13% para o U e de até 30% para o Th. A metodologia avaliada foi empregada para a determinação das concentrações de U e Th em amostras de água de diferentes procedências, água de abastecimento de dois bairros da cidade de São Paulo, água subterrânea da cidade de Santo Antônio de Pádua, no Estado do Rio de Janeiro e água subterrânea da cidade de Goiânia e de sua região metropolitana. As concentrações obtidas nessas amostras variam de <LD a 9,4µg L-1 para U e de <LD a 0,59µg L-1 para o Th. Não foram observadas correlações entre os teores dos elementos U e Th com os parâmetros físico e químico, exceto para a correlação entre U e sólidos totais.

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; measuring instruments; thorium; uranium; actinides; waste forms; radioactive wastes; water chemistry

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  • IPEN-DOC 28776

    BUENO, LETICIA K. . Caracterização de fontes de referência para a calibração "in situ" de ativímetros com validação utilizando simulações de Monte Carlo / Characterization of reference sources for in situ calibration of activimeters with validation using Monte Carlo simulation . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-31032022-110125

    Abstract: De acordo com a norma CNEN-NN-3.05 (2013), um Serviço de Medicina Nuclear (SMN) deve conter pelo menos um ativímetro em operação, sendo este utilizado de modo obrigatório e diário. Visando assegurar que a rotina de procedimentos de um SMN não seja interrompida e evitando prováveis danos ao equipamento delicado e pesado para ser deslocado, pode-se justificar o favoritismo pela implantação de uma técnica de calibração "in situ". Neste trabalho foram caracterizadas quatro radionuclídeos, sendo eles ,67Ga, 201Tl, 131I e o ,99mTc, os mesmos foram medidos experimentalmente com a utilização de um ativímetro. As respostas obtidas foram comparadas através do penEasy, de uso geral, baseado no pacote PENELOPE Monte Carlo, com o objetivo de estudar a resposta câmara de ionização CRC-25R da marca CAPINTEC ao variar parâmetros que influenciam suas características de resposta. Os radionuclídeos em estudo apresentaram comportamentos similares entre eles através da simulação e um comportamento padrão nos resultados experimentais. A altura do ativímetro com maior eficiência depende do radionuclídeo e do volume dentro do frasco. No entanto, é necessário estabelecer fatores de correção para cada amostra, geometria e volume considerando as incertezas associadas. É possível observar uma relação entre o frasco e a distância do fundo do detector, que assume um comportamento crescente. A maior deposição de energia pode ser medida entre 5cm e 7cm em relação ao fundo do poço. A partir dessas alturas, os fótons começam a escapar do detector pela abertura do equipamento, reduzindo a eficiência do volume sensível em absorver os fótons em aproximadamente ±20%.

    Palavras-Chave: monte carlo method; calculation methods; simulation; anemometers; in-situ processing; calibration; validation; nuclear medicine; metrology; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 28775

    CARDOSO, CRISTIANO . Caracterização microestrutural e mecânica da liga de alumínio AA8011 comercial soldada pelos processos TIG e LASER visando o estudo dos mecanismos envolvidos / Microstructural and mechanical characterization of AA8011 commercial aluminum alloy welded by GTAW and LASER processes aiming at the study of the mechanisms . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 150 p. Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-31032022-100625

    Abstract: Chapas de alumínio AA8011 comercial foram soldadas sem metal de adição pelos processos TIG e LASER Nd:YAG com o objetivo de avaliar a microestrutura e as propriedades mecânicas das juntas. Para caracterização química e microestrutural foram realizadas análises por espectrometria de emissão óptica (EEO), microscopia óptica com luz polarizada (MO), microscopia eletrônica de varredura com microanálise por espectroscopia de energia dispersiva, microscopia eletrônica de transmissão (MET-EDS), espectrometria de difração de raio-X e calorimetria exploratória diferencial. Para a avaliação de porosidade, foram realizadas análises de tomografia industrial e para a caracterização mecânica das juntas foram realizados o mapa de microdureza, o ensaio de tração e a análise térmica mecânico-dinâmica (atrito interno). Os resultados das análises químicas permitiram constatar que não houve evaporação dos elementos de liga e a razão Fe:Si na dos cordões teve leve aumento. A partir das análises por MO e mapa de dureza identificou-se a ZTA do cordão LASER. Apenas os cordões LASER apresentaram poros esféricos resultantes do colapso da cavidade formada pelo feixe LASER. Os cordões TIG apresentam grãos equiaxiais com a formação de um macrogrão e a ZTA com grãos lamelares. Enquanto zona fundida dos cordões LASER apresentou grãos equiaxiais e lamelares e a ZTA com refinamento de grãos. No cordão TIG predominam as fases estáveis -Al13Fe4 e -Al5FeSi e no cordão LASER a fase estável -Al8Fe2Si e tendo sido identificados traços das fases metaestáveis Al6Fe e Al2FeSi. O desempenho à tração das juntas LASER foi similar ao das juntas TIG, pois o rompimento dos corpos de prova ocorreu na ZTA próxima ao metal base.

    Palavras-Chave: aluminium base alloys; mechanical structures; mechanical properties; activation analysis; gas tungsten-arc welding; dynamics; thermochemical processes; lasers; calorimetry; computerized tomography

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  • IPEN-DOC 28774

    SILVA, RENAN L. de O. . Avaliação da atividade glicocorticogênica em águas superficiais do estado de São Paulo / Glucocorticogenic activity assessement in surface waters from São Paulo state . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-29042022-142211

    Abstract: O monitoramento da qualidade dos ambientes aquáticos é uma importante ferramenta para o diagnóstico da qualidade da água com vistas à proteção da saúde da população, manutenção do equilíbrio ecológico e ao desenvolvimento de ações de recuperação de corpos hídricos já comprometidos por atividades antrópicas. A inclusão de contaminantes emergentes, muitos dos quais atingem os corpos d´água por meio de descargas de esgotos domésticos, nos programadas de monitoramento é fundamental para a avaliação da real qualidade dos recursos hídricos e entendimento sobre os possíveis efeitos desses compostos no ambiente. O objetivo desse estudo foi investigar a ocorrência de glicocorticoides em águas superficiais do Estado de São Paulo por meio do bioensaio in vitro GR-CALUX e avaliar possíveis correlações com atividade estrogênica e outros parâmetros indicadores de contaminação por esgotos com o intuito de direcionar futuras escolhas de novos pontos de monitoramento para esse parâmetro. Entre 2018 e 2020 foram avaliados 19 pontos de coleta, entre rios e reservatórios, totalizando 70 ensaios para atividade glicocorticogênica. Embora a maior parte dos resultados obtidos esteja abaixo do limite de quantificação do método, na ordem de ng eq. Dexametasona.L-1 , os pontos Rio Capivari, Ribeirão Pires, Ribeirão Preto e Ribeirão dos Meninos apresentaram resultados quantificáveis entre 2,2 e 44 ng eq. Dexametasona.L-1. Foram identificadas correlações diretas com os parâmetros nitrogênio amoniacal, nitrogênio kjeldahl total, fósforo, Escherichia Coli, carbono orgânico total, demanda bioquímica de oxigênio e atividade estrogênica e correlação inversa com os resultados para oxigênio dissolvido, corroborando a ligação entre a presença dessa classe de fármacos com o lançamento de esgotos nos corpos d´água. O agrupamento dos locais estudados de acordo com os resultados obtidos pode ser usado como base para escolha de futuros locais de amostragem e investigação da ocorrência de atividade glicocorticogênica em outros corpos d´água. Embora os efeitos imediatos na saúde humana sejam improváveis, a presença ambiental de compostos glicocorticogênicos na faixa de ng.L-1 indica a necessidade de estudos mais detalhados para o estabelecimento da identidade dos compostos ativos, identificação e compreensão dos efeitos ecotoxicólogicos crônicos e avaliação os riscos humanos e ecológicos envolvidos.

    Palavras-Chave: water treatment; surface waters; pollution control; drugs; glucocorticoids; hormones; health hazards; human factors; occupational safety; bioassay; in vitro; toxic substances control acts

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  • IPEN-DOC 28773

    SANTOS, CAROLINA S.F. dos . Estudos de adequação da radiomarcação do PSMA-1007 com flúor-18 : validação da metodologia analítica e avaliação pré-clínica no diagnóstico de câncer de próstata / Studies on the adequacy of radiolabeling of PSMA-1007 with fluorine-18 - validation of analytical methodology and preclinical evaluation in the diagnosis of prostate cancer . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-29042022-132946

    Abstract: O PSMA-1007-18F é um radiotraçador desenvolvido para procedimento diagnóstico de câncer de próstata por tomografia de emissão de pósitrons. Por ser marcado com o radionuclídeo flúor-18, que possui energia de pósitrons baixa, oferece melhor qualidade de imagem, e a meia-vida física de 110 minutos permite o transporte para centros de medicina nuclear mais distantes, sendo estas algumas vantagens em relação ao radiofármaco PSMA-11 marcado com gálio-68. Além disso, o PSMA-1007-18F é eliminado principalmente pela via hepatobiliar, apresentando quase nenhuma atividade pela via urinária, proporcionando condições ideais para a detecção de lesões focais da próstata. A produção do PSMA-1007-18F em módulo de síntese automatizado obteve rendimento de marcação médio de 47,4% ± 21,5% e os resultados analíticos apresentaram resultados satisfatórios, com exceção do teor de etanol em alguns lotes. A porcentagem média de pureza radioquímica do PSMA-1007-18F foi de 95,89% ± 1,32%, utilizado fitas de silica gel com base de alumínio para a determinação do flúor-18 livre em cromatografia de camada delgada. A validação dessa metodologia analítica para determinação do flúor18 foi realizada com o produto radiomarcado. A robustez do método cromatográfico usado para a detecção do tetrabutilamônio foi demonstrada. Os ensaios pré-clínicos contaram com duas linhagens de animais (BALB/c e SCID) e com a linhagem tumoral LNCaP, células que apresentam receptores de PSMA. Nos estudos de competição foi possível atestar a especificidade do radiofármaco com alta captação no tumor, com bloqueio efeitvo do material radioativo em 31,88%. Os ensaios de biodistribuição e de farmacocinética corroboraram resultados da literatura referentes à ligação específica do radiofármaco pelo PSMA, demonstrando captação elevada em órgãos que expressam essa glicoproteína. As imagens de tomografia por emissão de pósitrons do PSMA-1007-18F em animais com tumor com e sem a presença do agente competidor PSMA I&T corroboraram a especificidade. Os resultados apresentados neste trabalho serão importantes para implantação da produção do PSMA-1007-18F, complementando os estudos no país sobre este radiotraçador, viabilizando sua comercialização mediante notificação ou registro junto à ANVISA.

    Palavras-Chave: urogenital system diseases; prostate; neoplasms; positron computed tomography; radioisotope scanning; fluorine 18; gallium 68; diagnosis; diagnostic techniques; nuclear medicine

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  • IPEN-DOC 28772

    CASTANHO, FABIO G. . Projeto e desenvolvimento de um dispositivo para abertura de cápsulas de alumínio irradiadas no reator IEA-R1 do IPEN / Design and development of a device for the opening of irradiated aluminum capsules in the IPEN IEA-R1 nuclear reactor . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Osvaldo Luiz da Costa. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-03122021-173337

    Observação: Há arquivos retidos devido a solicitação (publicação de dados, patentes ou diretos autorais). Data de Liberação: 23/09/2023.

    Abstract: Este trabalho propõe um novo dispositivo para abertura de cápsulas de alumínio irradiadas em reator nuclear, implementando melhorias ao procedimento de abertura, com foco na segurança do operador. As principais deficiências identificadas no dispositivo de abertura atual são: a) os detritos radioativos gerados pelo corte contaminam o ambiente de operação; b) o movimento de rotação da cápsula durante a abertura pode causar danos ao material alvo e ao seu invólucro, levando à liberação de materiais radioativos. O novo dispositivo de abertura foi projetado com as seguintes características: a) facilidade na inserção e remoção das cápsulas por meio de telemanipuladores; b) o tipo de corte foi modificado de abrasivo para lâmina tipo disco de corte, reduzindo a geração de pequenos detritos radioativos; c) a rotação da cápsula foi substituída por um movimento na cabeça de corte, mantendo a cápsula fixa; d) aperfeiçoamento de controle, precisão do processo e, parada de emergência, por meio de sistemas melhorados de operação do dispositivo, com comando remoto em painel de controle. Os testes comparativos mostraram que o sistema atual produz em média 0,3(2) mg de detritos por corte, enquanto o sistema proposto de lâmina tipo disco de corte apresentou uma redução de mais de 99 % na geração de detritos. Além disso, a imobilização da cápsula durante a abertura evita danos aos materiais alvo radioativos.

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

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  • IPEN-DOC 28771

    VALLINOTO, PRISCILA ; MOREIRA, EDSON G. ; MAIHARA, VERA A. . Estimation of daily dietary intake of essential minerals and trace elements in commercial complementary foods marketed in Brazil. Food Chemistry Advances, v. 1, p. 1-7, 2022. DOI: 10.1016/j.focha.2022.100039

    Abstract: Eating habits influence health and development throughout life and commercial complementary foods are an important part of the diet for many infants. In this study, Ca, Fe, K, Mn, Mg, Na, Se and Zn were determined in twenty-seven Brazilian commercial complementary foods samples by Instrumental Neutron Activation Analysis. Daily dietary intakes of the elements were estimated in three groups aged 6–8 months, 9–11 months and 12–24 months from breastfed and non-breastfed infants and young children. Non-breastfed children presented higher daily dietary intakes for all elements. Daily dietary intakes of Fe, Mg, Mn, Na and Zn did not meet the recommended values for the 6–8 and 9–11 months for the breastfeeding group. Ca, K, Mg, Mn, Na and Zn dietary intakes were below the recommended values for 12–24 months for breastfeeding group. Se daily dietary intakes were inadequate in all studied groups. No investigated element exceeded the upper limits. It was observed that the commercial infant food analyzed do not provide sufficient amount of essential minerals and trace elements for the child healthy development in accordance to the international health recommendations.

    Palavras-Chave: nutrition; diet; intake; minerals; nutrients; neutron activation analysis; children; pediatrics; food industry; insurance

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  • IPEN-DOC 28770

    ARAUJO, JOAO V. de S. ; MILAGRE, MARIANA X. ; KLUMPP, RAFAEL E. ; AYUSSO, VICTOR H. ; DONATUS, UYIME ; COSTA, ISOLDA . TSA anodising voltage effects on the near-surface coarse intermetallic particles in the AA2024-T3 and AA2198-T8 alloys. Corrosion Engineering, Science and Technology, v. 57, n. 4, p. 380-396, 2022. DOI: 10.1080/1478422X.2022.2071666

    Abstract: In this study, the behaviour of the micrometric particles of the AA2198-T8 alloy during anodising at various voltages and the effect of anodising voltage on the anodised surface morphology have been investigated in a tartaric-sulfuric acid anodising solution. The results were compared with that of the AA2024-T3 alloy. For the AA2198-T8 alloy, partial dissolution of these particles occurred at 0, 3 and 4 V. Besides, for potentials above 5 V, there is a preferential dissolution of the intermetallic particles. For the AA2024-T3 alloy, the results indicated a total dissolution of the micrometric particles at 0 V and a partial dissolution at 3 V, whereas above 4 V total dissolution occurred. Between 1 and 2 V, no dissolution was observed for both alloys. The preferential dissolution of the micrometric particles resulted in defects in the anodic film and cavities on the anodised surfaces.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; intermetallic compounds; particle size; anodization; sulfuric acid; tartaric acid

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  • IPEN-DOC 28769

    TEIXEIRA, LUIZ F.S. ; GIGLIOTTI, RODRIGO; FERREIRA, LUANA da S. ; BELLINI, MARIA H. . Identification of appropriate housekeeping genes for gene expression studies in human renal cell carcinoma under hypoxic conditions. Molecular Biology Reports, v. 49, p. 3885-3891, 2022. DOI: 10.1007/s11033-022-07236-0

    Abstract: Background: Hypoxia pathways are deregulated in clear renal cell carcinoma (ccRCC) because of the loss of the von Hippel-Lindau tumor suppressor function. Quantitative PCR is a powerful tool for quantifying differential expression between normal and cancer cells. Reliable gene expression analysis requires the use of genes encoding housekeeping genes. Therefore, in this study, eight reference candidate genes were evaluated to determine their stability in 786-0 cells under normoxic and hypoxic conditions. Methods and Results: Four different tools were used to rank the most stable genes—geNorm, NormFinder, BestKeeper, and Comparative Ct (ΔCt), and a general ranking was performed using RankAggreg. According to the four algorithms, the TFRC reference gene was identified as the most stable. There was no agreement among the results from the algorithms for the 2nd and 3rd positions. A general classification was then established using the RankAggreg tool. Finally, the three most suitable reference genes for use in 786-0 cells under normoxic and hypoxic conditions were TFRC, RPLP0, and SDHA. Conclusions: To the best of our knowledge, this is the first study to identify reliable genes that can be used for gene expression analysis in ccRCC in a hypoxic environment.

    Palavras-Chave: kidneys; neoplasms; carcinomas; anoxia; genes; standardization

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  • IPEN-DOC 28768

    FELGUEIRAS, CARLOS F. . Teste de equivalência entre duas formulações de Ágar Sabouraud Dextrose. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - SECQR, Junho, 2022. (IPEN-SECQR-2022-0001 Rev.00). Restrito.

    Título do projeto: Desenvolvimento de processos de controle de qualidade de radiofármacos (CECRF)

    Abstract: O monitoramento ambiental executado nas áreas produtivas do Centro de Radiofarmácia compreende, dentre outras práticas, a exposição de placas com Ágar Sabouraud Dextrose ao ambiente. A formulação de Ágar Sabouraud atualmente em uso apresenta a concentração de 2% de dextrose. Contudo, essa formulação comercial tende a ser descontinuada, após a harmonização de compêndios nacionais e internacionais em torno da formulação com 4% de dextrose. Por esse motivo, aventamos a possibilidade de substituirmos a formulação a 2% pela de 4% na rotina de monitoramento ambiental. A substituição requer avaliação criteriosa da formulação alternativa (dextrose 4%), de forma a verificar se aquela é equivalente ou superior à formulação atual (dextrose 2%). Propomos neste trabalho quatro testes de equivalência entre as formulações: perda de água por evaporação; desempenho dos meios de cultura em simulação de monitoramento, e frente ao microrganismo Aspergillus brasiliensis; teste de promoção de crescimento. Os resultados foram analisados através de testes estatísticos adequados a cada conjunto de dados (teste somatório de Wilcoxon para classes assinaladas, ou teste de Mann-Whitney). Nos três primeiros testes enunciados, as formulações se mostraram equivalentes (P > 0,05, com intervalo de confiança de 95%). No teste de promoção de crescimento, a formulação Ágar Sabouraud dextrose 4% demonstrou ser capaz de promover o crescimento dos microrganismos de referência, Candida albicans e Aspergillus brasiliensis. Concluímos que a adoção do Ágar Sabouraud dextrose 4% na rotina do Serviço de Controle de Qualidade de Radiofármacos, em substituição à formulação Ágar Sabouraud dextrose 2%, é tecnicamente viável e recomendável.

    Palavras-Chave: environment; monitoring; aspergillus; microorganisms; radiopharmaceuticals; laboratory equipment; counting rates

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  • IPEN-DOC 28764

    SOUZA, ALANA G. de; KOMATSU, LUIZ G.H. ; BARBOSA, RENNAN F.S.; PARRA, DUCLERC F. ; ROSA, DERVAL S.. The effect of ZnO nanoparticles as Ag‑carrier in PBAT for antimicrobial films. Polymer Bulletin, v. 79, n. 6, p. 4031-4048, 2022. DOI: 10.1007/s00289-021-03681-2

    Abstract: Zinc oxide (ZnO) and ZnO-silver (ZnO-Ag) nanoparticles (NPs) are widely used in different fields, such as biomedicine and food packaging, due to their recognized antibacterial activity and safety for human health. In this paper, ZnO and ZnO-Ag NPs were incorporated into poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), in two contents (0.5 and 1 wt%), to prepare antibacterial films. The NPs were characterized by TEM and FT-Raman, and the films were analyzed by FT-Raman and FTIR, mechanical properties, SEM–EDS, TGA, DSC, XRD, and antibacterial properties against Escherichia coli. The results indicate that both NPs were physically retained in the polymer structure, with a strong electrostatic interaction between the mixture components, reflecting excellent mechanical behavior. The films showed good thermal stability, without significant changes, and the nanocomposites enhanced PBAT crystallinity from 18 to 23% and 27% for PBAT-ZnO and PBAT-ZnO-Ag films, respectively. The mechanical, thermal, and crystallinity results indicated the excellent potential of NPs in biodegradable films to improve properties and expand applicability. The antimicrobial activity is higher for PBAT-ZnO-Ag films than the pristine PBAT due to the synergic effect between the NPs and the oxidation–reduction potential of each nanoparticle, where the ZnO protect and stabilized the Ag-NPs, acting as an Ag-carrier, enhancing its antimicrobial effects after the film’s preparation and allowing its applicability in biomedical products or food packaging.

    Palavras-Chave: antimicrobial agents; zinc oxides; nanoparticles; silver; polymers; bacteria; escherichia coli

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  • IPEN-DOC 28767

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento : previsão de massa crítica do núcleo do reator IPEN/MB-01 tipo placa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Abril, 2022. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-080-03). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: Este relatório apresenta um procedimento experimental para a previsão de massa crítica do núcleo do reator IPEN/MB-01 com elementos combustíveis tipo placa, utilizando a técnica do inverso da multiplicação subcrítica (1/M). Esta revisão leva em consideração na mudança dos procedimentos aos resultados obtidos em Fevereiro de 2020 no qual se parou o carregamento do núcleo após o detector N°14 indicar um valor 1/M = 0,004, ou seja, apenas na 8ª etapa de carregamento. Essa nova revisão do procedimento altera o número mínimo de três detectores para que esse valor de 1/M seja atingido e o carregamento suspenso.

    Palavras-Chave: reactor commissioning; critical mass; fuel elements; fuel plates

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  • IPEN-DOC 28766

    MENZEL, SILVIO C. . Especificação de serviços – instalações elétricas – levantamento do aterramento e SPCDA – prédio do Reator IEAR1 - CRPQ. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2022. (IPEN-CEN-PSE-IEAR1-141-00-RELT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos

    Abstract: Consolidar uma especificação de serviços com o objetivo de contratar uma empresa para realizar uma vistoria, levantamento e laudo técnico das instalações elétricas do Sistema de Aterramento e Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas do prédio do Reator de Pesquisa IEAR1 e áreas circunvizinhas, pertencente ao CRPQ, Centro de Reator de Pesquisa do IPEN, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, localizado na Av. Professor Lineu Prestes, 2.242 – Portaria Sul, Butantã, na Cidade Universitária "Armando de Salles Oliveira”, CEP 05508-000, Cidade de São Paulo – SP.

    Palavras-Chave: electrical engineering; electric power; power transmission; specifications; charges

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  • IPEN-DOC 28765

    SIQUEIRA, PAULO de T.D. . Registro do encontro organizado pela AIEA sobre melhores práticas em BNCT. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Abril, 2022. (IPEN-CEN-FRH-CEN-052-00-INFT-001-00). Restrito.

    Título do projeto: Melhores Práticas em BNCT (Terapia por Captura de Nêutrons por Boro)

    Abstract: Esta informação técnica visa apresentar um registro das atividades realizadas durante o Evento Técnico sobre as Melhores Práticas na Terapia por Captura de Nêutrons por Boro (AIEA Technical Meeting on Best Practices of BNCT), TM-BNCT 2022 realizado de forma remota com a participação de representantes de várias nações entre os dias 14 e 18 de março de 2022.

    Palavras-Chave: administrative procedures; recommendations; boron; neutron capture therapy; iaea

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  • IPEN-DOC 28715

    NISTI, MARCELO B. ; SAUEIA, CATIA H.R. ; CASTILHO, BRUNA ; MAZZILLI, BARBARA P. . Assessment of Sr-90, Cs-137, natural radionuclides and metals in marine fish species consumed in the city of São Paulo - Brazil. In: EVANS, NICHOLAS (Ed.). Environmental Radiochemical Analysis VI. London, United Kingdom: The Royal Society of Chemistry, 2020. p. 161-166, (Special Publication 354). DOI: 10.1039/9781788017732-00161

    Abstract: The aim of this study is to quantify the concentration of the 90Sr, 137Cs, natural radionuclides (210Pb, 226Ra and 228Ra) and metals (As, Co, Cs, Rb, Se, Th, U and Zn) in the flesh of marine fish species most consumed in São Paulo city. The radionuclides and metals concentration were low (but close to the level of detection) or below the MDA of gamma spectrometry, liquid scintillation counting and instrumental neutron activation analysis. The radionuclides and metals concentrations are below limit adopted by the Brazilian Regulatory Agency.

    Palavras-Chave: fishes; radioisotopes; natural radioactivity; radioecological concentration; radiation doses; metals; strontium 90; cesium 137; seawater; seafood

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  • IPEN-DOC 28748

    SILVA, PAULO S.C. da ; ZAHN, GUILHERME S. ; SOUZA, FRANCISCO de A. . Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. 480 p. DOI: 10.5151/9786555501483

    Palavras-Chave: research reactors; research programs; nuclear physics

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  • IPEN-DOC 28747

    CORREIA, RUANYTO W. ; ZEITUNI, CARLOS A. . Análise da pureza radioativa de iodo-125 produzido no reator nuclear IEA-R1 pelo método de espectrometria gama e comparação com a exigência internacional. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 471-478, cap. 48. DOI: 10.5151/9786555501483-48

    Abstract: Neste trabalho, uma metodologia teórico-experimental foi desenvolvida para análise de iodo-125 por espectrometria gama no Detector de Germânio de Alta Pureza (HPGe) da ORTEC. As amostras de iodo-125 foram produzidas por ativação neutrônica no reator nuclear IEA-R1 a partir de xenônio-124 encapsulado em compartimentos de alumínio sob o fluxo da ordem de 5x1013 nêutrons.cm-2.s-1 por um período de 60 horas. Depois de serem irradiadas, as capsulas foram abertas e lavadas em meio alcalino para extração do iodo depositado nas paredes internas. A amostra final foi armazenada em frascos padrões de acrílico para a análise em espectrometria gama. Para calibração do HPGe as eficiências no fotopico foram medidas entre 0 e 700 keV usando uma fonte de calibração certificada (bário-133) com atividade bem conhecida. A curva de eficiência foi determinada para uma faixa de energia que cobrisse a região de interesse para o iodo-125e os subprodutos gerados na reação nuclear. No processo de ativação, iodo-126 foi formado como subproduto indesejado, e esse radionuclídeo foi medido. Com o detector calibrado, foi feita a análise da pureza radionuclídica das amostras para certificar os padrões de qualidade internacionais estabelecidos para medicamentos radioativos.

    Palavras-Chave: iodine 125; radioisotopes; ge semiconductor detectors; neutron activation analysis; isotope production

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  • IPEN-DOC 28746

    BRANCACCIO, FRANCO ; DIAS, MAURO S. ; KOSKINAS, MARINA F. ; MOREIRA, DENISE S. ; TOLEDO, FABIO de . Ambiente de arquivos para integração de laboratório e extensão Web. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 457-469, cap. 47. DOI: 10.5151/9786555501483-47

    Abstract: O Laboratório de Metrologia Nuclear (LMN) desenvolve sistemas de medida, metodologias e ferramentas de software como suporte às atividades principais. Entre os sistemas, podem-se citar os que utilizam métodos secundários para a determinação da atividade de amostras radioativas, utilizando câmaras de ionização, bem como os que utilizam métodos primários para a padronização de radionuclídeos, empregando arranjos de deteção compostos por contadores proporcionais, cintiladores e detetores de germânio hiperpuro (HPGe). A elaboração de software está usualmente associada à aquisição e análise de dados, para cálculos, ajuste de dados experimentais (fitting), ou a funções coadjuvantes, como a calibração de sistemas, simulação e previsão de resultados pelo método de Monte Carlo. Os programas até então desenvolvidos operam em modo local (offline) e a configuração necessária à sua correta operação é efetuada por arquivos de texto (ASCII) pouco amigáveis, contendo parâmetros e opções (flags). A portabilidade de dados (transporte e utilização em diferentes máquinas e plataformas) constitui outra dificuldade inerente à abordagem offline. A proposta do presente trabalho consiste em desenvolver aplicações baseadas em Web, disponibilizando serviços e informações, respectivamente, em servidores de software e de Bancos de Dados (Data Base – DB). Um dos principais requisitos deste projeto consiste em estabelecer formatos padrão para os dados (esquemas) e uma linguagem amigável (human friendly) para sua representação (notação), compatível com ambiente Web/ DB. A expressão “Ambiente de Arquivos” sintetiza a dupla definição, esquema/ notação, tema deste trabalho.

    Palavras-Chave: coincidence methods; computer codes; programming; metrology

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  • IPEN-DOC 28745

    PERINI, ALINE A. ; JAROSZEWSKI, CASSIANE R. ; FREITAS, ANDERSON Z. . Caracterização do modelo de planejamento e operação de reatores nucleares de ensino, pesquisa & produção: aplicação ao IEA-R1 IPEN-CNEN/SP. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 449-456, cap. 46. DOI: 10.5151/9786555501483-46

    Abstract: No Este estudo piloto é resultado de um projeto de doutorado em colaboração com CRPq (Centro do Reator de Pesquisas) e o NIT IPEN-CNEN/SP (Núcleo de Inovação Tecnológica do Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares da Comissão Nacional de Energia Nuclear) sob o campo do conhecimento da qualidade dos indicadores de C,T&I (Ciência, Tecnologia & Inovação). Instituições de alto nível de governança, reforçam e legitimam a função de desenvolvimento e inovação ante as transformações científicas, tecnológicas, econômicas, sociais, históricas, políticas, geográficas, ambientais, produtivas ao longo do tempo. Coloca como cerne o papel da gestão ao mapear fenômenos da formação da identidade histórica ao passo que pavimenta os caminhos para a construção do futuro mais estrutural, alçado em tecnologias emergentes para soluções de problemas de cidades inteligentes. As tecnologias nucleares, de uso pacífico, apresentam propriedades de convergência e habilitadoras nos mais diversos pontos de sistemas produtivos. Utilizando-se informações divulgadas no Plano Diretor da AIEA (Agência Internacional de Energia Nuclear) e do IPEN de 2012 a 2018 aplicou-se metodologia DEA associada aos componentes principais da Tripla Hélice Híbrida, respaldada no equilíbrio das relações. Como resultado desta iniciativa, foram constatadas sinergias totais, evidenciando o fluxo da interface das relações entre Governo, Universidade e Indústria, propondo de forma inédita a aplicação metodológica conjunta DEA Tripla Hélice ao CRPq para regular transições entre passado e futuro das Instituições de Ciência e Tecnologia para países em desenvolvimento.

    Palavras-Chave: reactors; management; education; reactor operation

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  • IPEN-DOC 28744

    OLIVEIRA, PATRICIA da S.P. de ; TONDIN, JULIO B.M. ; BRITO, JOSE A. de ; FONSECA, ANA M. de A.P. ; FERNANDO, ALBERTO de J. . Avaliação de segurança dos eventos reportados a partir da experiência operacional do reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 429-446, cap. 45. DOI: 10.5151/9786555501483-45

    Abstract: O levantamento de dados da experiência operacional do reator IEA-R1 é fundamental para o desenvolvimento de uma Análise Probabilística de Segurança para esta instalação. Os dados necessários para esta análise são, principalmente, taxas/probabilidades de falha de equipamentos, frequências de erros humanos na execução de procedimentos e frequências de ocorrência de eventos anormais que possam iniciar um acidente e comprometer a operação segura do reator. Estes dados podem ser extraídos dos registros efetuados durante a operação do reator e durante as atividades da equipe de manutenção. O processo de coleta e análise dos dados da experiência operacional do reator IEA-R1 tem sido executado por vários profissionais do IPEN e incentivado pela gerência de operação do reator. Planilhas eletrônicas do Microsoft Excel, específicas para armazenar registros de falhas, ocorrências anormais/ não usuais, tempos de operação e número de demandas dos principais equipamentos da instalação, vêm sendo atualizadas e as informações mais relevantes incluídas no Relatório Mensal de Atividades do Reator IEA-R1, que é um documento interno gerado pelo Serviço de Operação do Reator de Pesquisa IEA-R1 (SEORE) do Centro do Reator de Pesquisas (CRPq) do IPEN. Neste trabalho são apresentados os formulários de coleta de dados e os principais relatórios gerados a partir das análises realizadas com os dados obtidos em campo.

    Palavras-Chave: reactor safety; engineered safety systems; documentation; data compilation

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  • IPEN-DOC 28743

    TOYODA, EDUARDO Y. ; SANTOS, EDUARDO W.M. ; RODRIGUES, VICENTE ; BORBON, RICARDO ; PEREIRA, EDINIR S. . Evolução histórica da proteção radiológica no reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 421-428, cap. 44. DOI: 10.5151/9786555501483-44

    Abstract: O IPEN/CNEN-SP possui um reator de pesquisa denominado reator IEA-R1, em operação desde 1957. Para garantir a operação segura do reator a instituição IPEN/CNEN/SP mantém uma equipe de proteção radiológica constituída de um supervisor de proteção radiológica credenciado pela CNEN e uma equipe de técnicos especializados em proteção radiológica. A equipe atual é a mesma desde 1995, quando o reator iniciou a operação de forma contínua operando de segunda-feira a quarta-feira, totalizando 64 horas contínua, garantindo a segurança dos IOE (Indivíduos Ocupacionalmente Expostos) (1) e contribuindo para que o reator opere de maneira segura minimizando a ocorrência de incidentes. O objetivo desde trabalho é relatar um histórico da atuação da equipe de proteção radiológica e descrever resultados das técnicas utilizadas para minimizar as doses dos IOE.

    Palavras-Chave: radiation protection; professional personnel; reactor safety; radiation protection laws; safety standards; dosemeters

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  • IPEN-DOC 28742

    ARMELIN, MARIA J.A. . Aplicações da análise por ativação neutrônica para determinações multielementares em diferentes materiais. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 413-420, cap. 43. DOI: 10.5151/9786555501483-43

    Abstract: Neste trabalho é mostrado como INAA pode ser utilizada com sucesso para a solução de problemas analíticos que foram solicitados ao LAN (Laboratório de Análise por Ativação). Num primeiro caso, mostrou-se o desempenho da INAA como uma “técnica de referência”: 1) os valores das concentrações de As, Cd, Cr e Se, obtidos por INAA para fertilizantes minerais serviram como referência para checar os valores de concentrações obtidos pelo procedimento desenvolvido para determinar esses elementos por GF AAS e ICP OES nos mesmos fertilizantes; 2) os valores das concentrações de Au em carvão, obtidos por INAA serviram para avaliar a exatidão do procedimento de extrações em meio etanólico e alcalino do complexo Au(CN)3 do carvão ativado e posteriormente a determinação do Au por meio da espectrometria de absorção atômica de chama. Em outros casos, INAA foi aplicada para avaliar a eficiência de purificação da “Técnica de Refinamento Zonal” empregada para a purificação de cristais para serem utilizados como detectores de radiação X e gama e, também para avaliar a incorporação de nano partículas de Ag em cateter. Além do que mostrou ser uma opção para análise multielementar em matrizes orgânicas.

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; standardization; fertilizers; neutrons

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  • IPEN-DOC 28741

    TEIXEIRA, LUIZ F.L. . Avaliação do método de preparo de amostras líquidas para análise por ativação neutrônica. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 407-412, cap. 42. DOI: 10.5151/9786555501483-42

    Abstract: A análise por ativação neutrônica de amostras liquidas pode apresentar diversos contratempos durante a etapa de irradiação: a amostra pode vazar do suporte de amostra causando perda de massa, levando a resultados não confiáveis. Uma forma de evitar esta situação é estabelecer um método de preparo da amostra que elimine a fase aquosa, permanecendo apenas a fase sólida no suporte de amostra. O método proposto neste trabalho utiliza um suporte de amostra de polipropileno moldado no formato de copo, onde a amostra é aquecida por uma lâmpada infravermelha para evaporar a fase líquida. Este método de preparo foi avaliado para a determinação de urânio e tório utilizando amostras do Programa Nacional de Intercomparação (PNI) fornecidas pelo Instituto de Radioproteção Dosimetria (IRD/CNEN). Os resultados obtidos são considerados satisfatórios dentro do critério de avaliação do PNI.

    Palavras-Chave: sampling; neutron activation analysis; liquids; radioisotopes

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  • IPEN-DOC 28740

    MARQUES, LEILA S.; FIGUEIREDO, ANA M.G. . Determinação de elementos terras raras, U, Th e outros elementos traço por análise por ativação com nêutrons para estudo das rochas da Província Magmática do Paraná. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 397-406, cap. 41. DOI: 10.5151/9786555501483-41

    Abstract: Apresentam-se os resultados de uma colaboração de mais de trinta anos entre o grupo de Geotermia e Geofísica Nuclear do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP e o Laboratório de Análise por Ativação com Nêutrons do IPEN-CNEN/SP, para o estudo de diferentes amostras de rochas extrusivas e intrusivas da Província Magmática do Paraná (PMP), utilizando a Análise por Ativação com Nêutrons como técnica analítica. Estes estudos contribuíram muito para o conhecimento dos processos petrogenéticos envolvidos nesse importante magmatismo, e foram essenciais para o entendimento do processo de separação América do Sul- África. Esta frutífera colaboração resultou em trabalhos publicados em revistas nacionais e internacionais, e na formação de alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado.

    Palavras-Chave: rare earths; uranium; thorium; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28739

    RIBEIRO JUNIOR, IBERE S. ; GENEZINI, FREDERICO A. ; ZAHN, GUILHERME S. . Determinação de Sm por análise por ativação neutrônica em amostras geológicas: de arriscada a trabalhosa. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 387-395, cap. 40. DOI: 10.5151/9786555501483-40

    Abstract: Nesse trabalho foi desenvolvido um método alternativo para determinação do fator de interferência do 153Sm como uma função do tempo de decaimento em virtude de interferência espectral de raios-X do 239Pu. Para realizar esse estudo foram irradiados dezoito padrões sintéticos de Sm e U no reator IEA-R1. Os fatores de interferência foram determinados experimentalmente para diferentes tempos de decaimento afim de ajustar uma função/curva teórica para os dados experimentais. Ao final será introduzido uma nova possibilidade de determinação do fator de interferência para o 153Sm utilizando medidas em coincidência gama-gama que apresenta a possibilidade de eliminar as interferências dos raios-X do 239Pu.

    Palavras-Chave: samarium 153; neutron activation analysis; geologic surveys; fission; uranium

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  • IPEN-DOC 28738

    BRAGA, ELISABETE S.; FAVARO, DEBORAH I.T. ; MAZZILLI, BARBARA P.; SILVA, PAULO S.C. da ; AZEVEDO, JULIANA S.; FARIAS, LUCIANA A.; KUNYIOSHI, LEONARDO S.; SAIKI, MITIKO ; STEIN, CARLOS E.; OLIVEIRA, ANDREA L.; BERBEL, GLAUCIA B.B.; CHIOZZINI, VITOR G.. Estudos ambientais na área de oceanografia costeira realizados com o uso de dados processados no reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 369-382, cap. 38. DOI: 10.5151/9786555501483-38

    Abstract: Com o objetivo de colaborar com o registro de trabalhos em diferentes áreas do conhecimento prestado pelo reator IEA-R1 ao longo de anos, faz-se aqui o relato de sua participação na área de Oceanografia, na qual as análises realizadas em parcerias com colegas do IPEN foram gratificantes em termos de produção científica e formação de discípulos junto ao conhecimento do ambiente costeiro e marinho. Entre 2006 e 2017 diferentes matrizes ambientais da região costeira como sedimentos, tecidos de peixes, plantas aquáticas e mesmo cabelos de crianças de cidades costeiras foram analisadas em pesquisas conduzidas por pesquisadores do IPEN e do IO-USP. Os resultados destes esforços conjuntos forneceram importantes dados para a avaliação ambiental, mostrando novas técnicas analíticas aos alunos e formando um banco de dados expressivo para a avaliação da evolução de cenários diante das mudanças globais. Durante essas parcerias, os horizontes de pesquisa se ampliaram contando com a disponibilidade analítica do reator IEA-R1 e dos especialistas do IPEN, fazendo toda a diferença na geração de vários trabalhos de formação além de diversas publicações, e ainda continuamos realizando outras pesquisas em conjunto. No decorrer destes anos, amostras vindas do litoral Sul de São Paulo (Complexo estuarino-lagunar de Cananeia-Iguape), sistemas estuarinos de Santos-São Vicente foram analisadas quanto aos elementos maiores, traços e terras raras. A coleta de amostras costeiras no âmbito de projetos de pesquisa já envolve muitas dificuldades de infraestrutura como embarcações, bases de apoio à pesquisa no litoral e infraestrutura analítica, pois uma vez coletadas as amostras, o sucesso do esforço passa pela competência analítica. Poder gerar dados de química analítica contemplando uma gama de elementos de forma não destrutiva e utilizando equipamento tão sofisticado como o reator IEA-R1 assegura a manutenção de uma excelente parceria em estudos ambientais na área de Oceanografia, sobretudo na vertente química que alimenta essa ciência multidisciplinar.

    Palavras-Chave: oceanography; environment; elements; trace amounts; knowledge base

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  • IPEN-DOC 28737

    MUNITA, CASIMIRO S. ; COSTA, ANGISLAINE F.; BARROS, JOANNA F. ; NOGUEIRA, ANDRE L. ; CARVALHO, PATRICIA R. ; CARVALHO, PRISCILLA R. ; SANTANA, MATSON S. ; BATALLA, NICOLAS; RIBEIRO, ROGERIO B. . Estudo de interface entre energia nuclear e arqueologia no CRPQ IPEN-CNEN/SP. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 359-368, cap. 37. DOI: 10.5151/9786555501483-37

    Abstract: O Grupo de Estudos Arqueométricos do CRPq, formado por estudantes de Mestrado e Doutorado, utiliza-se da análise por ativação com nêutrons instrumental, INAA, para desenvolver projetos, em colaboração, com arqueólogos de vários estados (São Paulo, Pará, Sergipe, Mato Grosso do Sul, Rio de Janeiro, entre outros) em cerâmicas arqueológicas. Os estudos visam três objetivos principais: 1) explorar e detectar diferenças na composição química entre sítios arqueológicos de uma mesma região geológica; 2) avaliar a composição química da matéria-prima usada na fabricação dos objetos; e 3) buscar explicação e identificar os fatores comportamentais que influem na variabilidade da composição química. Além da INAA, o Grupo trabalha com laboratórios, de outras instituições (Unifesp, IF-USP), de difração de raios-X (DRX), termoluminescência (TL), ressonância paramagnética eletrônica (EPR), entre outras técnicas analíticas. Os resultados das análises são interpretados por meio de análise de agrupamento, análise discriminante, análise de componentes principais, densidade de kernel, análise Procrustes, redes neurais, para citar apenas alguns dos métodos estatísticos usados. Os estudos poderão fornecer informação sobre centros de produção, redes de comunicação, processos tecnológicos, fontes de matéria-prima, padrões pré-históricos de mobilidade, entre outros, das comunidades, os que darão fundamento para responder questões, como: “quando”, “por quê” e “onde”.

    Palavras-Chave: archaeology; nuclear energy; activation analysis; chemical composition; physical chemistry

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  • IPEN-DOC 28736

    SILVA, RITA de C.A. ; SAIKI, MITIKO ; MOREIRA, EDSON G. ; OLIVEIRA, PAULO T.M.S.; THEOPHILO, CAROLINA Y.S. ; SANCHES, THAIS C.; COIMBRA, AMANDA A.; BIANCHI, TICIANA Z.D.. Monitoramento de elementos traço usando fígados da garça-branca-grande (Ardea alba) na Região Metropolitana de São Paulo, São Paulo, Brasil. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 349-356, cap. 36. DOI: 10.5151/9786555501483-36

    Abstract: O uso de bioindicadores no monitoramento da contaminação por elementos traço providencia evidências diretas da biodisponibilidade e do acúmulo de elementos tóxicos no ambiente e dispõe de recursos para avaliação ecológica que pode promover a conservação de espécies de aves. O fígado da garça-branca-grande (Ardea alba) pode ser considerado um bioindicador adequado para a avaliação da contaminação ambiental na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) porque a espécie é considerada residente na região e apresenta grande capacidade de bioacumulação de contaminantes, em virtude de ocupar o topo das cadeias alimentares aquáticas. O presente estudo vem sendo desenvolvido por meio de doações de animais adultos mortos pela Divisão de Fauna Silvestre da Prefeitura de São Paulo. O método da Análise de Ativação Neutrônica (AAN) possibilitou a determinação de treze elementos traço (Br, Cl, Co, Cs, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Rb, Se e Zn). Para tanto, foram realizadas irradiações sob diferentes fluxos de nêutrons térmicos e por diferentes períodos de tempo no reator nuclear de pesquisa IEA-R1 do IPEN-CNEN/SP. Os elementos tóxicos Cd e Hg foram determinados pelo Método de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS). Os resultados obtidos indicaram concentrações médias elevadas de Cu, Hg, Fe e Zn e alguns espécimes apresentaram teores tóxicos destes elementos. A análise temporal no período de 2006 a 2013 também mostrou que os elementos Cu, Fe, Mn e Zn tiveram um leve aumento nos últimos anos. Em relação às diferenças entre os sexos das garças, as fêmeas apresentaram menores níveis de Br, Co, Cs, Rb, Se e Zn. Estes resultados confirmam que o monitoramento com fígados da garça-branca-grande é uma excelente ferramenta para o controle da contaminação por elementos traço na RMSP além de fornecer dados ecotoxicológicos que podem contribuir para a conservação da avifauna local.

    Palavras-Chave: biological indicators; trace amounts; birds; pollution control; toxic materials

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  • IPEN-DOC 28735

    AYLLON, RAFAELLA M. ; TORRECILHA, JEFFERSON K. ; SILVA, PAULO S.C. . Análise por ativação neutrônica instrumental em carbonato gerado na mineração de nióbio. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 339-347, cap. 35. DOI: 10.5151/9786555501483-35

    Abstract: O armazenamento de rejeitos provenientes de atividades antrópicas é uma preocupação devido a possíveis problemáticas ambientais. A CNEN define indústrias NORM, como aquelas que lidam com materiais radioativos de origem natural, incluindo os processos de transformação de matérias-primas que podem ocasionar um aumento na concentração não intencional dos radionuclídeos naturais. A obtenção de nióbio é proveniente da mineração de rochas sendo um metal de importância econômica devido a sua utilização em ligas para melhorar as propriedades físicas de aços. O resíduo da mineração do nióbio contém traços de radionuclídeos que devem ser armazenados cumprindo as normas estabelecidas enquanto as indústrias NORM, responsáveis pela mineração, buscam alternativas para sua utilização. O resíduo de interesse deste trabalho é um carbonato obtido por meio da extração de nióbio e o Brasil não possui normas sobre os limites que possibilitem o uso deste material. O estudo busca apresentar a concentração dos elementos As, Ba, Br, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Yb e Zn presentes no carbonato, que foram obtidas por análise instrumental de ativação de nêutrons, utilizando o reator IEA-R1. As amostras foram bombardeadas com nêutrons térmicos, sob um fluxo da ordem de 1012 n cm-2 s-1 por oito horas. A técnica apresenta alta sensibilidade para detecção de quantidades traço e não necessita de grandes quantidades de amostras.

    Palavras-Chave: environment; calcium carbonates; niobium; radioactive waste storage

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  • IPEN-DOC 28734

    GABRIEL, LUIZ H. ; RODRIGUES, CARLOS E.C. ; NOGUEIRA, PAULO R. ; DAMATTO, SANDRA R. ; ISIKI, VERA L.K. ; TEIXEIRA, LUIZ F.L. ; MADUAR, MARCELO F. ; ALENCAR, MARCOS M. . Monitoração radiológica dos efluentes gasosos do reator IEA-R1 do IPEN. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 331-338, cap. 34. DOI: 10.5151/9786555501483-34

    Abstract: A operação normal de uma instalação nuclear ou radiativa envolve a liberação de efluentes radioativos líquidos e/ou gasosos. No Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) existem diversas instalações nucleares e radiativas, desenvolvendo atividades no campo da física nuclear, radioquímica, engenharia nuclear, produção de radioisótopos e radio fármacos, aplicação de técnicas nucleares na indústria entre outras. A Gerência de Radioproteção do IPEN estabeleceu um programa de amostragem dos efluentes radioativos para determinar a quantidade de material radioativo (termo fonte) liberada para o meio ambiente e detectar imediatamente, qualquer liberação não planejada acima dos limites operacionais pré-estabelecidos. O controle radioativo dos efluentes gasosos e do ar atmosférico ambiental do Instituto foi implementado em 1988 e é realizado pelo Laboratório de Radiometria Ambiental – Centro de Metrologia das Radiações. No controle dos efluentes gasosos são analisados semanalmente, por espectrometria gama de alta resolução com detector de germânio hiperpuro, filtros de celulose e de carvão das instalações radioativas do IPEN, como o Centro do Reator de Pesquisas IEA-R1 e também o Centro de Aceleradores e Cíclotron e a Diretoria de Radiofarmácia – Prédio I e II. Desde a operação do controle dos efluentes gasosos há trinta anos, mais de 3000 filtros foram analisados e os radionuclídeos determinados na maioria das amostras durante esse período de amostragem no Centro do Reator de Pesquisas IEA-R1 foram 131I e 123I. Os resultados obtidos das análises dos filtros do controle dos efluentes gasosos são publicados em relatório de avaliação periódica e disponibilizados internamente via intranet. Todos os resultados obtidos, de 1988 a 2018, confirmam que a liberação de efluentes gasosos radioativos da operação normal das instalações nucleares e radioativas do IPEN está sendo adequadamente controlada e que o impacto radiológico causado por essa liberação é insignificante quando comparado aos limites recomendados pela regulamentação atual da CNEN de 2005.

    Palavras-Chave: radioactive materials; radioactive effluents; gaseous wastes; radiation monitoring

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  • IPEN-DOC 28733

    LEONARDO, LUCIO ; DAMATTO, SANDRA R. . Caracterização química elementar de matrizes biológicas empregando a técnica de INA. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 323-329, cap. 33. DOI: 10.5151/9786555501483-33

    Abstract: A INAA foi utilizada no estudo do uso de líquens Canoparmelia texana como bioindicador ambiental de radionuclídeos e metais em região impactada por NORM, na proposta de uso da tartaruga de água doce Trachemis scripta elegans como bioindicadora ambiental em áreas urbanas de São Paulo e com o objetivo de caracterização química elementar dos produtos derivados da Nicotiana tabacum L. Foram determinados nas irradiações realizadas no reator IEA-R1 do IPEN, os elementos As, Ba, Br, Ca, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Se, Sm, Ta, Tb, Th, U, Yb e Zn usando os materiais de referência lichen, folhas de pêssego, folhas de tomate, peixe e mexilhão. Os resultados indicaram a possibilidade do uso da espécie de liquens como bioindicador de radioatividade e metais, pois as concentrações máximas obtidas de 53 ± 5 mg kg-1, 79 ± 8 mg kg-1, 135 mg kg-1 para os elementos Hf, Ta e ΣETR, foram maiores que as concentrações 1,51 ± 0,05 mg kg-1, 1,70 ± 0,22 mg kg-1 e 8,5 mg kg-1 da amostra considerada background, respectivamente, indicando o enriquecimento dos elementos citados. Nas amostras da tartaruga de água doce, os referidos elementos químicos foram determinados no casco, tecido epidérmico córneo, músculo, rim, coração e pulmões e as maiores concentrações foram para os elementos Ca, K e Na. Nas amostras de escudo epidérmico e casco foi observada a presença de Zn que pode ser uma característica da espécie ou uma contribuição do ambiente, sendo necessário mais amostras para a verificação da possibilidade de uso da espécie como bioindicador. Nos produtos derivados da Nicotiana tabacum L. comercializados em algumas regiões do Brasil, como cigarros, charutos, fumo de corda e rapé, os elementos que apresentaram maiores concentrações foram Ba, Br, Ca, Ce, K, e Zn.

    Palavras-Chave: biological indicators; environment; lichens; pollution; nicotine; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28732

    SOUZA, LUCAS S.G. de ; OLIVEIRA, JONATHAN P. de ; TORRECILHA, JEFFERSON K. ; SILVA, PAULO S.C. da . Caracterização geoquímica de águas minerais por análise por ativação neutrônica instrumental. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 315-322, cap. 32. DOI: 10.5151/9786555501483-32

    Abstract: A análise por ativação é uma técnica analítica altamente sensível para a determinação de praticamente todos os elementos químicos em níveis traço ou ultra traço. É quase totalmente independente da forma e do ambiente químico do elemento, da matriz da amostra e na maioria dos casos não é necessária a utilização de “branco” para as análises. Entre as diversas variantes da análise por ativação, destaca-se a Análise por Ativação de Nêutrons Instrumental (INAA, sigla em inglês). Em amostras de água, os materiais dissolvidos e particulados têm composição determinada pela geologia local, cobertura vegetal e uso do solo, carregando, assim, a assinatura geoquímica da região. A INAA tem sido amplamente utilizada para determinações multielementares em amostras de diversas matrizes por ser uma técnica sensível e confiável para determinações em níveis ambientais. No entanto, sua aplicação tem sido relativamente pouco utilizada para determinações em amostras de água. Nesse sentido trabalhos realizados no IPEN com análise por ativação no reator IEA-R1 têm mostrado que a técnica é capaz de determinar concentrações de elementos em níveis da ordem de µg g-1 e ng g-1 com grande precisão e exatidão.

    Palavras-Chave: drinking water; geochemical surveys; geochemistry; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28731

    SCHENEMANN, GISIELE ; FRANKLIN, ROBSON L.; FAVARO, DEBORAH I.T. . Distribuição de metais, elementos traço e terras raras em perfil de sedimento do reservatório Marinheirinho, São Paulo, por INA. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 301-313, cap. 31. DOI: 10.5151/9786555501483-31

    Abstract: A cidade de Votuporanga está situada na região noroeste do Estado de São Paulo, sendo banhada pelo Rio São José dos Dourados e pelos Córregos do Marinheiro, Boa Vista, Paineiras e Queixada. O córrego do Marinheiro é responsável por cerca de 36% do abastecimento público do município. A Cetesb coletou em 2016, um perfil de sedimento de 98 cm de profundidade nesse reservatório, para fins de monitoramento da qualidade do sedimento. No presente estudo avaliou-se a concentração e a distribuição dos elementos As, Br, Co, Cr, Cs, Fe, Hf, K, Na, Rb, Sb, Sc, Ta, Th, U, Zn e dos elementos terras raras (ETR) (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) nesse perfil, utilizando-se a técnica de Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA). Esse estudo teve por objetivo, acrescentar dados de concentração para elementos importantes, não só do ponto de vista ambiental, mas também completar com a determinação da concentração dos ETR, ainda inexistentes para essas amostras. As ferramentas de Fator de Enriquecimento (FE) e de Índice de Geoacumulação (IGeo), foram utilizadas para avaliar a presença de fontes de poluição antrópicas nas amostras de sedimento, utilizando-se os valores de concentração da última fatia do perfil, como valores basais regionais. Os valores de concentração encontrados para As, Cr e Zn, foram comparados aos valores orientadores (TEL e PEL), estabelecidos pelo CCME (Canadá) e adotados pela Cetesb, para avaliação da qualidade de sedimentos. As concentrações de As e Zn, ao longo do perfil, foram superiores aos valores recomendados para TEL e para Cr, foram superiores aos valores de PEL, indicando que o sedimento apresenta qualidade regular para As e Zn, porém, muito ruim para Cr. Entretanto, esses valores parecem estar intimamente relacionados à composição das rochas da bacia de drenagem da região, segundo a Cetesb.

    Palavras-Chave: water reservoirs; sediments; elements; trace amounts; rare earths; metals

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  • IPEN-DOC 28730

    FUNGARO, DENISE A. ; SILVA, PAULO S.C. ; IZIDORO, JULIANA C. ; GROSCHE, LUCAS C. ; BIBIANO, RAMIRO H.N. . Avaliação dos níveis de radioatividade natural produzidos na atividade carbonífera e em amostra de clínker. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 293-300, cap. 30. DOI: 10.5151/9786555501483-30

    Abstract: Os Produtos de Combustão de Carvão são materiais produzidos em usinas termelétricas que contêm radionuclídeos de ocorrência natural derivados da matriz de carvão, enriquecidos em até uma ordem de magnitude em relação aos níveis originais. A avaliação do impacto radiológico dos ambientes circundantes das usinas termelétricas é de fundamental importância para monitorar os níveis de radiação, a qual as pessoas estão expostas direta ou indiretamente, visto que níveis aceitáveis podem ser ultrapassados com essas atividades. A análise de ativação de nêutrons foi usada para determinar 238U e 232Th e a espectrometria de raios gama para determinar os conteúdos de 226Ra, 228Ra, 210Pb e 40K presentes no carvão, nas cinzas sílico-aluminosas, nos materiais zeolíticos sintetizados a partir de cinzas e em amostras de solo coletadas nas proximidades de Usina termelétrica de Figueira, localizada no Paraná. As concentrações de atividade foram comparadas com a média mundial das diferentes amostras. A análise de ativação de nêutrons também foi utilizada para avaliar os riscos radiológicos decorrentes da presença de cinzas sulfatadas e clínquer em materiais de construção. As cinzas sulfatadas podem substituir o gesso natural em matrizes cimentícias.

    Palavras-Chave: coal; combustion; natural radioactivity; background radiation; environmental impacts

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  • IPEN-DOC 28729

    ARRUDA, CLAUDIA S.C. de ; FRANKLIN, ROBSON L.; FIGUEIREDO, ANA M.G. . Avaliação da distribuição de metais e outros elementos de interesse em perfis de sedimentos do reservatório Ponte Nova, São Paulo. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 285-292, cap. 29. DOI: 10.5151/9786555501483-29

    Abstract: O estudo da distribuição de metais nos sedimentos é muito importante do ponto de vista da poluição ambiental. Um dos objetivos do estudo da poluição por metais em sedimentos estuarinos é o registro histórico de atividade antrópica. O reservatório de Ponte Nova, localizado na bacia superior do rio Tietê, na região sul do estado de São Paulo, cobre uma área de 25,7 km2 . Um perfil de sedimentos foi coletado na barragem em agosto de 2018, e dois, em fevereiro de 2019, cortados a cada 2,5 cm, totalizando treze amostras em agosto (P1) e em fevereiro de 2019, dezessete amostras (P1) e dezenove amostras no ponto 2. A análise instrumental por ativação de nêutrons (INAA) foi aplicada às amostras de sedimentos para determinar elementos majoritários (Fe, K e Na), traços (As, Ba, Br, Co, Cr, Cs, Hf, Rb, Sb, Sc, Ta, Tb, Th, U, Zn e Zr) e terras raras (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb). Os resultados foram avaliados por comparação com as Diretrizes Canadenses de Qualidade de Sedimentos (TEL e PEL) e pelo Fator de Enriquecimento (EF) em relação aos valores de referência. EF > 1,5 foi obtido para As em ambas as campanhas. Em comparação com os valores de orientação do Canadá, Cr e Zr excederam o TEL em algumas amostras. Outros elementos analisados não mostram enriquecimento e estão abaixo dos valores de TEL. Os resultados indicam que não há uma contribuição antropogênica importante dos elementos analisados no reservatório.

    Palavras-Chave: water reservoirs; sediments; metals; pollution; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28728

    THEOPHILO, CAROLINA Y.S. ; COLABUONO, FERNANDA I.; MONTONE, ROSALINDA C.; FIGUEIRA, RUBENS C. L.; PETRY, MARIA V.; MOREIRA, EDSON G. . Quantificação de elementos tóxicos e potencialmente tóxicos em aves marinhas por meio da análise por ativação neutrônica instrumental. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 273-284, cap. 28. DOI: 10.5151/9786555501483-28

    Abstract: Existem elementos químicos que são necessários para a manutenção das vias metabólicas dos organismos, quando essenciais pequenas quantidades são suficientes, porém se os elementos estão em concentrações maiores do que as necessárias ou se não são essenciais podem acabar se acumulando no organismo e trazendo malefícios. O acúmulo desses elementos pode ocorrer nos organismos marinhos por meio da alimentação ou da contaminação ambiental e pode ser um grande problema, principalmente, para os indivíduos que possuem vida longa e que estão no topo da teia trófica, como é o caso de algumas aves marinhas. Como as aves marinhas são organismos sensíveis a mudanças no meio ambiente, sendo considerado um dos grupos de vertebrados mais ameaçados devido os impactos antrópicos causados nos oceanos, esse trabalho teve como objetivo quantificar Hg e Se em penas do Petrel-gigante-do-sul (Macronectes giganteus) e Br, Cl, Cu, K, Mg, Mn, Na e V em penas do Albatroz-de- sobrancelha-negra (Thalassarche melanophris) e da Pardela-preta (Procellaria aequinoctialis) por meio da INAA. As penas de Petrel-gigante-do-sul foram coletadas no Arquipélago das Shetland do Sul, Antártica, enquanto as penas da Pardela-preta e do Albatroz-de-sobrancelhanegra foram coletadas no sul do Brasil em parceria com o Projeto Albatroz. Nas penas do Petrel-gigante-do-sul as concentrações obtidas de mercúrio variaram entre 2,6 e 14,4 mg kg-1, e a de Se, entre 1,5 e 10,4 mg kg-1. As concentrações de Hg foram mais altas do que as encontradas em estudos similares, provavelmente essa alta concentração se deve a dieta dessa espécie que é composta por presas de níveis tróficos maiores. Enquanto os resultados obtidos nas penas da Pardela-preta e do Albatroz-de-sobrancelha-negra não foram mais altos que os de outros estudos encontrados na literatura, com exceção do Br. Também, não foram encontradas diferenças significativas entre as médias dos elementos encontradas nessas duas espécies.

    Palavras-Chave: birds; seas; chemical analysis; toxic materials; chemical wastes; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28727

    RODRIGUES, CARLOS E.C. ; DAMATTO, SANDRA R. ; GARCIA-RODRIGUEZ, FELIPE. Caracterização química inorgânica do sedimento da Laguna de Peña, Uruguai. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 263-271, cap. 27. DOI: 10.5151/9786555501483-27

    Abstract: A Laguna de Peña, localizada no litoral leste do Uruguai, é um pequeno corpo d’água doce que corresponde a uma faixa sedimentar estreita chamada “La Angostura”, possui uma extensão desde o oceano Atlântico até a Laguna Negra, nas coordenadas 34º00’13.63”S − 53º 33’10.38”O. Na segunda metade do século XX, foi criado o Parque Nacional Santa Teresa, localizado na região da Laguna de Peña, o que trouxe uma forte modificação na cobertura vegetal da área de estudo. Para estimar uma possível influência humana na área, foi coletado um testemunho de sedimento no centro da lagoa, em 2016, com o objetivo de se fazer a análise química inorgânica dos sedimentos determinando os elementos As, Ba, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Tb, Th, U, Yb e Zn pela técnica de análise por ativação com nêutrons instrumental (INAA). As amostras e materiais de referência foram irradiados por um período de seis horas, sob um fluxo de nêutrons térmicos de 1012 n cm s-1, no Reator de Pesquisa IEA-R1 do IPEN. Os resultados obtidos de concentração dos elementos químicos foram comparados com os valores de referência da Crosta Continental Superior (UCC), e do Folhelho Norte-Americano (NASC); alguns elementos como As, Cr, Cs, Lu, Sb e U, apresentaram valores acima dos valores de referência citados. Com os resultados obtidos das concentrações dos elementos foi possível estimar o fator de enriquecimento.

    Palavras-Chave: lakes; sediments; enrichment

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  • IPEN-DOC 28726

    GOMES, ANTONIO M.S. ; DEL SORDO FILHO, GIOVANNI ; OLIVEIRA, JULIANA de A.S. ; SOUZA, ELIEL da S. ; SILVA, PAULO S.C. da . Estudo de adsorção de íons metálicos em argila e biomassa para água de reúso. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 253-261, cap. 26. DOI: 10.5151/9786555501483-26

    Abstract: A demanda crescente por água tem feito de seu reuso planejado um tema atual e de grande importância. A reutilização de água pode ser direta ou indireta, decorrente de ações planejadas ou não. Íons metálicos podem ser removidos de soluções aquosas por processos como filtração, flotação, membranas de troca iônica, extração com solventes, eletrodeposição, coagulação e adsorção. Essa última pode ser considerada um método efetivo e barato quando comparado aos demais. Nos últimos anos, a utilização de materiais alternativos de alta capacidade de adsorção, como argila e biomassa, tem sido estudada para esta finalidade. Uma forma de determinar a eficiência de um material como adsorvente é por meio de isotermas de adsorção que indicam a quantidade máxima de material que pode ser adsorvido por grama de adsorvente. A Análise por Ativação Neutrônica é um método analítico com grade potencial para determinação da concentração dos elementos tanto no adsorvente quanto no adsorvato. O uso de um fluxo de nêutrons proveniente de um reator nuclear de pesquisa, tal qual o IEA-R1, é capaz de determinar com alta precisão e exatidão a concentração de um dado elemento em uma amostra de forma quase que independente da sua forma física ou química, sendo, portanto, muito útil em estudos de adsorção.

    Palavras-Chave: environment; water resources; ions; adsorption; biomass; water reclamation

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  • IPEN-DOC 28725

    FIGUEIREDO, ANA M.G. . Aplicação da análise por ativação com nêutrons a estudos de poluição urbana na região metropolitana de São Paulo. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 241-251, cap. 25. DOI: 10.5151/9786555501483-25

    Abstract: A poluição no meio ambiente tem sido intensificada com o aumento da urbanização em países em desenvolvimento e tem alcançado a mesma extensão que nos países desenvolvidos. Nas áreas metropolitanas, o problema da poluição representa uma grave ameaça à qualidade de vida da população. Tem-se observado, portanto, uma preocupação maior em estudar as alterações que essa poluição provoca no ambiente urbano. A Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), também conhecida como Grande São Paulo, é a maior região metropolitana do Brasil, com cerca de 21,5 milhões de habitantes, com graves problemas ambientais, entre os quais está a deterioração da qualidade do ar, devido às emissões atmosféricas de indústrias de alto potencial poluidor e por uma frota de mais de oito milhões de veículos. A análise por ativação com nêutrons tem-se mostrado uma ferramenta muito útil em estudos ambientais, sendo um método nuclear muito utilizado na determinação de metais em vários compartimentos do meio ambiente. Há vários anos, o Laboratório de Análise por Ativação com Nêutrons vem desenvolvendo estudos sobre esse tema, em colaboração com o Instituto de Botânica, Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, Instituto de Geociências da Universidade de Campinas e com a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb), resultando em publicações em periódicos nacionais e internacionais, apresentações em congressos, dissertações de mestrado e teses de doutorado. Neste trabalho, apresentam-se os resultados desses estudos, que têm contribuído para um melhor conhecimento do potencial poluidor de metais na RMSP.

    Palavras-Chave: air pollution; urban areas; pollutants; air quality; air pollution monitoring; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28763

    BIATY, FLAVIA P. ; PALADINO, PATRICIA A.; SABUNDJIAN, GAIANE . Jogos digitais e realidade virtual como material didático. In: ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E PÓS-GRADUAÇÃO DO CAMPUS SÃO PAULO, 6., 13-15 de dezembro, 2021, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: IFSP - Campus São Paulo, 2021. p. 1-3.

    Abstract: Neste trabalho discute-se a importância dos jogos digitais e da realidade virtual como material didático para uma aprendizagem significativa. Por meio de uma revisão bibliográfica e de discussões de um grupo de trabalho interdisciplinar e interinstitucional, constatou-se a importância dos Digital Game Based Learning (DGBL). Este tipo de jogo quando utilizado como material didático, permite um grau de flexibilidade e criatividade para o professor planejar sua sequência didática. Por outro lado, observou-se a carência de produção desse tipo de material, suas complexidades e suas limitações. Um tipo de limitação dos jogos de Realidade Virtual é a dificuldade de algumas pessoas em realizar a fusão binocular necessária para sua visualização.

    Palavras-Chave: game theory; educational tools; training; computerized simulation; digital systems; technology utilization

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  • IPEN-DOC 28762

    BIATY, FLAVIA P. ; PALADINO, PATRICIA A.; SABUNDJIAN, GAIANE . Viabilidade econômica e ambiental do uso de hidrogênio como vetor energético para transportes públicos urbanos. In: ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E PÓS-GRADUAÇÃO DO CAMPUS SÃO PAULO, 6., 13-15 de dezembro, 2021, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: IFSP - Campus São Paulo, 2021. p. 1-3.

    Abstract: O uso do hidrogênio como vetor energético já é uma realidade no setor de transportes públicos urbanos. Uma alternativa mais limpa neste setor é particularmente importante uma vez que a queima de combustíveis fósseis impacta negativamente a qualidade ambiental e social da população. Este trabalho buscou investigar o atual panorama da viabilidade econômica e ambiental da utilização do hidrogênio como potencial vetor energético para o setor de transportes públicos urbanos, por meio de uma revisão bibliográfica. Concluiu-se que o tema envolve fatores tecnológicos, sociais, econômicos, ambientais e políticos, que necessitam de investimentos em pesquisa, desenvolvimento e inovação para sua implantação e ampliação.

    Palavras-Chave: hydrogen; sustainability; energy sources; buses; transport; urban areas; renewable energy sources

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  • IPEN-DOC 28761

    BIATY, FLAVIA P. ; JULIAO, ARTHUR P.; PALADINO, PATRICIA A.. O hidrogênio como vetor energético: produção, transporte e armazenamento. In: ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E PÓS-GRADUAÇÃO DO CAMPUS SÃO PAULO, 6., 13-15 de dezembro, 2021, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: IFSP - Campus São Paulo, 2021. p. 1-3.

    Abstract: O hidrogênio associado às células a combustível é considerado uma alternativa energética aos combustíveis fósseis na busca por um modelo sustentável de geração de energia. Por não ser uma fonte primária de energia, há uma vasta gama de possibilidades para sua produção, transporte e armazenamento, que podem envolver fontes fósseis e gerar poluentes, conflitando com o principal benefício do uso do hidrogênio enquanto alternativa limpa. Este estudo buscou investigar, por meio de uma revisão bibliográfica, as formas de produção, transporte e armazenamento do hidrogênio concluindo que a produção mais viável, é aquela que ocorre no mesmo local do abastecimento, por meio da eletrólise.

    Palavras-Chave: hydrogen; energy sources; sustainability; environment; renewable energy sources; hydrogen storage; transport

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  • IPEN-DOC 28760

    FREITAS, G.R. ; SOUZA, CARLA D. de . Information management methodology in the control of radiation exposure in computed tomography exams. In: CONGRESS OF THE INTERNATIONAL UNION FOR PURE APPLIED BIOPHYSICS, 20th; ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY, 50th; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICS SOCIETY, 45th; BRAZILIAN SOCIETY ON NUCLEAR BIOSCIENCES CONGRESS, 13th, October 4-8, 2021, São Paulo, SP. Abstract... 2021.

    Abstract: In many Brazilian hospitals, computed tomography (CT) is the imaging equipment with greater ionization capability. Systems for monitoring and managing information are not mandatory and the high monetary value for the 'software' acquisition and training results in the non-investigation of the radiation dose received by the patient. Thus, there is a greater likelihood of unnecessary exposures increasing the probability of damage from exposure to ionizing radiation. These can occur because of exams performed out of protocol, poorly referred, repetition in short intervals of time, and operational failures due to malpractice and lack of training of the professionals involved. International organizations such as Image Gently and Latin Safe promote awareness campaigns every year to reduce and control the exposure dose of patients, with monitoring being a pillar for prevention and reducing patient exposure. The present work developed a low-cost methodology, using free tools for storing and evaluating the DICOM-Structured Report (DICOM-SR) and interpreting these data, which can become an economically viable resource for all diagnostic imaging services of the free Brazilian Unified Health System (SUS). A total of 13,734 exams from 9,911 patients were analyzed from September 2019 to August 2021, divided into groups according to their age group. The program was used specially to optimize the head CT protocol. After the first year of training results showed a radiation dose reduction of 11.7%. The new system provides free and simple monitoring of the number of CT scans and the dose received in comparison with the protocols, which, in turn, will result in clinical recommendations for improving procedures and training.

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  • IPEN-DOC 28724

    MAIHARA, V.A. . Caracterização multielementar de alimentos e dietas regionais empregando a técnica de análise por ativação com nêutrons. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 229-238, cap. 24. DOI: 10.5151/9786555501483-24

    Abstract: Durante as últimas décadas, a crescente demanda por segurança alimentar tem estimulado pesquisas sobre o risco associado ao consumo de alimentos contaminados por pesticidas, elementos tóxicos e /ou toxinas. Por outro lado, também há a preocupação de saber se os alimentos de uma determinada dieta estão suprindo a ingestão de elementos nutricionalmente importantes para a saúde. Desde 1982, o Laboratório de Análise por Ativação tem realizado pesquisas na área nutricional e tem empregado os métodos de Análise por Ativação com Nêutrons, Espectrometria Gama, Espectrometria de Absorção Atômica e Espectrometria de Emissão Atômica para avaliar os teores de elementos essenciais (Ca, Cl, Co, Cr, Cu, Mg, Mn, Fe, K, I, Na, Se e Zn), tóxicos (As, Cd, Hg e Pb) e de radionuclídeos naturais das séries do 238U e 232Th presentes em diversos alimentos e em dietas de grupos populacionais de crianças, estudantes, trabalhadores e de cidade como São Paulo e Poços de Caldas.

    Palavras-Chave: food; security; diet; pesticides; toxicity; neutron activation analysis

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  • IPEN-DOC 28723

    SAIKI, MITIKO . Estudo de amostras de interesse nas áreas do meio ambiente e da saúde utilizando o reator nuclear IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 217-227, cap. 23. DOI: 10.5151/9786555501483-23

    Abstract: Nesta revisão são apresentados os principais trabalhos desenvolvidos para aprimoramento e aplicações de técnicas analíticas nucleares ao estudo de amostras de interesse nas áreas do meio ambiente e da saúde. Aplicando a análise por ativação com nêutrons seguida de separação radioquímica (RNAA) e medições usando detectores de cintilação de iodeto de sódio foram determinados elementos poluentes coletados em filtros de papel. Os traçadores radioativos foram utilizados para estudo de formação de complexos, no desenvolvimento de métodos de separação radioquimica de elementos interferentes nas análises e na determinação da abrasividade de materiais dentários. Com o advento dos detectores de alta resolução de Ge, de microcomputadores e de softwares para análise de espectros gama surgiram novas perspectivas para aplicações da análise instrumental por ativação com nêutrons (INAA) com a possibilidade de uma análise multielmentar nos mais variados tipos de matrizes. Foram realizadas análises de biomonitores da poluição aérea para identificação de fontes poluidoras e estudo da correlação entre os elementos poluentes e doença das populações. Na área da saúde, foram obtidos resultados de um grande número de amostras deas tecidos (cérebro, pulmão, osso, soro sanguíneo, cabelos, dentes) de humanos para o estudo de doenças, de materiais dentários, de produtos farmacêuticos (plantas medicinais, medicamentos sintéticos) e de amostras de nanopartículas. Os aspectos positivos que resultaram do desenvolvimento destas pesquisas foram a renovação e o crescimento de conhecimentos que reverteram na minha formação de uma pesquisadora e formadora de recursos humanos.

    Palavras-Chave: environment; public health; radioactive tracer logging; radiochemistry; separation processes; activation analysis

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  • IPEN-DOC 28722

    TORRECILHA, JEFFERSON K. ; GOUVEA, PAULO F. de M. ; SOUFIA, LAYLA B. ; MARTINS, JOAO P.M. ; SILVA, PAULO S.C. da . Caracterização química de argilas de uso terapêutico e cosmético. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 205-215, cap. 22. DOI: 10.5151/9786555501483-22

    Abstract: O uso de argilas com finalidade medicinal e cosmética é milenar e no Brasil, poucos estudos são feitos referentes a caracterização elementar deste material. Este trabalho teve como objetivo mostrar as pesquisas realizadas no IPEN com o uso do reator IEA-R1 para caracterizar argilas de uso medicinal e cosmético avaliando sua composição, composição da matéria orgânica agregada e disponibilidade de seus elementos constituintes. Também foi realizado um estudo sobre a produção de peloide produzido artificialmente com águas minero-medicinais e do mar. Com os resultados obtidos foi possível concluir que a técnica de análise por ativação neutrônica é muito eficaz e permite resultados confiáveis sobre o material estudado.

    Palavras-Chave: clays; silicate minerals; chemical composition; therapeutic uses; consumer products

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  • IPEN-DOC 28721

    SUSSA, FÁBIO V. ; FRANCISCONI, LUCILAINE S. ; GONÇALVES, RODOLFO D.M.R. ; SANTOS, ALLAN ; SILVA, PAULO S.C. da . Determinação de constituintes inorgânicos em plantas medicinais: uma revisão. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 197-204, cap. 21. DOI: 10.5151/9786555501483-21

    Abstract: Com o objetivo de apresentar as atividades desenvolvidas no Reator Nuclear de Pesquisa IEA-R1, realizou-se uma revisão a partir de alguns trabalhos nos quais foram determinadas a constituição inorgânica em plantas de uso medicinal por meio da técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). Dentre estes trabalhos, são abordados os teores dos elementos tóxicos ao ser humano e a contribuição para a recomendação destas plantas como fontes minerais na dieta alimentar. A determinação e quantificação elementar foram feitas por meio da técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental. São apresentadas as concentrações de elementos essenciais e não essenciais (As, Ba, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cs, Fe, Hf, K, Mg, Mn, Na, Rb, Sb, Sc, Se, Ta, Th, Ti, U, V, Zn e Zr) em plantas medicinais escolhidas entre as mais utilizadas popularmente, dentre as 66 catalogadas para comercialização pela Anvisa. Conclui-se que estas pesquisas colaboram com o Programa Nacional de Plantas Medicinais e Fitoterápicos, promovendo o acesso e a qualidade das espécies estudadas.

    Palavras-Chave: pharmacology; medicinal plants; inorganic compounds; toxic materials

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  • IPEN-DOC 28720

    FAVARO, DEBORAH I.T. ; SCHENEMANN, GISIELE ; ALVES, MAURICIO B. ; SOARES, JOSIANE S. ; SILVA, SHARLLENY A.; ROCHA, FLAVIO R.; SOUZA, LARISSA A.; FRANKLIN, ROBSON L.; FARIAS, LUCIANA A.; BRAGA, ELISABETE S.; COZZOLINO, SILVIA M. F.; OLIVEIRA, SONIA M.B.; BORDON, ISABELLA C.; EMERENCIANO, ANDREWS K.; SILVA, JOSE R.M.C.. Aplicação da análise por ativação neutrônica (INAA) em amostras de interesse nutricional e ambiental. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 185-195, cap. 20. DOI: 10.5151/9786555501483-20

    Abstract: Os estudos aqui apresentados são resultados de pesquisas realizadas por alunos de graduação e pós-graduação sob a minha orientação e pesquisadores colaboradores. Inicialmente, durante a década de 1990 até meados dos anos 2000, a técnica de INAA foi aplicada na caracterização de alimentos, frutos, cabelos e dietas de crianças da região Amazônica, em parceria com o Instituto de Pesquisas da Amazônia (INPA), para o conhecimento de seus constituintes nutricionais (microconstituintes e traços) e tóxicos, principalmente o mercúrio (Hg). Sabe-se que essa região sofre impacto por contaminação de Hg, decorrente de processos naturais e antrópicos. Ainda dentro dessa linha de pesquisa, em parceria com o grupo do Laboratório de Alimentos e Nutrição Experimental da FCF-USP/SP, foram desenvolvidos estudos de caracterização de vários alimentos e dietas de diferentes grupos populacionais, não somente em relação aos constituintes nutricionais, mas também em relação ao conteúdo de metais potencialmente tóxicos (Cd, Hg e Pb). Foram determinados os microconstituintes: Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se, Zn e os elementos traço: As, Br, Co, Cr, Cs, Rb, Sb e Sc. Mais recentemente, uma linha de pesquisa com interesse ambiental foi implementada, em parceria com a Cetesb, IO-USP e IGc-USP. O objetivo desse projeto foi estudar a distribuição de metais potencialmente tóxicos e outros elementos de interesse, em amostras de sedimentos, utilizando-se a INAA. Dois projetos principais estão sendo desenvolvidos nesse tema: “Avaliação de metais tóxicos, traços e elementos de terras raras em sedimentos de reservatórios de abastecimento de água do Estado de São Paulo” e o outro, “Avaliação da extensão e histórico de poluição por metais e elementos traço em sedimentos de rios − estudo de caso, rio Tietê, ESP”. Outro estudo desenvolvido esteve relacionado à contaminação do complexo estuarino-lagunar de Iguape-Cananeia (ESP). Finalizando, está em desenvolvimento um projeto de pesquisa sobre a contaminação de ecossistemas marinhos costeiros por meio de programas de biomonitoramento, utilizando-se organismos marinhos, em parceria com o ICB-USP. Nesse artigo são apresentados e discutidos os resultados mais relevantes, obtidos dentro de cada linha de pesquisa, enfatizando a aplicação da técnica de INAA.

    Palavras-Chave: environmental materials; nutrition; sampling; toxic materials; food processing; mercury; agriculture; water pollution

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  • IPEN-DOC 28759

    MAGALHAES, EVELLYN S.; KUMADA, DANIEL K.; WETTER, NIKLAUS U. ; KASSAB, LUCIANA R.P.; ROSSI, WAGNER de . The influence of the different parameters used for the production of double line waveguides in Nd3+ doped TeO2-ZnO glasses by fs laser writing. In: GARCIA-BLANCO, SONIA M. (Ed.); CHEBEN, PAVEL (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE OPTO, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 120040Z-1 - 120040Z-7. (Proceedings SPIE 12004, Integrated Optics: Devices, Materials, and Technologies XXVI). DOI: 10.1117/12.2610189

    Abstract: Nd3+ doped TeO2-ZnO glasses with double line waveguides produced by femtosecond (fs) laser writing technique are presented. The waveguides are written directly into these glasses using a femtosecond (fs) Ti:Sapphire laser, operating at 800 nm, delivering 30 fs pulses at 10 kHz repetition rate. Each written line is formed by several collinearly overlapping lines. When double line waveguides are produced, the light is guided in between the two lines and a negative refractive index change is produced in the region of the fs laser’s focus. However, as the absorption of the material at 800 nm (4 I9/2 → 4 F 5/2 + 2 H9/2 transition of Nd3+) is in resonance with the fs laser, the heating of the material makes writing difficult. In this context, the use of several overlapping lines represents a good alternative as the velocity of the writing can be increased to avoid, heating. We report results of output mode profile, beam quality factor M2 and refractive index change for, different parameters used for the fs laser writing. Pulse energies were 15μJ for 4 and 8 overlapping lines and 30 μJ for 2, 4 and 8 overlapping lines and the writing speed was 0.5 mm/s. The present investigation evaluates the best condition for the waveguides inscription, studying the influence of different parameters used in the writing process aiming at future photonic applications.

    Palavras-Chave: neodymium lasers; glass; waveguides; photons; lasers; doped materials

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  • IPEN-DOC 28719

    REIS, DANIELE P. ; MOREIRA, EDSON G. . Análise por ativação com nêutrons instrumental aplicada para a determinação de elementos tóxicos em peixes do gênero Astyanax, consumidos por pescadores artesanais do Distrito de Riacho Grande, São Bernardo do Campo – SP. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 175-183, cap. 19. DOI: 10.5151/9786555501483-19

    Abstract: Elementos tóxicos em contato com o organismo humano provocam inúmeros problemas de saúde e esta contaminação pode ocorrer inclusive por meio dos alimentos, como a ingestão de peixes contaminados com altas concentrações de As, Br, Co, Cr, Cs, Fe, K, Na, Se e Zn, entre outros elementos. Porém, muitos pescadores e familiares, por desconhecerem os riscos à saúde associado ao consumo de pescado de água contaminada, acabam se expondo a diferentes elementos tóxicos devido à dieta baseada em peixe como principal nutriente proteico. Diante da possível exposição dos pescadores do Riacho Grande – Represa Billings (Distrito de São Bernardo do Campo/SP) a elementos tóxicos, neste estudo foi realizada a quantificação de elementos tóxicos em amostras de peixes do gênero Astyanax (conhecido como lambari) coletados da Represa Billings. O peixe lambari teve maior relevância neste estudo, pois é consumido na forma de petisco, na qual o sujeito se alimenta de todo o organismo do peixe, tendo maior risco de contato direto com elementos tóxicos por meio da ingestão. Para análise foi utilizado à aplicação da Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA). Este estudo é importante para obter visão espaço-temporal atualizada da contaminação por diversos elementos de interesse na região, como o As, Fe, Zn, entre outros e contribuir para a garantia da segurança alimentar no âmbito sanitário, no que diz respeitos aos contaminantes inorgânicos referidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa).

    Palavras-Chave: fisheries; fishes; toxicity; food processing; quality control; food; safety

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  • IPEN-DOC 28718

    ZAMBONI, CIBELE B. ; METAIRON, SABRINA ; GIOVANNI, DALTON N.S. ; MEDEIROS, JOSE A.G. de. Aplicações na área da saúde e meio ambiente desenvolvidas no LEER. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 167-174, cap. 18. DOI: 10.5151/9786555501483-18

    Abstract: O Laboratório de Espectroscopia e Espectrometria das Radiações (LEER) realiza pesquisas em Física Aplicada na área da saúde, nutrição, meio ambiente e correlatas utilizando técnicas nucleares e atômicas. As investigações são realizadas utilizando as técnicas de Espectroscopia e Espectrometria de raios gama, Ativação Neutrônica e Fluorescência de Raios-X. O LEER atua também na área de Ensino em Física, na implementação de métodos didáticos e na divulgação cientifica da física das radiações. Estas atividades envolvem estudantes de todos os níveis, de Iniciação Científica ao Doutorado, bem como Pós – doutorando e Cooperações de âmbito Nacional e Internacional com Instituições de referência (IF-USP, IBu, Unisa, UFF, Unifesp, HU-USP, Unicid, Unicamp, UNSL/San Luis-Argentina e Udelar/Montevideo-Uruguay). O programa de atividades estabelecido no LEER caracteriza-se pela interação entre as diferentes áreas da ciência que atuam no âmbito da saúde e meio ambiente, incluindo: Elaboração de propostas tecnológicas para a melhoria da qualidade vida de populações carentes e desprovidas de atendimento médico; Caracterização multielementar de novos medicamentos, vacinas e soros (antivenenos); Elaboração de propostas que possam suprimir/minimizar ou agregar melhorias no uso de modelos animais; Estudo das alterações ecológicas e os processos ambientalmente danosos relacionando-os ao ecossistema que incorporem as dimensões físicas, químicas e toxicológicas. Esses temas compõem monografias, dissertações e teses contribuindo para formação recursos.

    Palavras-Chave: gamma spectroscopy; neutron activation analysis; x-ray fluorescence analysis; environment; public health

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  • IPEN-DOC 28717

    ALBUQUERQUE, C.R. ; MAIHARA, V.A. ; SILVA, P.S.C. . Avaliação de elementos essenciais e tóxicos em algas marinhas comestíveis e em seus derivados usados na indústria alimentícia. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 159-166, cap. 17. DOI: 10.5151/9786555501483-17

    Abstract: As algas marinhas comestíveis podem ser consideradas como alimento funcional e contribuem para as necessidades nutricionais humanas, sendo benéficas para a saúde humana. As algas podem ser utilizadas como bioindicadoras de contaminação ambiental, pois possuem alta capacidade de absorver e armazenar determinados elementos potencialmente tóxicos como o As. Neste estudo, os elementos As, Br, Ca, Co, Cr, Fe, e Zn foram determinados pelo método de Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA) em 21 amostras de algas marinhas comestíveis de quatro espécies Porphyra umbilicalis (Nori), Hijikia fusiforme (Hijiki), Laminaria sp (Kombu). e Undaria pinnatifida (Wakame) e em 3 derivados de algas (agar, carragenana e alginato de sódio). Foi possível verificar que as algas são excelentes fontes de elementos essenciais como Ca, Cr, Fe e Zn. O grupo de algas marrons (Hijiki, Kombu e Wakame) apresentaram altas concentrações de As, principalmente a espécie Hijikia Fulsiforme, o que chama a atenção uma vez que arsênio é um elemento toxico e o consumo do mesmo pode acarretar problemas graves à saúde. Os derivados apresentaram concentrações menores para a maioria dos elementos exceto para Ca.

    Palavras-Chave: seaweeds; biological indicators; pollution; seawater; contamination; elements; trace amounts

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  • IPEN-DOC 28758

    PRADO, FELIPE M. ; WETTER, NIKLAUS U. . Nd:YLF laser pumped at 797 nm with 68% slope efficiency. In: ANDREW CLARKSON, W. (Ed.); SHORI, RAMESH K. (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE LASE, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 1198007-1 - 1198007-5. (Proceedings SPIE 11980, Solid State Lasers XXXI: Technology and Devices). DOI: 10.1117/12.2608967

    Abstract: We demonstrate a Nd:YLiF4 laser emitting at the 1053nm transition while side-pumped at 797nm by a VBG equipped diode. Initially, a plane-concave cavity is employed using a total internal reflection at the crystal pump face. The laser operated in QCW-mode and produced 68% of slope and 66% of optical efficiency with 67 W of peak output power, while having a multimode beam quality. These efficiencies are the highest ever reported for the Nd:YLF4 pumped at 800nm.

    Palavras-Chave: neodymium lasers; lasers; solid state lasers; optical pumping; diode-pumped solid state lasers

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  • IPEN-DOC 28716

    MORAIS, THALES S.L. ; KOSKINAS, MARINA F. ; MOREIRA, DENISE S. ; DIAS, MAURO S. . Medida da meia-vida do 166GHo. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 153-156, cap. 16. DOI: 10.5151/9786555501483-16

    Abstract: O conhecimento prévio da meia-vida de um radioisótopo possibilita o planejamento de experimentos e determinação de outras grandezas relacionadas a este radionuclídeo. Para aumentar a confiabilidade e precisão, foram realizadas medidas da meia-vida do 166gHo em detector semicondutor do tipo germânio hiperpuro (HPGe) no Laboratório de Metrologia Nuclear (LMN) do Centro do Reator de Pesquisas − IPEN (CRPq). O 166gHo foi produzido a partir da reação 165Ho(n,γ)166gHo e as irradiações foram realizadas no reator IEA-R1 (IPEN/CNEN). A média dos valores encontrados para a meia-vida foi de T1/2 = 26,71 ± 0,12 h, que é compatível com os dados encontrados na literatura.

    Palavras-Chave: radioisotopes; half-life; measuring instruments; holmium 166; decay

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  • IPEN-DOC 28714

    DIAS, MAURO S. ; SEMMLER, RENATO ; YAMAZAKI, IONE M. ; MOREIRA, DENISE S. ; BRANCACCIO, FRANCO ; KOSKINAS, MARINA F. . Medidas de parâmetros associados a reações nucleares induzidas por nêutrons no reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 135-142, cap. 14. DOI: 10.5151/9786555501483-14

    Abstract: O presente trabalho apresenta uma retrospectiva dos diversos parâmetros para reações nucleares induzidas por nêutrons, que foram determinados pelo Laboratório de Metrologia Nuclear (LMN) do IPEN, utilizando o reator IEA-R1. Esses parâmetros incluem: secções de choque, integrais de ressonância, além dos parâmetros k0 e Q0, que são associados ao Método de Ativação Neutrônica (NAA). Para este propósito, o LMN dispõe de sistemas de calibração primários e secundários, que são necessários para a determinação da atividade do radionuclídeo produzido na reação com nêutron. Os resultados destes estudos possibilitaram a melhoria da qualidade nos dados nucleares, a publicação de diversos trabalhos em periódicos internacionais, além da orientação de Mestrados e Doutorados.

    Palavras-Chave: nuclear reactions; neutron activation analysis; metrology; calibration

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  • IPEN-DOC 28757

    BORDON, CAMILA D.S.; WETTER, NIKLAUS U. ; ROSSI, WAGNER de ; KASSAB, LUCIANA R.P.. Fs laser writing in Nd3+ doped GeO2-PbO glasses for the production of a new double line waveguide architecture for photonic applications. In: GARCIA-BLANCO, SONIA M. (Ed.); CHEBEN, PAVEL (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE OPTO, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 120040Y-1 - 120040Y-6. (Proceedings SPIE 12004, Integrated Optics: Devices, Materials, and Technologies XXVI). DOI: 10.1117/12.2610155

    Abstract: A new double line waveguide architecture produced in Nd3+ doped GeO2-PbO glasses is presented for photonic applications. These glasses produced with the melt quenching technique have interesting characteristics that make them attractive for photonic applications: large transmission window (400–5000 nm), large polarizability, low melting temperature (1200° C) with respect to silicates, low cut-off phonon energy (~800 cm-1), large mechanical resistance, high chemical durability and high refractive index (~2.0). The double line waveguides are written directly into Nd3+ doped GeO2-PbO glasses using a Ti:Sapphire femtosecond (fs) laser, operating at 800 nm, delivering 30 fs pulses at 10 kHz repetition rate. The two written lines that form the double waveguide are formed by several collinearly overlapping lines. Results of the output mode profile, the M2 beam quality factor at 632 and 1064 nm and refractive index change are presented, as well as the parameters used for laser writing. Double waveguides written with 4 and 8 overlapping lines, writing speed of 0.5 mm/s and pulse energy of 30 μJ demonstrated to be adequate parameters for writing; refractive index changes of ~10-3 were found at 632 nm for all the cases. The present results demonstrated that Nd3+ doped GeO2-PbO glasses with the new double line waveguide architecture are promising materials for the fabrication of passive and active components for photonic applications. Further investigation will focus on the influence of the writing parameters on the optical performance of the different waveguides, and evaluate the potential of the materials as optical amplifiers at 1064 nm.

    Palavras-Chave: optical systems; waveguides; lasers; processing; germanates; glass

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  • IPEN-DOC 28756

    DIPOLD, JESSICA ; MAGALHAES, EVELLYN S.; BORDON, CAMILA D.S.; KASSAB, LUCIANA R.P.; WETTER, NIKLAUS U. . Emission properties study of a Nd3+ doped TZA glass random laser. In: JIANG, SHIBIN (Ed.); DIGONNET, MICHEL J.F. (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE OPTO, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 119970I-1 - 119970I-6. (Proceedings SPIE 11997, Optical Components and Materials XIX). DOI: 10.1117/12.2610107

    Abstract: Random lasers (RLs) have been thoroughly studied for applications such as high definition speckle free imaging, lithography, miniature spectroscopy, etc. RLs made with crystalline powders have shown promising results, with high emission efficiencies and narrow wavelength bandwidth. However, few studies on glass random lasers have been made, since its inhomogeneous broadening make it hard to verify the linewidth narrowing characteristic of laser emission. Here, we describe linewidth and temporal measurements for a TZA glass doped with 16 wt% neodymium. We verified a 0.5 nm linewidth narrowing at laser threshold. The pump intensity where the transition occurs coincided with the appearance of a faster emission decay, showing the presence of laser emission for higher pump power energies. This result is promising in understanding random lasing for glass powders.

    Palavras-Chave: lasers; randomness; neodymium ions; glass; doped materials; rare earths

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  • IPEN-DOC 28713

    KOSKINAS, MARINA F. ; MOREIRA, DENISE S. ; YAMAZAKI, IONE M. ; BRANCACCIO, FRANCO ; SEMMLER, RENATO ; DIAS, MAURO S. . Padronização primária de radionuclídeos produzidos no reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 23-34, cap. 13. DOI: 10.5151/9786555501483-13

    Abstract: Neste trabalho, apresentamos uma retrospectiva dos radionuclídeos produzidos no reator IEA-R1, que foram padronizados no Laboratório de Metrologia Nuclear (LMN) do CRPq, IPEN-CNEN/SP. Para este propósito, o laboratório dispõe de sistemas de calibração primários, utilizando a técnica de coincidência 4πβ−γ, aplicando uma metodologia específica para cada radionuclídeo. Neste método, os elétrons e os raios-X são usualmente registrados por um detector 4π consistindo em um contador proporcional, cintilador plástico ou cintilador líquido. Os raios gama são registrados por meio de detectores semicondutores de HPGe ou de cristais de NaI(Tl). Neste trabalho são apresentados os diagramas eletrônicos empregados, os métodos de análise de dados e de incertezas implementados por meio da aplicação da metodologia de análise de covariância, além da aplicação de métodos computacionais de simulação dos sistemas de medida pela técnica de Monte Carlo. A padronização de radionuclídeos em sistemas absolutos tem possibilitado a determinação de parâmetros nucleares, como: probabilidade de emissão gama por decaimento e coeficientes de conversão interna, entre outros, contribuindo para a melhoria nos dados nucleares, proporcionando a formação de recursos humanos de alto nível, por meio de mestrados, doutorados e pós- -doutorados, além da participação em congressos e publicação de artigos em periódicos internacionais.

    Palavras-Chave: radioisotopes; standardization; coincidence methods; gamma spectroscopy

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  • IPEN-DOC 28755

    BERECZKI, A. ; WETTER, NIKLAUS U. . Adaptive, high-power, dynamically stable ring resonator. In: ILCHENKO, VLADIMIR S. (Ed.); ARMANI, ANDREA M. (Ed.); SHELDAKOVA, JULIA V. (Ed.) SPIE PHOTONICS WEST; SPIE LASE, January 22 - February 28, 2022, San Francisco, CA, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: SPIE, 2022. p. 1198705-1 - 1198705-6. (Proceedings SPIE 11987, Laser Resonators, Microresonators, and Beam Control XXIV). DOI: 10.1117/12.2610220

    Abstract: Dynamically stable resonators have a stationary TEM00 beam waist inside the laser rod (w30), which is minimal throughout the stability interval and insensitive to changes in pump power. For a given set of resonator parameters (mirror radii and distances between mirrors and rods), the stability interval parameters, which are the limits of the stability interval in terms of the rod’s thermally induced focusing length are determined. In linear resonators, these stability interval parameters cannot be changed independently only by varying resonator distances, and mirrors of different curvature have to be employed. However, our group showed recently that for a symmetric ring resonator containing a pair of curved mirrors, the width of stability interval and the stability interval limit at maximum rod’s focal length can be adjusted continuously and independently only by varying resonator distances once the mirror radius of curvature has been fixed. In this work we demonstrate a project of an adaptive ring resonator that allows the TEM00 - mode resonator to be continuously tuned throughout the whole range of pump powers utilizing standard electromechanics to move the mirrors. Additionally for a given value of pump power, w30 can be varied, thus allowing different beam qualities to be obtained from the same resonator.

    Palavras-Chave: resonators; stability; ring lasers; mirrors; power; pumps

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  • IPEN-DOC 28754

    MELO, CAMILA G. ; ROSA, JORGE M. ; BORRELY, SUELI I. ; PEREIRA, MARIA da C.C. . Otimização do rendimento colorístico no tingimento de algodão com corante reativo aplicando-se a metodologia de superfícies de resposta. In: CARMO, ARTURENE M.L. (Org.); SANTOS, CLAUDIOMIR S. (Org.); RITA, FABRICIO dos S. (Org.); LOPES, GENERCI D. (Org.); ALVES, GILCEAN S. (Org.); COSTA, GUSTAVO H.G. (Org.); SILVA, LEANDRO G. da (Org.); BARBOSA, RONEI A. (Org.); MARQUES, ROSANGELA F. de P.V. (Org.); CORREA, TAIS A. (Org.). Justiça climática no antropoceno. Muzambinho, MG: IFSULDEMINAS, 2022. p. 386-399,

    Abstract: Os elevados índices absorciométricos presentes nos efluentes têxteis são, em sua grande maioria, provenientes da indesejável reação que ocorre entre o corante e a água, durante o processo de tingimento. A matéria orgânica também deve ser adequadamente tratada em efluentes. O objetivo deste estudo foi obter parâmetros ideais para tingimento com o corante Reactive Blue 21 - RB21, visando ao maior rendimento tintorial possível e, com isso, uma menor quantidade de corante no efluente. Os experimentos foram executados em triplicata, por meio de planejamento composto rotacional 25 com três pontos centrais, considerando a intensidade padrão do fabricante de 1,5%. Empregando a análise da variância obteve-se o valor de R2 ajustado de 0,78, indicando um bom ajuste do modelo às respostas observadas e, a significância do modelo observada com a diferença de valores de, aproximadamente, 25 vezes entre o Fcalculado e o Ftabelado. A análise das superfícies de resposta indicaram maior relevância dos fatores NaCl, NaOH e Na2CO3 para um maior rendimento e maior valor de K S-1. O comparativo entre os tingimentos utilizando as quantidades de insumo do fabricante e as quantidades obtidas pela metodologia de resposta resultou no incremento colorístico de 16,27% do tingimento otimizado. Os índices de solidez da cor à água forte de ambos os tingimentos não apresentaram diferença significativa, ou seja, o modelo pode ser aplicado sem detrimento à qualidade da cor final do substrato.

    Palavras-Chave: liquid wastes; dyes; textile industry; toxicity; mathematical models; waste water

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  • IPEN-DOC 28712

    SERRA FILHO, L.A.; SOUZA, F.A. ; MORALLES, M. ; LUZ, H.N. da; BREGANT, M.; MUNHOZ, M.G.. Desenvolvimento de detectores de nêutrons sensível à posição. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 117-122, cap. 12. DOI: 10.5151/9786555501483-12

    Abstract: O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) possui atualmente o maior reator de pesquisas nacional (IEA-R1), com algumas linhas de feixes de nêutrons disponíveis tanto para a inserção de novos instrumentos como para utilização desses feixes na caracterização e testes de detectores. Desde 2015 vem sendo desenvolvido, por meio de uma colaboração entre o IPEN e o Centro de Instrumentação e Física de Altas Energias (HEPIC) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP), um protótipo de detector de nêutrons térmicos sensível à posição baseado em sistema de microestruturas multiplicadoras de elétrons em gás (GEM). Os experimentos têm sido realizados utilizando o feixe monocromático do difratômetro de nêutrons AURORA instalado no saguão experimental do reator IEA-R1.

    Palavras-Chave: neutron beams; neutron detectors; diffractometers; position sensitive detectors; radiation detectors

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  • IPEN-DOC 28711

    BARROS, LIVIA F. ; DIAS, MAURO da S. ; KOSKINAS, MARINA F. . Determinação de K0 e Q0 para as reações 74Se(n,γ) 75Se, 113In(n,γ) 114MIn, 186W(n,γ) 187W e 191Ir(n,γ) 192Ir. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 105-115, cap. 11. DOI: 10.5151/9786555501483-11

    Abstract: Este trabalho teve o intuito de contribuir para a melhoria na qualidade dos valores de k0 e Q0 para as reações 74Se(n,γ)75Se, 113In(n,γ)114mIn, 186W(n,γ)187W e 191Ir(n,γ)192Ir. As medições das amostras irradiadas no reator IEA-R1 e das fontes padrão da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA, do inglês International Atomic Energy Agency) foram realizadas por espectrometria gama de alta resolução em detector de HPGe. A fim de investigar melhor as eficiências nos intervalos de energia em que não havia pontos experimentais, foi aplicado o Método de Monte Carlo. As contribuições originais deste trabalho foram: a análise de covariância associada ao Método dos Mínimos Quadrados, que foi utilizada para o tratamento adequado das incertezas para as reações 74Se(n,γ)75Se, 113In(n,γ)114mIn, 186W(n,γ)187W e 191Ir(n,γ)192Ir estudadas neste trabalho, em que todas as incertezas parciais envolvidas no processo foram utilizadas; a determinação experimental dos fatores de autoblindagem para nêutrons térmicos (Gth) e epitérmicos (Ge ) utilizados nas determinações de k0 e Q0 para a reação 113In(n,γ)114mIn e na determinação experimental do fator de autoblindagem para nêutrons epitérmicos (Ge ) utilizado na determinação de k0 e Q0 para a reação 186W(n,γ)187W, que não foram observadas na literatura, além da determinação de k0 obtida para a reação 186W(n,γ)187W na energia de 625,51 keV, que também não existe na literatura recomendada. Os valores de k0 e Q0 obtidos para todas as reações foram comparados aos valores encontrados na literatura.

    Palavras-Chave: kaons neutral; data covariances; energy efficiency; epithermal neutrons; high-purity ge detectors; self-shielding; thermal neutrons

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  • IPEN-DOC 28710

    ZAHN, GUILHERME S. ; GENEZINI, FREDERICO A. ; RIBEIRO JUNIOR, IBERE S. . Aplicação de técnicas de coincidência gama-gama no LFNA-CRPQ. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 99-104, cap. 10. DOI: 10.5151/9786555501483-10

    Abstract: As técnicas de coincidência γ−γ consistem no uso de mais de um detector para registrar a radiação proveniente de alguma amostra, registrando-se apenas os eventosem que fótons foram registrados em mais de um detector. Essa técnica foi trazida ao Laboratório de Física Nuclear Aplicada (LFNA-CRPq) em decorrência da experiência em trabalhos anteriores em estrutura nuclear, e permite uma redução significativa no BG dos espectros, bem como nas interferências espectrais encontradas. Neste trabalho será apresentada uma pequena introdução ao uso da técnica, bem como o estado atual de sua implementação no LFNA-CRPq, possíveis aplicações e perspectivas futuras.

    Palavras-Chave: coincidence methods; coincidence spectrometry; radiation detectors; nuclear physics

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  • IPEN-DOC 28753

    SCALISE, LEVY ; BURIMOVA, ANASTASIA ; PEREIRA, LUCIANO F. ; FERREIRA, WANDERSON ; SALES, TATIANE ; GONÇALVES, VITOR ; CABRERA-PASCA, GABRIEL; SAXENA, RAJENDRA N. ; CARBONARI, ARTUR W. . DFT-based Calculations of the Magnetic Hyperfine Interactions at Cd Sites in RECd Compounds with the FP-LAPW ELK Code. In: ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, 65th, November 2-6, 2020, Online. Abstract... 2020.

    Abstract: In this work we tested the methodology to map magnetic hyperfine interactions in strongly correlated materials using a free open-source all-electron FP-LAPW code ELK. The RECd (RE = Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) series was chosen as a laboratory system, since an almost complete set of experimental data on the hyperfine parameters at Cd sites in these compounds was acquired previously with an extremely sensitive TDPAC technique [1]. Moreover, these TDPAC results were complemented with WIEN2k DFT calculations that allow a qualitative comparison of the two codes. The ELK calculations were performed with PBE96 GGA-type exchange-correlation functional, the cases of scalar relativistic approximation and fully relativistic relaxation of the states were treated separately. A dense k-mesh and adequate R(MT)K(max) were chosen in both cases to comply with the sensitivity of magnetic hyperfine parameters. We emphasize that the exploited version of ELK accounted for the contact field only. Yet, as it is the only contribution expected for Cd site in RECd, the values of B(hf), albeit generally overestimated, have shown reasonable agreement with the experiment (Fig. 1). Spin-orbit coupling taken into account led to a decrease in deviation from experimental data. An addition of the Hubbard-like term was essential to reach a tolerable result for CeCd. This behavior may be associated with a weaker localization of the 4f electron of Ce. Concerning the potential sources of discrepancy between our ELK results and those previously obtained with WIEN2k, (i) a different way of accounting for relativistic corrections, (ii) the use of GGA (our ELK study) versus LDA (previous WIEN2k study) and other details are discussed.

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  • IPEN-DOC 28752

    MATOS, IZABELA T. ; SALES, TATIANE S. ; CABRERA-PASCA, GABRIEL; BURIMOVA, ANASTASIA ; SAXENA, RAJENDRA N. ; PEREIRA, LUCIANO F. ; OTUBO, LARISSA ; CARBONARI, ARTUR W. . Synthesis and characterization of Fe3O4-HfO2 nanoparticles by magnetization and hyperfine interactions measurements. In: ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, 65th, November 2-6, 2020, Online. Abstract... 2020.

    Abstract: Nanoparticles (NPs) that combine biocompatibility and enhanced physical characteristics for biomedical applications are currently an area of intense scientific research. Hafnium oxide NPs is an innovative approach in the anticancer treatment by radiotherapy due to their low toxicity and enhancement of local dose in the tumor reducing the total radiation dose for the patient [1]. The combination of this amazing property with the excellent magnetic hyperthermia performance of Fe3O4 NPs can produce a promising nanomaterial for cancer therapy. In the present work, we have synthesized NPs samples of Fe3O4 doped with 10%Hf and HfO2 doped with 10% Fe by chemical procedures. The samples had their morphological, structural, and magnetic properties characterized by some results being displayed in Fig. 1. The crystal structure of the samples was characterized by X-ray Diffraction (XRD), whose results present a single phase. Transmission Electron Microscopy (TEM) images show spherical and hexagonal NPs with an average size of 12 nm as displayed in Fig. 2. The magnetic property was investigated by magnetization measurement. The results from the temperature dependence of ZFC-FC magnetization show a large peak in the ZFC curve corresponding to a broad distribution of blocking temperatures as shown in Fig. 1(b). Fortunately, when irradiated with neutrons in a research reactor, the nuclear reaction 180Hf(n,γ)181Hf yields the probe nucleus 181Hf(181Ta) used by the perturbed angular correlations (PAC) technique to measure hyperfine interactions. Both samples show electric quadrupole interaction characteristics of the HfO2 phase indicating that the Fe replaces Hf in HfO2 NPs, but rather than substituting Fe, Hf form HfO2 NPs diluted in Fe3O4 NPs. Moreover, a pure time-dependent magnetic dipole interaction below 300 K was observed for Fe3O4 NPs mixed with 10% of HfO2.

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  • IPEN-DOC 28709

    TORRES, WALMIR M. ; BAPTISTA FILHO, B.D. ; TING, DANIEL K.S. . Projeto e validação experimental do sistema de resfriamento de emergência do reator IEA-R1. In: SILVA, PAULO S.C. da (Org.); ZAHN, GUILHERME S. (Org.); SOUZA, FRANCISCO de A. (Org.). Contribuições do reator IEA-R1 para a pesquisa nuclear. São Paulo, SP: Blucher, 2022. p. 87-96, cap. 9. DOI: 10.5151/9786555501483-09

    Abstract: Este trabalho apresenta o projeto do Sistema de Resfriamento de Emergência (SRE) do reator IEA-R1. Este sistema, com características passivas, utiliza bicos aspersores instalados em um distribuidor instalado acima do núcleo. Os bicos aspersores aspergem água sobre o núcleo em caso de ocorrência de um acidente de perda de refrigerante (LOCA) com esvaziamento da piscina. Também é apresentado o programa experimental executado para definir os parâmetros do sistema e demonstrar às autoridades de licenciamento (CNEN) que os limites de temperatura nos elementos combustíveis não são excedidos caso esse acidente ocorra. Experimentos de distribuição de vazão sobre os elementos combustíveis foram realizados usando um modelo de núcleo em escala 1x1, para definir as especificações da geometria do distribuidor e o posicionamento, quantidade e tipo de bicos aspersores, bem como a vazão total necessária para o sistema. Experimentos, com placas aquecidas eletricamente simulando fluxos de calor correspondentes à curva de calor de decaimento do núcleo após operação com potência total de 5 MW, foram realizados para medir a distribuição de temperatura de um elemento combustível na posição mais crítica do núcleo. Em todas as condições testadas, as temperaturas medidas ficaram abaixo do valor limite.

    Palavras-Chave: cooling systems; materials testing; reactor materials; fuel elements; heat flux

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  • IPEN-DOC 28751

    RODRIGUES, PRISCILA S. ; MATOS, IZABELA T. ; SALES, TATIANE S. ; BURIMOVA, ANASTASIA ; CABRERA-PASCA, GABRIEL; PEREIRA, LUCIANO F. ; SAXENA, RAJENDRA N. ; OTUBO, LARISSA ; CARBONARI, ARTUR W. . Annealing effect on the structural and local magnetic properties of nickel ferrite nanoparticles studied by hyperfine interaction measurements. In: ANNUAL CONFERENCE ON MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, 65th, November 2-6, 2020, Online. Abstract... 2020.

    Abstract: Nickel ferrite in the form of nanoparticles is a technologically important material that can be applied for the production of biosensors, catalysts, drug delivery, and magnetic resonance contrast agents. In this work NiFe O samples comprising spherical nanoparticles of ~6 nm in diameter have been synthesized via a thermal decomposition route. The quality control of the samples was carried out with conventional techniques including X-ray diffraction and transmission electron microscopy. Post-synthesis XRD pattern revealed textured spinel NiFe O . Local magnetic properties were examined with Time Differential Perturbed Angular Correlation (TDPAC) spectroscopy within the 12 - 773K temperature range with In( Cd) probe introduced into the samples at synthesis. Quasi-static magnetic properties were observed (including above room temperature), as expected due to the small time window of TDPAC. The TDPAC results shown in Fig. 1 were analyzed using a model with combined electric quadrupole and magnetic dipole interactions. An expressive dynamic interaction was observed upon heating after synthesis. A theoretical model based on the Brillouin function for different ionic moments was applied to study the evolution of the hyperfine magnetic field with temperature (see Fig. 1-2) and allowed to attribute the magnetic interaction to the probe location at Fe3+ site. Site occupancy and the interplay between magnetic and structural properties are discussed with respect to application perspectives.

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

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

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