Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 28119

    ZEZELL, D.M. ; BACHMANN, L. ; DIEBOLDER, R.; HIBST, R.. Infrared absorption bands characterization of dentin tissue when irradiated by erbium laser. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON LASERS IN DENTISTRY, 8th; ANNUAL MEETING OF THE JAPANESE SOCIETY FOR LASER DENTISTRY, 14th, July 31 - August 2, 2002, Yokohama, Japan. Abstract... Aachen, Alemanha: International Society for Laser in Dentistry, 2002. p. 57-57.

    Abstract: The erbium laser radiation is highly absorbed by water molecules present in hard tissues. Erbium laser irradiation effects can be classified in two different regimens: ablative, which produces material removal or sub-ablative, that produces a controlled heated process in the irradiated and adjacent regions. For the Er:YAG laser the ablative threshold is very low, around 1.5J/cm2. When dentin is irradiated bellow threshold, chemical and physical changes can occur. The objective of this work is to identify the infrared absorption changes at dentin tissue induced by the Er:YAG laser irradiation al 2.94 μm with sub-ablative energy densities. In this work it were used energy densities between 0.365 J/cm2 and 1.94 J/cm2 to irradiate 0.5mm slices of bovine dentin. For the infrared analysis a Fourier Transform Infrared spectrometer was used. The studied region was between 4000 cm-1 and 400cm-1 (2.5μm and 25μm). After the laser irradiation, two main changes were observed in the analyzed spectral region: loss of water and alteration in the structure of organic matrix. These alterations can be identified by intensity decrease of the water band between 3800cm-1 and 2800cm-1 and in those bands between 1400cm-1 and 1100cm-1. Only a partial reversion of the water band pattern was observed after 24 hours of hydration, suggesting that erbium laser produces an irreversible alteration in the structure of the organic matrix when irradiated with energy densities bellow the ablation threshold.

    Palavras-Chave: dentistry; dentin; erbium; lasers; infrared spectra; absorption

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  • IPEN-DOC 28118

    ANTUNES, A. ; VIANNA, S.S.; GOMES, A.S.L.; ROSSI, W. de ; ZEZELL, D.M. . Examination of dental hard tissues after short pulse Nd:YAG laser irradiation: morphological and chemical analysis. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON LASERS IN DENTISTRY, 8th; ANNUAL MEETING OF THE JAPANESE SOCIETY FOR LASER DENTISTRY, 14th, July 31 - August 2, 2002, Yokohama, Japan. Abstract... Aachen, Alemanha: International Society for Laser in Dentistry, 2002. p. 77-77.

    Abstract: In the course of high intensity laser irradiation, expressive chemical and physical alteration may be induced in the irradiated dental tissues. We used short pulse Nd:YAG laser, with which damage in the tissue is reduced and thermal load can be better controlled. The use of nano and picosecond pulselengh also assures better accuracy in affected zone as well a smaller deepness. In one of the experiments, specimens were irradiated with different energy densities in a unique track of the laser beam on the enamel surface. Laser parameters used were: pulse width 6ns, energy densities from 10J/cm2 to 40J/cm2 and focused beam diameter of 0.1cm. In this case, the area of affected zone was 3 times higher than expected. In other experiment, bursts of shorter laser pulse width were used. In this case the laser emissin was formed by bursts composed of a train of 10 pulses with 100 ns of pulse width each. Energy densities from 10J/cm2 to 22.5J/cm2 and a focused beam diameter of 0.06cm were used. Heat affected zone was determined by Scanning Electron Microscopy, which showed a direct relationship between energy employed and morphological changes and as a result of dental tissue damage dimension.

    Palavras-Chave: dentistry; neodymium lasers; laser radiation; teeth; enamels

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  • IPEN-DOC 28117

    CECCHINI, SILVIA C.M.; ZEZELL, DENISE M. ; BACHMANN, LUCIANO; PINOTTI, MARCOS; NOGUEIRA, GESSE E.C.; EDUARDO, CARLOS P.. Safe use of lasers In endodontics: thermal considerations [Er:YAG]. In: ANNUAL CONFERENCE AND EXHIBITION OF ACADEMY OF LASER DENTISTRY, 6th, February 3-6, 1999, Palm Springs, CA, USA. Abstract... Coral Springs, FL, USA: Academy of Laser Dentistry, 1999. p. 33-33.

    Abstract: The purpose of this study was to determine safe parameters for intracanal laser irradiation, since excessive heat at the root surface may cause damage to the periradicular tissues. The effect of laser treatment irradiation on temperature rise and the morphological-related changes on root canal surfaces were determined using thermocouple probe measurements and scanning electron microscopy, respectively. Single-rooted, extracted teeth were irradiated with the pulsed Er:YAG laser (2.94 μm) using a 375-μm diameter fiberoptic probe placed in the root canal. Teeth were maintained in a 37°C water bath and temperature changes recorded as root canals were lased. Laser parameters were 40 mJ and 80 mJ/ pulse, measured at the fiber end, and repetition rate of 10Hz. The root canals were irradiated for four periods with 20-second breaks in between, slowly moving the laser fiber from the apical to coronal surfaces in a continuous, circling fashion at 2 mm/sec. The range of 2.0°C to 4.0°C temperature rise was measured. Laser parameters that produced temperature rise at the root surface below 10ºC were considered safe to the periradicular tissues during intracanal laser irradiation.

    Palavras-Chave: dentistry; lasers; erbium; therapeutic uses; teeth

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  • IPEN-DOC 28116

    ANTUNES, A. ; ROSSI, W. de ; SALVADOR, V. ; ZEZELL, D.M. . Relationship between mineral composition and hardness of the human dental treated with short pulsed Nd:YAG laser in caries prevention. In: CONGRESS OF THE EUROPEAN SOCIETY FOR ORAL LASER APPLICATIONS, 1st; CONGRESS OF THE GERMAN SOCIETY FOR LASER DENTISTRY, 10th, May 17-20, 2001, Vienna, Austria. Abstract... Vienna, Austria: European Society for Oral Laser Applications, 2001. p. 45-45.

    Abstract: Various laser systems have been used in treatment of hard tissue with efficiency and safety. The action of the Nd:YAG laser in caries prevention has been reported for many research groups. Caries is a bacterial disease that affects a significant part of world population, causes minerals reduction and may lead to a total loss of the dental tissue. The aim of this study was to evaluate the use of short pulses Nd:YAG laser in caries prevention. The dependency between physico-chemical parameters like hardness and the mineral composition of dental enamel is outlined. Thirty human enamel samples were divided into two groups. The laser used emits radiation wavelength of 1.064 nm, energy of 73 mJ per pulse and 10 ns of pulse width. X-Ray Fluorescence, SEM and Vickers microhardness techniques were used. Obtained results are consistent with other studies and indicated greater Ca/P ratio in lased groups in comparison to the unlased group. The present study suggests that the use of the Q-Switched- d:YAG laser in enamel surfaces contributes to increase the hardness and decrease the mineral loss by bacterial acid attack.

    Palavras-Chave: dentistry; neodymium lasers; therapeutic uses; teeth; bacterial diseases; radiation effects; caries

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  • IPEN-DOC 28115

    CRUZ, A.N.L. da; GARONE NETTO, N.; PAGLIARI, A.F.; MATSON, J.; NAVARRO, R.S.; ZEZELL, D.M. ; EDUARDO, C.P.. Microleakage in CO2 laser etching class V composite restoration. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON LASERS IN DENTISTRY, 7th, July 30 - August 2, 2000, Brussels, Belgium. Abstract... Aachen, Alemanha: International Society for Laser in Dentistry, 2000. p. 28-28.

    Abstract: The CO2 laser (10.6 μm) can be indicated for dental hard tissues applications if it shows ability to remove the smear layer and creates irregular surfaces able to promote micromechanical retention for adhesive restorative dental materials. The purpose of this study was to evaluate in vitro the effect of CO2 laser etching on cavosurface of cavity preparations to composite resin restorations performed conventionally. Forty Class V cavities were performed with high-speed drill in 20 extracted human molar and randomly divided into 4 different groups: Group 1- CO2 laser (3W, 2Hz, 50ms) and after 37% phosphoric acid etching on enamel and dentin surface; Group 2- 37% phosphoric acid etching and after CO2 laser; Group 3- CO2 laser; Group 4- 37% phosphoric acid etching. The cavity restored with adhesive system (OptiBond Solo-Kerr) and composite resin (Prodigy-Kerr) and thermally stressed (700 cycles, 5º -55º C). The samples were then impermeabilized, immersed in 50% silver nitrate solution for 8 hours and sectioned with Isomet saw. The teeth were exposed to Photoflood light (G.E.) for 5 minutes to reveal the dye. Leakage was observed under stereomicroscope and evaluated with scores. Results were analyzed with ANOVA (p>1%) and Tukey's test (p=5%) and showed that group 2, 3 and 4 had similar results and statistically lower than group 1. These results suggested that CO2 laser may be useful for dental etching, under irradiation parameters used in this study. Further studies are required to verify efficient and safety irradiation conditions and test other restorative materials.

    Palavras-Chave: dentistry; carbon dioxide lasers; leaks; resins; biological recovery; in vitro

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  • IPEN-DOC 28114

    FREITAS, LUCAS F. de . Mitochondrial effects of low-level light. In: RAI, VIKRANT (Ed.). Laser Therapies: Types, Uses and Safety. New York, NY, USA: Nova Science Publishers, 2020. p. 95-118, cap. 3.

    Abstract: Since the discovery of light amplified by stimulated emission of radiation – Lasers – in 1967, the effects of light on the improvement of tissue healing, promoting pain relief, decreasing inflammation and swelling, as well as preventing further tissue damage, have been known and constantly studied. Due to these useful properties for health, the interest of researchers for photobiomodulation has been growing, especially with the advent of light-emitting diodes and other light sources with various wavelengths. There are many known effects of light at the molecular level, and most of them occur in the mitochondria (especially by the interaction of light with cytochrome-C oxidase), such as increased ATP production, differential gene expression due to the induction of transcription factors, and altered oxidative status due to the modulation of oxidative stress. This chapter provides up-to-date information regarding those molecular and cellular mechanisms of low-level light according to wavelength, light dose, and other parameters, as well as some of its consequences in the cellular and tissue levels. The concept of the Arndt-Schulz curve, regarding the biphasic dose response to low-level light, is also explained.

    Palavras-Chave: light sources; visible radiation; animal tissues; low dose irradiation; therapy; electromagnetic radiation; biological repair

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  • IPEN-DOC 28113

    ARAUJO, ELAINE B. de . Radiofármacos. In: MATTA, VLADI O.C. de (Ed.); BATISTUZZO, JOSE A. de O. (Ed.). Helou, Cimino e Daffre: Farmacotécnica. 2 ed.. Rio de Janeiro, RJ: Atheneu, 2021. p. 319-338, cap. 21.

    Palavras-Chave: radiopharmaceuticals; ionizing radiations; nuclear medicine; radioisotopes; therapy; diagnostic techniques

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  • IPEN-DOC 28112

    TABACOW, FABIO B.D. ; ZUFFI, ARMANDO V.F. ; MALDONADO, EDISON P.; SAMAD, RICARDO E. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. . Theoretical and experimental study of supersonic gas jet targets for laser wakefield acceleration. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461936

    Abstract: This work reports a theoretical and experimental study of supersonic gas jets to be used as targets in laser wakefield acceleration. A comparison between theoretical and experimental results ismade in order to estimate the results of a de Laval nozzle manufactured in our laboratory, used to produce a N2 gas target. The comparison between the results shows that Computational Fluid Dynamicssimulations are able todescribe the phenomena of the supersonic gas jet.

    Palavras-Chave: interferometry; acceleration; wakefield accelerators; computer calculations; fluid mechanics; nozzles; supersonic flow

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  • IPEN-DOC 28111

    CARDOSO, ELBIS S.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. Refractive index change analysis in a high-power Yb-doped double-clad fiber laser. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461981

    Abstract: An analytical investigation of the refractive index behavior of an ytterbium-doped optical fiber silica glass as a function of the core-clad temperature, upper-level population laser density, and pumping signal intensity is presented in this paper. For the substantiation of the investigation, three fundamental expressions were used, which describe the changes in the refractive index due to these physical phenomena in the laser medium. The model was evaluated considering a 500 W steady state fiber laser, operating in a two-end pumped configuration.

    Palavras-Chave: ytterbium; doped materials; optical fibers; refractive index

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  • IPEN-DOC 28110

    PRADO, FELIPE M. ; WETTER, NIKLAUS U. . Record optical efficiency for a diode-side-pumped Nd:YLiF4 laser operating at 1053 nm. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461863

    Abstract: Here we compare the efficiency and beam parameters of different single-bounce Nd:YLF4 resonators. A total of five cavities were made by changing both, the curved mirror and the output coupler of the resonator. The best configuration resulted in a cavity that generated a record optical-to-optical efficiency of 63.3% and 66.4% of slope efficiency, with a peak output power of 64.5 W for a pumping power of 101.8 W at 797 nm.

    Palavras-Chave: solid state lasers; neodymium lasers; diode-pumped solid state lasers; cavity resonators; vanadates

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  • IPEN-DOC 28109

    MAGALHAES, EVELLYN S.; WETTER, NIKLAUS U. ; KASSAB, LUCIANA R.P.; BORDON, CAMILA D. da S.; ROSSI, WAGNER de . New double line architecture produced by fs laser irradiation in Nd3+ doped TeO2-ZnO glass for photonic applications. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461861

    Abstract: We report the fabrication and passive characterization of Nd 3+ doped TeO 2 -ZnO glass with a new configuration of double waveguides, written with fs laser operating at 800 nm, delivering 30 fs pulses at 10kHz repetition rate. The two written lines that form the double waveguide are formed by several overlapping lines. Results of output mode profile, beam quality factor M 2 and refractive index change are presented as well as the parameters used for laser writing. Writing speed of 0.5 mm/s and pulse energy of 15 μJ demonstrated to be adequate parameters for writing. Refractive index changes of Δn = 1×10 -5 and Δn = 1×10-4 were found at 632 nm for double waveguides written with 4 and 8 overlapping lines, respectively. The mode image results at the output of the waveguides showed a confined beam in agreement with multi transverse order mode. Beam quality factor results were the following: M y = 24±3 and M x = 14±3 at 632 nm. The glasses are produced with the melt quenching technique and the preliminary results demonstrated that they are promising materials for the fabrication of passive and active components for photonic applications.

    Palavras-Chave: doped materials; lasers; glass; photon beams; waveguides; optical properties

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  • IPEN-DOC 28108

    NACARATTI, DAVI P.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. Modeling of fiber Bragg gratings with different lengths for the reflectivity control for fiber lasers. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461968

    Abstract: An analytical formulation and modeling of an optical fiber Bragg gratings has been developed and is reported in this paper. Supported by the coupled-mode theory and considering that the mode fields of the unperturbed waveguide remain unchanged in the presence of weak perturbations, it is possible to obtain first-order differential equations that have solutions for some types of periodic perturbations. Finally, the model is applied to analyze the influence of structural parameters of fiber gratings, such as length, period and refractive index modulation on its reflectivity and bandwidth.

    Palavras-Chave: bragg reflection; optical fibers; fiber optics; gratings; transfer matrix method

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  • IPEN-DOC 28107

    DEL VALLE, MATHEUS ; STANCARI, KLEBER ; CASTRO, PEDRO A.A. de ; SANTOS, MOISES O. dos ; ZEZELL, DENISE M. . Machine Learning methods for micro-FTIR imaging classification of human skin tumors. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC50774.2021.9461969

    Abstract: This review presents some methods applied to micro-FTIR imaging for classification of human skin tumors. It is a collection of the pre-processing pipeline and machine learning classification models. The aim of this review is to update and summaiize the current methods which an applied in our skin tumor research.

    Palavras-Chave: skin diseases; tumor cells; infrared radiation; fourier transformation; machine learning; spectra

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  • IPEN-DOC 28106

    VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; MALDONADO, EDISON P.; BONATTO, ALEXANDRE; NUNES, ROGER P.; BANERJEE, SUDEEP; GENEZINI, FREDERICO A. ; MORALLES, MAURICIO ; ZUFFI, ARMANDO V.F. ; SAMAD, RICARDO E. . Laser wakefield electron accelerator: possible use for radioisotope production. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461976

    Abstract: Electron beams generated by laser wakefield acceleration can induce a photoneutron reaction to convert 100Mo into 99Mo. Multi-pC, several-MeV electron beams, obtained from particle-in-cell simulations, could generate bremsstrahlung gamma photons within the absorption region of the photonuclear reaction. The efficiency of this process is estimated for a laser accelerator operating at kHz repetition rate in the self-modulated regime. The electron beam kinetic energy must be improved to 40MeV. To meet the typical consumption of 99Mo per patient within its decay timescale, this efficiency must be increased by three orders of magnitude.

    Palavras-Chave: nuclear medicine; radioisotopes; wakefield accelerators; diagnostic techniques; electron beams; photoneutrons

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  • IPEN-DOC 28105

    SAMAD, RICARDO E. ; MALDONADO, EDISON P.; ROSSI, WAGNER de ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. . High intensity ultrashort laser pulses and their applications at IPEN. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461930

    Abstract: Ultrashort laser pulses interact with matter in unique, nonselective ways, due to electronic direct excitation in an ultrafast time scale. Additionally, these pulses can cover peak powers from kW to PW, allowing its use to induce from nonlinear optics up to relativistic phenomena. Here we present a quick overview of the important processes induced in matter by high-intensity ultrashort pulses, and describe results obtained in our laboratory, including our most recent goal of accelerating electrons with ultrashort pulses for practical applications.

    Palavras-Chave: lasers; pulses; laser radiation; waveguides; ionization

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  • IPEN-DOC 28104

    CASTRO, PEDRO ; ZORN, TELMA; ZEZELL, DENISE . Healing status of bum wound healing: ATR-FTIR study. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC50774.2021.9461956

    Abstract: The purpose of this study is to use infrared spectroscopy (FTIR) for monitoring biological changes in burned skin. Wistar rats dorsum samples were compared to healthy group samples at 7, 14, 21 days after burn. Proteins changes of burn wounds were monitored by area under the curve (AUC) of bands at 1630 cm 1 , 1543 cm 1 and 1743 cm 1 . Kruskal-Wallis normality tests, unpaired t test with Welch's correction were used to evaluate the differences between AUC. These bands suggest association between collagen activity during wound healing stages. Our result indicates progressive recovery of 7,14 and 21 days tissues when compared with the healthy group.

    Palavras-Chave: fourier transformation; infrared spectra; animal tissues; biological recovery; healing; fourier transform spectrometers; skin; burns

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  • IPEN-DOC 28103

    JUVINO, AMANDA C. ; ROMANO, MARIANA; ALVES, NATHALIA Z. ; FREITAS, THAIS R. ; ZAMATARO, CLAUDIA B. ; ZEZELL, DENISE M. . Evaluation of the anti-caries effect beyond the critical enamel pH of preventive treatment of fluoride associated with Nd:YAG laser irradiation. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC50774.2021.9461860

    Abstract: This study aimed to evaluate the anti-caries effect of fluoride associated with Nd:YAG laser irradiation in the h-eatment of enamel Eight groups (n = S) were analyzed: Negative Control pH 4.5; Negative control pH 4; Fluoride pH 4.5; Fluoride pH 4; Nd-YAG pH 4.5; Nd-YAG pH 4; (Fluoride + Nd-YAG) pH 4.5 and (Fluoride + Nd-YAG) pH 4. All samples were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) before and after the cycle. Quantification of phosphorus in the cycling solutions was carried out using the colorimetric method, as an indication of enamel demineralization. The anti-caries effect of the Fluoride + Nd: YAG treatment in addition to the critical pH of the enamel can be observed in the morphological analysis, however in the analysis of the demineralization solutions, the amount of phosphorus showed a difference only in the Fluoiide group compared to the others in the investigative pH.

    Palavras-Chave: dentistry; fluorides; laser radiation; caries; neodymium lasers; ph value

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  • IPEN-DOC 28102

    VALLE, MATHEUS del ; SANTOS, MOISES O. dos ; SANTOS, SOFIA N. dos ; BERNARDES, EMERSON S. ; ZEZELL, DENISE M. . Evaluation of machine learning models for the classification of breast cancer hormone receptors using micro-FTIR images. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461946

    Abstract: The breast cancer is the most incident cancer in women. Evaluation of hormone receptors expression plays an important role to outline treatment strategies. FTIR spectroscopy imaging may be employed as an additional technique, providing extra information to help physicians. In this work, estrogen and progesterone receptors expression were evaluated using tumors biopsies from human cell lines inoculated in mice. FTIR images were collect from histological sections, and six machine learning models were applied and assessed. Xtreme gradient boost and Linear Discriminant Analysis presented the best accuracies results, indicating to be potential models for breast cancer classification tasks.

    Palavras-Chave: mammary glands; neoplasms; fourier transformation; images; machine learning; hormones; receptors

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  • IPEN-DOC 28101

    MALDONADO, EDISON P.; SAMAD, RICARDO E. ; BONATTO, ALEXANDRE; NUNES, ROGER P.; BANERJEE, SUDEEP; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. . Electron beam properties in self-modulated laser wakefield acceleration using TW and sub-TW pulses. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461971

    Abstract: We review the fundamentals of electron beam generation in self-modulated laser wakefield acceleration (SM-LWFA) using laser pulses with peak powers on the TW and sub-TW scale. The results of several new particle-in-cell simulations for λ = 0.8 μm and a thin H2 gas target are shown. By scanning the peak gas density and peak power values of the incident laser, we discuss the resulting acceleration processes, as well as the characteristics of the electron beams generated for different conditions. Our approach provides a method to optimize these beams with lasers operating at kHz repetition rates.

    Palavras-Chave: wakefield accelerators; lasers; particles; plasma simulation

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  • IPEN-DOC 28100

    CHIOMENTO, BRUNO B. ; ZUFFI, ARMANDO V.F. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; TABACOW, FABIO B.D. ; MALDONADO, EDISON P.; SAMAD, RICARDO E. . Development of dielectric de Laval nozzles for laser electron acceleration by ultrashort pulses micromachining. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461928

    Abstract: This work reports the development and experimental implementation of a methodology for manufacturing submillimetric de Laval nozzles by ultrashort laser pulses micromachining by trepanning. The use of a ceramic substrate resulted in the fabrication of nozzles with high circularity and low roughness, which should generate high-quality gas targets for accelerating electrons with ultrashort laser pulses.

    Palavras-Chave: lasers; wakefield accelerators; nozzles; measuring methods

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  • IPEN-DOC 28099

    ZUFFI, ARMANDO V.F. ; MALDONADO, EDISON P.; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; SAMAD, RICARDO E. . Development of a modified Mach–Zehnder interferometer for time and space density measurements for laser wakefield acceleration. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461961

    Abstract: This work reports the development of a modified Mach–Zehnder interferometer aimed at determining the density of gas targets and laser generated plasmas, in time and space. This interferometer will compose our laboratory implementations for laser wakefield acceleration, allowing the characterizations of gas jet profiles generated by submillimeter nozzles. The technique also allows us to estimate the temporal evolution of the plasma density.

    Palavras-Chave: interferometry; wakefield accelerators; lasers; jets; measuring methods; plasma density

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  • IPEN-DOC 28098

    RODRIGUES, FABRIZIO M.; SILVA, LARISSA S.N. da; ZEZELL, DENISE M. ; ANA, PATRICIA A.. Compositional changes promoted by Er,Cr:YSGG laser when used to inhibit dentin erosion. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461943

    Abstract: Lasers are used for preventing demineralization, but there are no studies that report the compositional changes on root dentin irradiated with Er,Cr:YSGG (2.78μm) laser in an erosive process. In this in vitro study, fifty dentin slabs were distributed in 5 groups to be treated with Er,Cr:YSGG laser associated or not with application of acidulated phosphate fluoride gel (APF-gel); then, a 10-days erosion regimen was conducted and the composition changes were monitored by Fourier transform infrared spectroscopy. The data suggest a synergistic effect between laser irradiation and APF-gel, with a greater preventive effect when APF-gel was applied after irradiation.

    Palavras-Chave: dentistry; erosion; lasers; laser radiation; fluorides; fourier transformation; infrared radiation

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  • IPEN-DOC 28097

    MELO, PEDRO B. dos S.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. Analytical formulation of an Yb-doped tandem-pumping fiber amplifier. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, May 31 - June 2, 2021, Online. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2021. DOI: 10.1109/SBFOTONIOPC50774.2021.9461980

    Abstract: An analytical formulation of a multi-kilowatt ytterbium-doped double-cladding tandem-pumped fiber amplifier was developed and is reported in this paper. The model consists of a system including the laser rate, pumping and seed power equations. The model was validated by describing a fiber amplifier behavior with a 5.986kW, 1018nm pumping and a signal seed of 75W, 1080nm, yielding a maximum power output of 5.448kW, with an efficiency of 91.1%. The thermal equations are solved for the temperature distribution along the fiber with a maximum temperature of 43.24°C, when the convective coefficient of 4000W. m-2. K -1 is used.

    Palavras-Chave: optical fibers; power range; ytterbium; lasers; optical pumping; equations

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  • IPEN-DOC 28096

    POLO, IVON O. ; JUNOT, DANILO O. ; CALDAS, LINDA V.E. . TL response of CaSO4:Eu,Ag detectors in 90Sr/90Y beta radiation beam. In: WORKSHOP ON NUCLEAR PHYSICS, 17th, April 1-5, 2019, Havana, Cuba. Proceedings... 2019.

    Abstract: The results of the TL response of the CaSO4:Eu,Ag detectors in the 90Sr/90Y beams of the BSS2 system of the LCI/ IPEN are presented. The TL glow curves were obtained from doses between 30 mGy and 500 mGy. The detectors showed a good reproducibility of the TL response. The calculated calibration factor was (1.166 ± 0.024) x10-3 mGy/a.u. and the factor determined by linear fitting was (1.120 ± 0.014) x10-3 mGy/a.u., showing a difference of only 3.9%. The lower limit of detection was (4.96 ± 0.06) mGy. The detectors indicated the appropriate sensitivity for 90Sr/90Y beta radiation. Preliminary results show suitable dosimetric characteristics for the establishment of a transfer system for beta dosimetry of 90Sr/90Y beams.

    Palavras-Chave: calcium sulfates; europium; response functions; sensitivity; strontium 90; thermoluminescent dosemeters; yttrium 90

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  • IPEN-DOC 28095

    VIEIRA, ANA C.D.; KODAMA, YASKO ; OTUBO, LARISSA ; SANTOS, PAULO S. ; VASQUEZ, PABLO A.S. ; GARCIA, RAFAEL H.L. . Application of gamma irradiation to conservation: effects of ionizing radiation on the color of featherwork. In: ICOM-CC TRIENNIAL CONFERENCE, 19th, May 17-21, 2021, Beijing, China. Abstract... Paris, France: International Council of Museums, 2021.

    Abstract: Featherwork is one of the most remarkable categories of material culture produced by Brazilian indigenous peoples due to its technical qualities and aesthetic beauty. Weapons, baskets, and musical instruments are frequently decorated with feathers, which are also used in body adornments that, in addition to their aesthetic purpose, are intended to convey information about the wearer, their position within a group, and the cultural values that they wish to transmit. The preservation of this type of artifacts is demanding given the biological cycle of the organic materials that compose them, which are inevitably subject to various stages of deterioration. In addition to the damage resulting from their use and perishable materials, these ethnographic objects are exposed to a new environment when they are incorporated into museum collections, where their existence must be prolonged. Since Brazil’s tropical climate often leads to pest proliferation, their degradation can be exacerbated by the action of insects such as moths and microorganisms such as fungi with irreversible consequences, making their conservation a daily challenge. Although the art of featherwork is still practiced by indigenous communities, the scarce supply of raw materials and contact with the tribes involved has reduced the scale of production. The preservation of this material heritage is thus very important, particularly in ethnographic museums. The use of gamma radiation for the disinfestation of cultural heritage artifacts and archived materials has been shown to be a safe process and an excellent alternative to traditional methods, which usually involve toxic chemical pesticides. Ionizing radiation has been used for more than 40 years and, since 2004, the Multipurpose Irradiator at the Institute of Energy and Nuclear Research (IPEN), a pioneering technology developed in Brazil, has made its application to cultural heritage a reality. With more than 20,000 cultural artifacts irradiated, IPEN is currently the national and international reference center for the use of radiation technology applied to the preservation of cultural heritage collections. Several studies have been conducted to determine the optimal dose required to eliminate contamination by biological agents in organic materials such as wood, leather, and feathers.A maximum dose of 10 kGy is recommended for featherwork in order to avoid affecting the physical and chemical properties of this type of material. This poster reports on the results of the effects of ionizing radiation on the color and morphological properties of a featherwork from the Museum of Archaeology and Ethnology at the University of São Paulo (MAE/USP). Samples of feathers were selected and irradiated with gamma rays at the Multipurpose Gamma Irradiation Facility, applying absorbed doses of between 0.5 and 200 kGy. The samples were chosen according to the color of the feathers and then photographed and analyzed using colorimetry based on the CIELAB 1976 color space scale before and 48 hours after irradiation and scanning electron microscopy. There were no significant changes in morphological and color properties within the disinfestation range applied.

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  • IPEN-DOC 28094

    MOREIRA, G.A. ; LOPES, F.J.S. ; CODATO, G.; SANCHEZ, M.P.; SILVA, J.J. da ; GOMES, A.A. ; TITO, J.V.; SILVA, L.A.H.; SILVEIRA, L.C.; LANDULFO, E. ; OLIVEIRA, A.P.. Analyzing the effects of biomass in the Amazon region on the São Paulo urban boundary layer. In: EUROPEAN LIDAR CONFERENCE, November 18-20, 2020, Granada, Spain. Resumo expandido... 2020. p. 1-2.

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  • IPEN-DOC 28093

    YOSHIDA, A.C. ; LOPES, F.J.S. ; CACHEFFO, A. ; MOREIRA, G.A. ; SILVA, J.J. da ; LANDULFO, E. . AEOLUS calibration and validation activities at SPU Lidar Station - Brazil. In: EUROPEAN LIDAR CONFERENCE, November 18-20, 2020, Granada, Spain. Resumo expandido... 2020. p. 1-2.

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  • IPEN-DOC 28092

    CAPPUZZELLO, F.; AGODI, C.; ACOSTA, L.; ALTANA, C.; AMADOR-VALENZUELA, P.; AUERBACH, N.; BAREA, J.; BELLONE, J.; BIJKER, R.; BONANNO, D.; BORELLO-LEWIN, T.; BOZTOSUN, I.; BRANCHINA, V.; BRASOLIN, S.; BRISCHETTO, G.; BRUNASSO, O.; BURRELLO, S.; CALABRESE, S.; CALABRETTA, L.; CALVO, D.; CAPIROSSI, V.; CARBONE, D.; CAVALLARO, M.; CHARON GARCIA, L.E.; CHAVEZ LOMELI, E.R.; CHEN, R.; CIRALDO, I.; COLONNA, M.; D’AGOSTINO, G.; DELAUNAY, F.; DESHMUKH, N.; DJAPO, H.; DE GERONIMO, G.; DE LOS RIOS, K.; FERRARESI, C.; FERREIRA, J.L.; FERRETTI, J.; FINOCCHIARO, P.; FIRAT, S.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; GALLO, G.; GARCIA-TECOCOATZI, H.; HACISALIHOGLU, A.; HUERTA-HERNANDEZ, A.; KOTILA, Z.J.; KUCUK, Y.; IAZZI, F.; LANZALONE, G.; LAY, J.A.; LA FAUCI, L.; LA VIA, F.; LENSKE, H.; LINARES, R.; LO PRESTI, D.; LUBIAN, J.; MA, J.; MARIN-LAMBARRI, D.; MAS RUIZ, J.; MEDINA, N.H.; MENDES, D.R.; MEREU, P.; MORALLES, M. ; NERI, L.; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, L.; PETRASCU, H.; PIETRALLA, N.; PINNA, F.; REITO, S.; RIES, P.; RODRIGUES, M.R.D.; RUSSO, A.D.; RUSSO, G.; SANTOPINTO, E.; SANTOS, R.B.B.; SERBINA, L.; SGOUROS, O.; SILVEIRA, M.A.G. da; SOLAKCI, S.O.; SOULIOTIS, G.; SOUKERAS, V.; SPATAFORA, A.; TORRESI, D.; TUDISCO, S.; VARGAS HERNANDEZ, H.; VSEVOLODOVNA, R.I.M.; WANG, J.S.; WERNER, V.; YANG, Y.Y.; YILDIRIN, A.; ZAGATTO, V.A.B.. The NUMEN project @ LNS: status and perspectives. In: CIVITARESE, OSVALDO (Ed.); STEKL, IVAN (Ed.); SUHONEN, JOUNI (Ed.) WORKSHOP ON CALCULATION OF DOUBLE-BETA-DECAY MATRIX ELEMENTS, May 27-31, 2019, Prague, Czech Republic. Proceedings... Melville, NY, USA: AIP Publishing, 2019. p. 020003-1 - 020003-6. (AIP Conference Proceedings, 2165). DOI: 10.1063/1.5130964

    Abstract: The NUMEN project aims at accessing experimentally driven information on Nuclear Matrix Elements (NME) involved in the half-life of the neutrinoless double beta decay (0νββ), by high-accuracy measurements of Heavy Ion (HI) induced Double Charge Exchange (DCE) reaction cross sections. In particular, the (18O,18Ne) and (20Ne,20O) reactions are used as tools for β+β+ and β-β- decays, respectively. In the experiments, performed at INFN - Laboratory Nazionali del Sud (LNS) in Catania, the beams are accelerated by the Superconducting Cyclotron (CS) and the reaction ejectiles are detected the MAGNEX magnetic spectrometer. The measured cross sections are challengingly low (a few nb), being the total reaction cross section much larger (a few b), thus a high sensitivity and a large rejection capability are demanded to the experimental set-up. This limits the present exploration to few selected isotopes of interest in the context of typically low-yield experimental runs. A major upgrade of the LNS facility is foreseen in order to increase the experimental yield of at least two orders of magnitude, still keeping the high sensitivity of the present set-up, making it feasible a systematic study of all the cases of interest. Frontiers technologies are going to be developed, to this purpose, for the accelerator and the detection systems. In parallel, advanced theoretical models are being developed in order to extract the nuclear structure information from the measured cross sections.

    Palavras-Chave: lasers; pulses; laser beam machining

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  • IPEN-DOC 28091

    STEFANI, GIOVANNI L. de ; MAIORINO, JOSE R. . The AP-Th 1000 an advanced concept to use MOX of thorium in a closed fuel cycle. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON EMERGING NUCLEAR ENERGY SYSTEMS, 19th, October 6-9, 2019, Bali, Indonesia. Proceedings... 2019.

    Abstract: This work presents a study for the firsts 4 cycles of recharge of the reactor AP-Th1000, a version of the reactor AP1000 using mixed uranium and thorium oxides as fuel, which the feasibility studies had been already demonstrated in previous study for a first cycle. The AP-Th 1000 study is a proposal to start the thorium fuel cycle using the most common reactor technology in the nuclear industry, the Pressurized Water Reactors (PWR). A preliminary closed cycle study is carried out for the first 4 cycles where the production of 233U are evaluated. In cycles 2, 3 and 4, new assemblies with a fuel of the remaining uranium from the previous cycle are used instead of assemblies removed from the core, thus being a mixture of different uranium’s (232U, 233U, 234U, 235U, 236U and 238U) , where the additional fissile material inserted into the fuel to ensure the 18-month operation of the reactor comes from uranium oxides enriched at 20 w / o.. The results demonstrate the viability of the proposal and again using closed fuel cycle.

    Palavras-Chave: thorium; pwr type reactors; reactor cores; fuel cycle

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  • IPEN-DOC 28090

    FRANCO, JOSE F. da S. ; MARQUES, ROBERTA M.; PROVEDA, NATHALIE P.. Relato de caso da Síndrome de Scheie: necessidade da terapia enzimática?. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GENÉTICA MÉDICA, 31., 1-5 de julho, 2019, Salvador, BA. Resumo... Porto Alegre, RS: Sociedade Brasileira de Genética Médica e Genômica, 2019.

    Abstract: Introdução: A síndrome de Scheie (SS) é uma doença de depósito lisossomal e de padrão autossômico recessivo. Decorre da deficiência da enzima alfa-L-iduronidase e leva ao acúmulo multissistêmico de glicosaminoglicanos (GAGs). O diagnóstico se baseia principalmente na dosagem da atividade enzimática da alfa-L-iduronidase em leucócitos. Terapia de reposição enzimática (TRE) pode ser uma alternativa para pacientes com complicação da doença de base. Relato de Caso: Paciente, sexo feminino, 44 anos, diagnóstico SS aos 17 anos de idade por apresentar deficiência alfa-L-iduronidase (0,5 nm/h/mg prot), mutação homozigótica W402X e fenótipo que incluía baixa estatura, face infiltrada, mãos em garra, disostose multiplex, hepatomegalia, retinose pigmentar, hérnia umbilical. Evoluiu com dilatação de câmaras e insuficiência cardíaca com fração de ejeção (FE)=26. TRE iniciou em 2002 e a paciente decidiu interromper em 2017 devido às graves reações de hipersensibilidade. Níveis de GAGs urinários: 70ug/mg (VR 13-45, antes), 204ug/mg (13-45, na interrupção) e 129ug/mg (13-45, após 1 ano). Atualmente sem queixas aos esforços, estável hemodinâmica, fígado a 4 cm do rebordo costal, em uso de carvedilol, enalapril e diurético de alça, FE 51 e perda de peso 6Kg. Discussão: A falta de aderência ao tratamento enzimático pelas reações à infusão contribuíram para o abandono terapêutico do paciente. O teste de qualidade de vida foi necessário após relatos bem-estar físico e emocional referido pelo doente. Não houve piora clínica após interrupção da TRE, como esperado pela literatura. Até o momento, não houve queixas ou internações. A cardiopatia do paciente responde a medicamentos mas não respondeu a TRE e parece não haver benefício esperado em relação ao coração. Os GAGs urinários aumentados até o presente momento, não tiveram correlação com a estabilidade clínica do quadro. Conclusão: A indicação da TRE na SS deve ser criteriosa e seus benefícios a longo prazo podem não superar seus efeitos adversos.

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  • IPEN-DOC 28089

    FRANCO, JOSE F.S. ; AMENDOLA, RAFAEL de M.. Ectrodactilia pode fazer parte da Síndrome de Silver Russel (SSR)?. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GENÉTICA MÉDICA, 30.; CONGRESSO BRASILEIRO DA SBTEIM, 7.; CONGRESSO BRASILEIRO DE ENFERMAGEM EM GENÉTICA E GENÔMICA, 4., 15-18 de maio, 2018, Rio de Janeiro, RJ. Resumo... Porto Alegre, RS: Sociedade Brasileira de Genética Médica e Genômica, 2018. p. 153-154.

    Abstract: Introdução: A SSR é uma síndrome genética caracterizada por assimetria do corpo, face triangular restrição no crescimento intrauterino (RCIU), baixo peso e comprimento pós natal dentre outras características. Há heterogeneidade da condição e o imprinting genômico, relacionado à diferença de expressão gênica de alelos maternos e paternos foi apontado também como um dos mecanismos etiológicos da SSR que envolvem genes localizados na região 7p11.2-p13 e 7q31-qter 15-17. A Ectrodactilia também conhecida por SHFM apresenta ausência congênita dos raios centrais, formados pelo segundo, terceiro e quarto raios, gerando uma grande fenda mediana na mão ou pés, associada à aplasia/hipoplasia de metacarpos ou metatarsos e/ou falanges. Algumas vezes pode ser causa de mutações em SHFM1 em 7q21-q22, SHFM2 (Xq26), SHFM3 (FBXW4/DACTYLIN em 10q24), TP63, entre outros . Nesse relato, apresentamos um paciente que possui SSR com ectrodactilia, ainda não descrita na literatura. Descrição do caso: RTC, filho de pais não consanguíneos, sem história familiar para ectrodactilia, RCIU, sexo masculino, 6 meses de vida, internado na UTI pediátrica por um quadro de sepse. Ao exame apresentou microssomia e assimetria corporal (DE), face triangular, hipertelorismo ocular, desproporção crânio-corpo, ectrodactilia mãos bilateral e hipospádia. Cariótipo Banda G, pesquisa de microARRAY, dissomia uniparental do cromossomo 7 e exoma não mostraram evidência para diagnóstico para a SSR ou SHFM. Análise por MLPA mostrou hipometilação para ICI (H19) em 11p15, confirmando o diagnóstico. Discussão: Não há relatos na literatura da ectrodactilia associada a alterações fenotípicas clássicas da SSR. Investigação familiar e molecular para SHFM foram negativas. Acompanhamento de crianças com SSR inclui medidas como a administração do hormônio do crescimento, investigação imunológica, planos individualizados de terapia e ensino, abordagens clínicas e cirúrgicas, acompanhamento de múltiplas especialidades além do aconselhamento genético. Conclusão: Devido a condição da SSR e SHFM serem heterogêneas, mais estudos para essa possível associação são necessários.

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  • IPEN-DOC 28088

    BRANCO, I.S.L. ; SHORTO, J.M.B. ; SIQUEIRA, P.T.D. ; YORIYAZ, H. . Distinct dose contributions in proton therapy calculated using MCNP6 and TOPAS. In: REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 42.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 40., 1-5 de setembro, 2019, Campos do Jordão, SP. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2019.

    Abstract: The trade-off between the delivery of high doses conformed to a tumor volume, and the restriction of the doses received by the surrounding healthy tissues and organs is what characterizes the e±ciency of radiotherapeutic procedures. As a radiotherapy modality, proton therapy stands out in this scenario because it has dosimetric advantages, which, when combined with technological advances, allows a great potential in the dose distribution conformity. By modulating the protons Bragg peak as a function of beam energy and delivery time, the three-dimensional shaped dose distribution generates more pronounced dose gradients, which composes an ideal technique when preserving organs is a priority. In proton therapy, protons account for much of the dose deposition. However, as protons travel through matter, secondary particles are created by interactions, including electrons, neutrons, and gammas. It is believed that the secondary dose, mainly deposited by neutrons, can lead to secondary cancer, especially in pediatric cases. Therefore, the focus of this work is to study the contribution of the different particles in the total dose deposition. Monte Carlo simulations were performed with the MCNP6 code and the TOPAS interface (based on GEANT4) to estimate the dose deposition. A simple water simulator was used and the characteristics of the different beam contributions were investigated. Primary and secondary dose values were tabulated and discussed. By demonstrating the method of these calculations, the objective of this work is to serve as a guide for the study of the different contributions of the dose responsible particles in proton therapy, as well as for understanding how different Monte Carlo codes calculate these contributions.

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  • IPEN-DOC 28087

    VARELA, B.A.; TRESINARI, B.; ROSSI, M.G.; PIRES, N.S.; PIRES, M.C.; VASQUEZ, P.A.S. ; JURKIEWICZ, C.. Aplicação do processo de irradiação com raios gama na conservação de fécula de mandioca hidratada. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA QUÍMICA, 22., 23-26 de setembro, 2018, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: Blucher, 2018. p. 2805-2808. DOI: 10.5151/cobeq2018-PT.0742

    Abstract: O processo de irradiação com raios gama pode ser utilizado para aumentar a vida útil dos alimentos através da redução do número de bactérias deteriorantes. Fécula de mandioca hidratada (tapioca) foi irradiada com raios gama provindos do cobalto 60 com doses absorvidas de 5, 9 e 13 kGy e armazenada a 25 °C por 45 dias. Todas as doses avaliadas reduziram as contagens abaixo do nível de detecção dos métodos, no primeiro dia de armazenamento. Apenas a dose de 13 kGy evitou a multiplicação de bolores e leveduras, enquanto os demais microrganismos atingiram contagens de até 10(4) UFC/g. A análise sensorial pelo método triangular, mostrou diferença não significativa entre a amostra irradiada e não irradiada.

    Palavras-Chave: cassava; gamma radiation; irradiation; cobalt 60; food processing; microorganisms

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  • IPEN-DOC 28086

    ROSSI, A. ; ABBADE, L. ; LARA, J.C.; JESUS, E.R.B.; COLOSIO, M.A.; BARBOSA, L.P. ; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. . Caracterização da solda a ponto em chapa de aço 22MNB5, utilizando ensaio de tração e análises de correlação de imagem digital. In: ENCONTRO CIENTÍFICO DE FÍSICA APLICADA,11., 1-4 de dezembro, 2020, Vitória, ES. Resumo... São Paulo, SP: Blucher, 2021. p. 10-12.

    Abstract: A soldagem a ponto é uma ferramenta amplamente usada para unir chapas na indústria automotiva. O aço 22MnB5 foi um dos escolhidos para a utilização na coluna B dos automóveis, pois apresenta a resistência mecânica adequada a suportar os esforços de impactos laterais. Observou-se ser necessário estudar as uniões soldadas destes aços através deste tipo de soldagem, devido às seguintes requisitos: aumento da necessidade da indústria automobilística em reduzir o peso do veículo e aumentando a segurança dos passageiros em atendimento a resolução do Conselho Nacional de Transito – CONTRAN n° 751 sobre o ensaio de colisão lateral, para autorizar a venda de carros no Brasil. A microestrutura deste aço, na condição recozida, é basicamente formada por ferrita e perlita, com limite de resistência à tração em torno de 600 MPa. Após o processo de têmpera (aquecimento do material e posterior resfriamento rápido), este material passa a apresentar uma microestrutura completamente martensítica e resistência à tração próxima a 1500 MPa. Este aço foi projetado para sofrer o resfriamento rápido durante a estampagem a quente, em estampos refrigerados, passando assim a denominar-se, comercialmente, PHS (Press Hardening Steel). Durante a soldagem destes aços, estes sofrem aquecimentos significativos, possibilitando a recristalização e, face a velocidade do processo, da formação de microestruturas típicas da zona afetada pelo calor (ZAC). Este trabalho tem como objetivo investigar a resistência a tração de amostras de aço 22MnB5 submetidas a solda a ponto sob diferentes condições experimentais, com a observação das deformações ocorridas nas amostras durante os ensaios de tração. Os ensaios de tração foram realizados em corpos de prova, com dimensões normalizadas pela Japanese Industrial Standards (JIS). Os ensaios de tração também foram digitalmente filmados e os fotogramas sequenciados foram analisados utilizando-se o método chamado de correlação de imagens digitais. Utilizando-se o método da correlação de imagens digitais, foi possível efetuar a caracterização das deformações bidimensionais das superfícies das amostras durante o ensaio de tração, de chapas de aço 22MnB5, anteriormente preparadas com as soldas a ponto. Para se utilizar o método de correlação de imagem digital, foi necessária a sobreposição, sobre a superfície do corpo de prova, de um conjunto de pontos aleatoriamente distribuídos. Este conjunto de pontos foi obtido pela deposição de gotículas de aerossol de tinta, na superfície dos corpos de prova, processo aqui denominado de pintura da superfície da amostra. Foram produzidos vários espécimes em condições técnicas e com tipos de pinturas da superfície da amostra diferenciadas, utilizando o aço laminado em sua condição recozida, na condição temperada, e realizando-se a pintura atendendo orientações do fabricante do aplicativo e de outros processos de pintura propostos. Os espécimes, foram então, submetidos à deformação até a sua ruptura visando reproduzir parte da real condição de trabalho durante a deformação, verificar os resultados obtidos pelo programa (GOM Correlate) com as diferentes pinturas de superfície, verificar possíveis padrões de deformações elástica, plástica, de trincas e rupturas. Pôde-se observar e analisar as diferenças entre as imagens obtidas pelos diferentes métodos pintura das superfícies das amostras, assim como a formação de padrões de deformação devidos às alterações na microestrutura do aço durante a soldagem. Ainda não foi obtido resultado significativo para se obter imagem do momento da formação de trinca pelo método de correlação de imagem digital utilizado, devido à necessidade de maiores taxas de aquisição de imagens e de testar outros processos de geração de pontos sobre a superfície dos corpos de prova. Concluiu-se que a pintura das superfícies dos corpos de prova exerce papel fundamental na observação das deformações da amostra, através do método da correlação digital de imagens. Assim, deve-se escolher adequadamente o tipo de tinta e o procedimento de pintura. Observou-se que, para extensas deformações, as tintas escolhidas devem oferecer aderência adequada à superfície estudada. Houve um padrão na forma e na região de ruptura dos corpos de prova recozidos e dos temperados.

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  • IPEN-DOC 28085

    ROSSI, A. ; ABBADE, L. ; LARA, J.A.C. ; JESUS, E.R.B.; COLOSIO, M.A.; BARBOSA, L.P. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Tensile testing and digital image correlation of 22MnB5 press hardened steel (PHS). In: ENCONTRO CIENTÍFICO DE FÍSICA APLICADA,11., 1-4 de dezembro, 2020, Vitória, ES. Anais... São Paulo, SP: Blucher, 2021. p. 67-74. DOI: 10.5151/xiecfa-Rossi-A_R

    Abstract: Spot welding is a widely used tool for joining sheets parts in the automotive industry. As 22MnB5 steel has the adequate mechanical strength to withstand lateral impact and rollover stresses, it was chosen for the use in B-pillar. It was observed the need to study the spot welded joints, due to the increased need of the automobile industry in reducing the weight vehicle and increasing the passengers' safety in compliance with Resolution of the National Traffic Council of Brazil - CONTRAN n° 751 on the lateral collision test. The microstructure of this steel, in the as fabricated condition, is basically formed by ferrite and perlite, with a tensile strength limit of 600 MPa. This steel is designed to undergo rapid cooling during hot stamping. After this process, this steel presents a completely martensitic microstructure and tensile strength close to 1500 MPa. This work aimed to investigate the strength of spot welded specimens under different experimental conditions, observing the deformations during the tensile tests. The tests were digitally recorded and the sequenced frames were analyzed using a method called digital image correlation (DIC).

    Palavras-Chave: welding; resistance welding; steels; digital systems; images; correlations; pressing

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  • IPEN-DOC 28084

    ALENCAR, M.A. ; BARBOSA, L.P. ; MUCSI, C.S. ; ROSSI, A. ; ROSSI, J.L. . Efeito do estiramento à frio no aço utilizado na fabricação de rodas avaliado por propriedades mecânicas. In: ENCONTRO CIENTÍFICO DE FÍSICA APLICADA,11., 1-4 de dezembro, 2020, Vitória, ES. Anais... São Paulo, SP: Blucher, 2021. p. 46-51. DOI: 10.5151/xiecfa-Alencar

    Abstract: Este estudo teve como objetivo a investigação e avaliação das propriedades mecânicas, antes e depois, dos processos de soldagem e do estiramento (metal spinning) do aço utilizado na fabricação de rodas para caminhões e ônibus. Comercialmente, a roda é constituída de dois componentes, o aro e o disco. O estiramento na fabricação de rodas é utilizado para aumentar a largura do componente aro, e na conformação do componente disco, que devem atender perfis determinados em projeto, de modo a resistir aos testes de fadiga por ciclagem e de momentos de flexão e torção, alternados. A presente proposta estudou os efeitos do processo de estiramento, pois com o melhor entendimento destes efeitos, poder-se-á maximizar a otimização da massa da roda, um importante objetivo a ser alcançado para o setor de fabricação de rodas de aço. Os métodos propostos para a identificação dos efeitos do estiramento no aço empregado para a fabricação de rodas foram ensaios de tração, análise metalográfica, análise do comportamento das deformações do material durante os ensaios de tração, utilizando a técnica de correlação de imagens digitais (DIC), somados a mapas de dureza, executados no material antes e após o processo de estiramento. As variações dos percentuais de redução de espessuras no processo de estiramento foram correlacionadas com as variações de resistência a tração, para verificação da relação da variação de espessura com a variação dos valores de resistência a tração, evidenciando um aumento na tensão de ruptura a tração a cada aumento de percentual de redução de espessura do material no estiramento, chegando a um aumento de 50% na resistência a tração, numa redução de 55% na espessura da matéria prima, com a consequente perda na deformação.

    Palavras-Chave: metals; tensile properties; mechanical properties; fatigue; welding; fibers; steels; process control; fabrication; processing; wheels; vehicles; automotive industry; residual stresses; digital systems; image processing

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  • IPEN-DOC 28083

    ABBADE, L. ; LARA, J.A.C. ; ROSSI, A. ; ALENCAR, M.A. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Resultados preliminares do estudo da união de chapas de aços dissimilares pela técnica brasagem MIG. In: ENCONTRO CIENTÍFICO DE FÍSICA APLICADA,11., 1-4 de dezembro, 2020, Vitória, ES. Anais... São Paulo, SP: Blucher, 2021. p. 122-126. DOI: 10.5151/xiecfa-Abbade_Marcelo

    Abstract: A busca em fabricar veículos cada vez mais sustentáveis e seguros, por conta da crise dos recursos naturais e a preocupação com a segurança veicular, fez crescer o uso de novos matérias e métodos de conformação e união dos componentes da carroceria. As propriedades da coluna B determinam a segurança dos passageiros em caso de colisão lateral. A coluna B é constituída por materiais diferentes, e por isso, necessitam de um processo de união adequado. Assim, o objetivo do presente trabalho é realizar a caracterização mecânica da união entre o aço 22MnB5 tratado termicamente (têmpera) e o aço CR4, pela técnica brasagem MIG com adição do arame Cu-Si e o gás de proteção argônio. Os materiais utilizados foram, amostras do aço 22MnB5 revestidas por Al-Si e CR4 revestido por Zinco. A união foi realizada a partir de um projeto de corpo de prova, nomeado de furo oblongo regular. Os ensaios realizados (dureza Vickers e metalografia), se enquadram na norma AWS A5 C3. 3-2008. Os resultados obtidos, demonstraram uma queda na resistência mecânica na zona termicamente afetada pelo calor do aço 22MnB5, isso pode ter ocorrido devido ao aquecimento da região, que apresentou mudanças na microestrutura, porém a dureza desse material ainda é maior que no CR4. Nesse caso é foi possível concluir que mesmo com queda na resistência do aço 22MnB5, em um possível ensaio de tração o destacamento da união ocorreria no CR4, uma vez que a resistência deste material é menor.

    Palavras-Chave: brazing; automotive industry; steels; aluminium base alloys; silicon alloys

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  • IPEN-DOC 28082

    SANTOS, ADIMIR dos ; SANTOS, DIOGO F. dos . Reactor noise experiments considering high frequencies in the IPEN/MB-01 reactor. EPJ Web of Conferences, v. 247, p. 1-8, 2021. DOI: 10.1051/epjconf/202124708010

    Abstract: Reactor noise experiments at high frequencies (up to 100 kHz) in subcritical configurations have been performed at the IPEN/MB-01 research reactor facility. The core configuration considered a short version of the IPEN/MB-01 core in a 24 × 26 rectangular array of fuel rods. The subcritical configurations considered the control banks totally withdrawn and the moderator poisoned with H3BO3. The boron concentrations were: 286.8 ± 10 and 578.6 ± 10 ppm. The pulses of two 3He detectors in the reflector region were summed and inserted into the IPEN/MB-01 Correlator and the APSD (Auto Power Spectral Density) was inferred through a mathematical model. The analysis reveals that the APSD in this frequency range is best described by a four-mode decay model. According to the two-region two-group (thermal and fast) kinetic model developed in this work, the first two decay modes describe the thermal group and the other two describe the fast group. After a tedious and severe analyses of the least-square fit of the experimental data, it was concluded that the kinetic behavior of the thermal and fast neutrons can be considered uncoupled. The analysis of the experimental data is still in progress and only the thermal group of the case of 286.8 ppm of boron was analyzed and some parameters could be inferred. The most important one so far is the prompt neutron generation time in the core region that could be inferred with a good level of accuracy.

    Palavras-Chave: reactor noise; spectral density; accuracy; reactor cores; lifetime; reactor kinetics

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  • IPEN-DOC 28081

    SGOUROS, O.; CAVALLARO, M.; CAPPUZZELLO, F.; CARBONE, D.; AGODI, C.; ALTANA, C.; BRISCHETTO, G.A.; BURRELLO, S.; CALABRESE, S.; CALVO, D.; CAPIROSSI, V.; CHAVEZ LOMELI, E.R.; CIRALDO, I.; CUTULI, M.; DE GREGORIO, G.; DELAUNAY, F.; DJAPO, H.; EKE, C.; FINOCCHIARO, P.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; GARGANO, A.; HACISALIHOGLU, A.; IAZZI, F.; LA FAUCI, L.; LINARES, R.; LUBIAN, J.; MEDINA, N.H.; MORALLES, M. ; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, L.; PINNA, F.; RUSSO, G.; GUAZZELLI, M.A.; SOUKERAS, V.; SOULIOTIS, G.; SPATAFORA, A.; TORRESI, D.; YILDIRIM, A.; ZAGATTO, V.A.B.. Recent results for the one-proton transfer reaction in the 18O+48Ti collision at 275 MeV. EPJ Web of Conferences, v. 252, p. 1-5, 2021. DOI: 10.1051/epjconf/202125204002

    Abstract: The 18O+48Ti reaction was studied at the energy of 275 MeV for the first time under the NUMEN and NURE experimental campaigns with the aim to investigate the complete net of reaction channels potentially involved in the 48Ca→48Ti double charge exchange transition. Such a transition is of great interest because of its relevance to the extraction of 48Ca→48Ti double beta decay nuclear matrix element. The relevant experiment was carried out at the MAGNEX facility of INFN-LNS in Catania. Angular distribution measurements for the various reaction products were performed by using the MAGNEX large acceptance magnetic spectrometer. The present contribution is focused on the analysis of the one-proton transfer channel with emphasis on the particle identification technique and the estimation of background contaminations.

    Palavras-Chave: matrix elements; transfer reactions; oxygen 18; titanium 48; protons

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  • IPEN-DOC 28080

    CAPPUZZELLO, FRANCESCO; ACOSTA, LUIS; AGODI, CLEMENTINA; ALTANA, CARMEN; AMADOR-VALENZUELA, PAULINA; BOZTOSUN, ISMAIL; BRISCHETTO, GIUSEPPE A.; CALABRESE, SALVATORE; CALVO, DANIELA; CAPIROSSI, VITTORIA; CARBONE, DIANA; CAVALLARO, MANUELA; CHAVEZ LOMELI, EFRAIN R.; CIRALDO, IRENE; CUTULI, MAURO; DELAUNAY, FRANCK; DJAPO, HARIS; EKE, CANEL; FINOCCHIARO, PAOLO; FIRAT, SUNA; FISICHELLA, MARIA; GUAZZELLI DA SILVEIRA, MARCILEI A.; HACISALIHOGLU, AYLIN; IAZZI, FELICE; LANZALONE, GAETANO; LA FAUCI, LAURA; LINARES, ROBERTO; MEDINA, NILBERTO H.; MORALLES, MAURICIO ; OLIVEIRA, JOSE R.B.; PAKOU, ATHENA; PANDOLA, LUCIANO; PETRASCU, HORIA; PINNA, FEDERICO; RUSSO, GIUSEPPE; SANTOS, ROBERTO B.B.; SGOUROS, ONOUFRIOS; SOLAKCI, SELCUK O.; SOULIOTIS, GEORGE; SOUKERAS, VASILEIOS; SPATAFORA, ALESSANDRO; TORRESI, DOMENICO; TUDISCO, SALVATORE; YILDIRIN, AYDIN; ZAGATTO, VINICIUS A.B.. Recent experimental activity on heavy-ion induced reactions within the NUMEN project. EPJ Web of Conferences, v. 252, p. 1-5, 2021. DOI: 10.1051/epjconf/202125204001

    Abstract: The possibility to use a special class of heavy-ion induced direct reactions, such as double charge exchange reactions, is discussed in view of their application to extract information that may be helpful to determinate the nuclear matrix elements entering in the expression of neutrinoless double beta decay half-life. The strategies adopted in the experimental campaigns performed at INFN - Laboratori Nazionali del Sud are briefly described, emphasizing the advantages of the multi-channel approach to nuclear reaction data analysis.

    Palavras-Chave: nuclear matrix; matrix elements; charge exchange; heavy ions; double beta decay

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  • IPEN-DOC 28079

    CAVALLARO, MANUELA; BELLONE, JESSICA I.; CALABRESE, SALVATORE; AGODI, CLEMENTINA; BURRELLO, STEFANO; CAPPUZZELLO, FRANCESCO; CARBONE, DIANA; COLONNA, MARIA; DESHMUKH, N.; LENSKE, H.; SPATAFORA, A.; ACOSTA, L.; AMADOR-VALENZUELA, P.; BORELLO-LEWIN, T.; BRISCHETTO, G.A.; CALVO, D.; CAPIROSSI, V.; CHAVEZ, E.; CIRALDO, I.; CUTULI, M.; DELAUNAY, F.; DJAPO, H.; EKE, C.; FINOCCHIARO, P.; FIRAT, S.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; GUAZZELLI, M.A.; HACISALIHOGLU, A.; IAZZI, F.; LA FAUCI, L.; LINARES, R.; LUBIAN, J.; MEDINA, N.H.; MORALLES, M. ; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, LUCIANO; PETRASCU, H.; PINNA, F.; RUSSO, G.; SGOUROS, O.; SOLAKCI, S.O.; SOUKERAS, V.; SOULIOTIS, G.; TORRESI, D.; TUDISCO, SALVATORE; YILDIRIN, A.; ZAGATTO, V.A.B.. A constrained analysis of the 40Ca(18O,18F)40K direct charge exchange reaction mechanism at 275 MeV. Frontiers in Astronomy and Space Sciences, v. 8, p. 1-11, 2021. DOI: 10.3389/fspas.2021.659815

    Abstract: The 40Ca(18O,18F)40K single charge exchange (SCE) reaction is explored at an incident energy of 275 MeV and analyzed consistently by collecting the elastic scattering and inelastic scattering data under the same experimental conditions. Full quantum-mechanical SCE calculations of the direct mechanism are performed by includingmicroscopic nuclear structure inputs and adopting either a bare optical potential or a coupled channel equivalent polarization potential (CCEP) constrained by the elastic and inelastic data. The direct SCE mechanism describes the magnitude and shape of the angular distributions rather well, thus suggesting the suppression of sequential multi-nucleon transfer processes.

    Palavras-Chave: double beta decay; charge exchange; magnetic spectrometers; elastic scattering; nuclear physics

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  • IPEN-DOC 28078

    MALDONADO, E.P.; SAMAD, R.E. ; BONATTO, A.; NUNES, R.P.; BANERJEE, S.; VIEIRA JUNIOR, N.D. . Study of quasimonoenergetic electron bunch generation in self-modulated laser wakefield acceleration using TW or sub-TW ultrashort laser pulses. AIP Advances, v. 11, n. 6, p. 065116-1 - 065116-10, 2021. DOI: 10.1063/5.0052831

    Abstract: This work presents a study on laser wakefield electron acceleration in the self-modulated regime (SM-LWFA) using 50-fs laser pulses with energy on the mJ scale, at λ = 0.8 μm, impinging on a thin H2 gas jet. Particle-in-cell simulations were performed using laser peak powers ranging from sub-terawatt to a few terawatts and plasma densities varying from the relativistic self-focusing threshold up to values close to the critical density. The differences in the obtained acceleration processes are discussed. Results show that bunched electron beams with full charge on the nC scale and kinetic energy in the MeV range can be produced and configurations with peak density in the range 0.5–5 × 1020 atoms/cm3 generate electrons with maximum energies. In this range, some simulations generated quasimonoenergetic bunches with ∼0.5% of the total accelerated charge and we show that the beam characteristics, process dynamics, and operational parameters are close to those expected for the blowout regime. The configurations that led to quasimonoenergetic bunches from the sub-TW SM-LWFA regime allow the use of laser systems with repetition rates in the kHz range, which can be beneficial for practical applications.

    Palavras-Chave: electron beams; laser radiation; pulses; modulation; tail electrons

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  • IPEN-DOC 28077

    QUEIROZ, FERNANDA M.; TERADA, MAYSA; BUGARIN, ALINE F.S. ; MELO, HERCILIO G. de; COSTA, ISOLDA . Comparison of corrosion resistance of the AA2524-T3 and the AA2024-T3. Metals, v. 11, n. 6, p. 1-14, 2021. DOI: 10.3390/met11060980

    Abstract: The 2XXX Al alloys are characterized by their superior mechanical properties resulting from alloying elements and precipitation hardening treatments. The AA2524-T3 alloy was developed to replace the AA2024-T3 alloy in the aerospace industry. However, both alloys present many intermetallic particles (IMCs) in their microstructure, and this is the main reason for their high susceptibility to localized corrosion (such as pitting and stress corrosion cracking). Despite the similarities between these alloys (e.g., chemical composition and type of intermetallics) the literature comparing their properties is scarce and focuses mainly on their mechanical properties, not their corrosion resistances. In this investigation, the corrosion resistance of the AA2524-T3 alloy was compared to the AA2024-T3 alloy. The microstructure of both alloys was analyzed by Scanning Electron Microscopy before and after immersion in the test electrolyte, and the number and area fraction of intermetallics of each alloy was determined. The corrosion resistance of both alloys was monitored as a function of exposure time by electrochemical impedance spectroscopy and the results were fitted using electrical equivalent circuits. The AA2524-T3 alloy presented not only higher impedance values but also less corroded areas than the AA2024-T3 alloy.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion; microstructure; aerospace industry; intermetallic compounds

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  • IPEN-DOC 28076

    PERIGO, ELIO A.; FARIA, RUBENS N. de . Artificial intelligence-engineering magnetic materials: current status and a brief perspective. Magnetochemistry, v. 7, n. 6, p. 1-11, 2021. DOI: 10.3390/magnetochemistry7060084

    Abstract: The implementation of artificial intelligence into the research and development of (currently) the most economically relevant classes of engineering hard and soft magnetic materials is addressed. Machine learning is nowadays the key approach utilized in the discovery of new compounds, physical–chemical properties prediction, microstructural/magnetic characterization, and applicability of permanent magnets and crystalline/amorphous soft magnetic alloys. Future opportunities are envisioned on at least two fronts: (a) ultra-low losses materials, as well as processes that enable their manufacturing, unlocking the next step for higher efficiency electrification, power conversion, and distribution; (b) additively manufactured magnetic materials by predicting and developing novel powdered materials properties, generative design concepts, and optimal processing conditions.

    Palavras-Chave: magnetic materials; programming; artificial intelligence; artificial intelligence; amorphous state; machine learning

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  • IPEN-DOC 28075

    CARVALHO, JOSE M. de; PEDROSO, CASSIO C.S.; SAULA, MATHEUS S. de N.; FELINTO, MARIA C.F.C. ; BRITO, HERMI F. de. Microwave-assisted preparation of luminescent inorganic materials: a fast route to light conversion and storage phosphors. Molecules, v. 26, n. 10, p. 1-28, 2021. DOI: 10.3390/molecules26102882

    Abstract: Luminescent inorganic materials are used in several technological applications such as light-emitting displays, white LEDs for illumination, bioimaging, and photodynamic therapy. Usually, inorganic phosphors (e.g., complex oxides, silicates) need high temperatures and, in some cases, specific atmospheres to be formed or to obtain a homogeneous composition. Low ionic diffusion and high melting points of the precursors lead to long processing times in these solid-state syntheses with a cost in energy consumption when conventional heating methods are applied. Microwave-assisted synthesis relies on selective, volumetric heating attributed to the electromagnetic radiation interaction with the matter. The microwave heating allows for rapid heating rates and small temperature gradients yielding homogeneous, well-formed materials swiftly. Luminescent inorganic materials can benefit significantly from the microwave-assisted synthesis for high homogeneity, diverse morphology, and rapid screening of different compositions. The rapid screening allows for fast material investigation, whereas the benefits of enhanced homogeneity include improvement in the optical properties such as quantum yields and storage capacity.

    Palavras-Chave: microwave radiation; luminescence; energy storage; luminescence

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  • IPEN-DOC 28074

    MORAIS, FERNANDO G. ; SAKANO, VICTOR K.; LIMA, LUCAS N. de; FRANCO, MARCO A.; REIS, DANIEL C.; ZANCHETTA, LIZ M.; JORGE, FABIO; LANDULFO, EDUARDO ; CATALANI, LUIZ H.; BARBOSA, HENRIQUE M.J.; JOHN, VANDERLEY M.; ARTAXO, PAULO. Filtration efficiency of a large set of COVID-19 face masks commonly used in Brazil. Aerosol Science and Technology, v. 55, n. 9, p. 1028-1041, 2021. DOI: 10.1080/02786826.2021.1915466

    Abstract: The use of face masks is mandatory in public places in many countries to slow the spread of the COVID-19 pandemic. In developing countries, homemade masks with varying techniques and fabrics are used on the streets. On these fabric masks, the protection against SARS-CoV-2 varies significantly. The most common mask types are N95, surgical masks, and homemade nonwoven and cotton masks. The performance of 227 different face masks used in Brazil was evaluated to quantify their breathability and filtration efficiency (FE) for airborne particles. FE values were measured using NaCl aerosol particles sized from 60 to 300nm and at 300 nm, minimum efficiency. The differential pressure drop over the mask and the FEmin at 300nm was used to calculate the mask Quality Factor (QF). The N95 masks showed the highest FE60-300, around 0.98, and a QF of 13.2 KPa-1, and were considered the reference for evaluating homemade masks performance. Surgical masks have an FE60-300 of 0.89, with a good QF of 15.9 KPa-1. Nonwoven masks showed an average FE60-300 of 0.78, with an excellent QF of 24.9 KPa-1, and can be regarded as the best material for homemade masks. The most commonly used material for homemade masks, cotton fabrics, showed significant variability in FE60-300, ranging from a low 0.20–0.60, with a low QF of 1.4 KPa-1. Masks always reduce droplets and aerosols emitted by COVID-19 symptomatic and asymptomatic persons, reducing SARS-CoV-2 contamination.

    Palavras-Chave: coronaviruses; respirators; recommendations; aerosols; filtration

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  • IPEN-DOC 28073

    FREITAS, LUCAS F. ; FERREIRA, ARYEL H. ; THIPE, VELAPHI C. ; VARCA, GUSTAVO H.C. ; LIMA, CAROLINE S.A. ; BATISTA, JORGE G.S. ; RIELLO, FABIANE N. ; NOGUEIRA, KAMILA ; CRUZ, CASSIA P.C. ; MENDES, GIOVANNA O.A. ; RODRIGUES, ADRIANA S. ; SOUSA, THAYNA S. ; ALVES, VICTORIA M. ; LUGAO, ADEMAR B. . The state of the art of theranostic nanomaterials for lung, breast, and prostate cancers. Nanomaterials, v. 11, n. 10, p. 1-31, 2021. DOI: 10.3390/nano11102579

    Abstract: The synthesis and engineering of nanomaterials offer more robust systems for the treatment of cancer, with technologies that combine therapy with imaging diagnostic tools in the so‐called nanotheranostics. Among the most studied systems, there are quantum dots, liposomes, polymeric nanoparticles, inorganic nanoparticles, magnetic nanoparticles, dendrimers, and gold nanoparticles. Most of the advantages of nanomaterials over the classic anticancer therapies come from their optimal size, which prevents the elimination by the kidneys and enhances their permeation in the tumor due to the abnormal blood vessels present in cancer tissues. Furthermore, the drug delivery and the contrast efficiency for imaging are enhanced, especially due to the increased surface area and the selective accumulation in the desired tissues. This property leads to the reduced drug dose necessary to exert the desired effect and for a longer action within the tumor. Finally, they are made so that there is no degradation into toxic byproducts and have a lower immune response triggering. In this article, we intend to review and discuss the state‐of‐the‐art regarding the use of nanomaterials as therapeutic and diagnostic tools for lung, breast, and prostate cancer, as they are among the most prevalent worldwide.

    Palavras-Chave: nanomaterials; nanotechnology; neoplasms; theranostics

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  • IPEN-DOC 28072

    MIRANDA, ANA C.C. ; SANTOS, SOFIA N. dos ; FUSCALDI, LEONARDO L.; BALIEIRO, LUIZA M. ; BELLINI, MARIA H. ; GUIMARAES, MARIA I.C.C.; ARAUJO, ELAINE B. de . Radioimmunotheranostic pair based on the anti-HER2 monoclonal antibody: influence of chelating agents and radionuclides on biological properties. Pharmaceutics, v. 13, n. 7, p. 1-16, 2021. DOI: 10.3390/pharmaceutics13070971

    Abstract: The oncogene HER2 is an important molecular target in oncology because it is associated with aggressive disease and the worst prognosis. The development of non-invasive imaging techniques and target therapies using monoclonal antibodies is a rapidly developing field. Thus, this work proposes the study of the radioimmunotheranostic pair, [111In]In-DTPA-trastuzumab and [177Lu]Lu-DOTA-trastuzumab, evaluating the influence of the chelating agents and radionuclides on the biological properties of the radioimmunoconjugates (RICs). The trastuzumab was immunoconjugated with the chelators DTPA and DOTA and radiolabeled with [111In]InCl3 and [177Lu]LuCl3, respectively. The stability of the RICs was evaluated in serum, and the immunoreactive and internalization fractions were determined in SK-BR-3 breast cancer cells. The in vivo pharmacokinetics and dosimetry quantification and the ex vivo biodistribution were performed in normal and SK-BR-3 tumor-bearing mice. The data showed that there was no influence of the chelating agents and radionuclides on the immunoreactive and internalization fractions of RICs. In contrast, they influenced the stability of RICs in serum, as well as the pharmacokinetics, dosimetry and biodistribution profiles. Therefore, the results showed that the nature of the chelating agent and radionuclide could influence the biological properties of the radioimmunotheranostic pair.

    Palavras-Chave: oncogenes; mammary glands; neoplasms; monoclonal antibodies; theranostics

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  • IPEN-DOC 28071

    OLIVEIRA, MARA C.L. de; CORREA, OLANDIR V. ; SILVA, REJANE M.P. da ; LIMA, NELSON B. de ; OLIVEIRA, JEFFERSON T.D. de; OLIVEIRA, LEANDRO A. de; ANTUNES, RENATO A.. Structural characterization, global and local electrochemical activity of electroless Ni–P-multiwalled carbon nanotube composite coatings on pipeline steel. Metals, v. 11, n. 6, p. 1-15, 2021. DOI: 10.3390/met11060982

    Abstract: In this work, composite Ni–P-multiwalled carbon nanotube films were produced by electroless deposition. The main goal was to investigate the influence of multiwalled carbon nanotube loading on the local electrochemical behavior of the composite films, as probed by scanning electrochemical microscopy (SECM). The coatings were also characterized with respect to their crystalline structure, surface, and cross-section morphologies. Adhesion strength was examined by scratch tests. The global electrochemical behavior was evaluated by potentiodynamic polarization. The local electrochemical activity was investigated by probing the Fe2+ oxidation in the surface generation/tip collection mode of the SECM. The results revealed that multiwalled carbon nanotubes increased the adhesion strength and reduced the electrochemical activity on the surface of the coated samples.

    Palavras-Chave: carbon nanotubes; nickel; composite materials; coatings

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  • IPEN-DOC 28070

    GARCIA, PAULO R.A.F.R.; ARAUJO, WAGNER W.R.; TEOBALDO, GABRIEL B.M.; MENEZES, ALAN S. de; OTUBO, LARISSA ; OLIVEIRA, CRISTIANO L.P.. Synthesis and structural characterization of gold nanorods. International Nano Letters, v. 11, n. 1, p. 59-68, 2021. DOI: 10.1007/s40089-020-00322-w

    Abstract: Gold cylinders with nanometric dimensions were successfully synthesized and characterized by X-ray scattering and diffraction, transmission electron microscopy, dynamic light scattering, and ultraviolet–visible spectroscopy. A small change on the synthesis route led to a slower reaction, allowing better control over the dimensions of the nanorods. The structural characterization enabled the description of the parameters as a function of synthesis time as well as reliable quantification of molar concentrations. The fine-tuning of sizes is crucial for the optimization of the nanorods on specialized applications.

    Palavras-Chave: gold; nanostructures; synthesis; cylinders

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  • IPEN-DOC 28069

    SANCHEZ, PRISCILA P. ; SANTOS, ADIMIR dos . Prediction of the power peaking factor in a boron-free small modular reactor based on a Support Vector Regression model and control rod bank positions. Nuclear Science and Engineering, v. 195, n. 5, p. 555-562, 2021. DOI: 10.1080/00295639.2020.1854541

    Abstract: In order to ensure safety in a nuclear power plant, operation and protection systems must take into account safety parameters, whether to guide operators or to trip the reactor in emergency cases. Especially in a boron-free small modular reactor (SMR) where reactivity and power are controlled exclusively by rod banks, the power distribution is mostly influenced by its movements affecting the power peaking factor (PPF), which is an important parameter to be considered. The PPF relates the maximum local linear power density to the average power density in a fuel rod indicating a high neutron flux that can cause fuel rod damage. In this technical note, 2117 samples from simulations of an idealized boron-free SMR controlled exclusively by rod banks were used to generate a Support Vector Machine (SVM) model capable of estimating the PPF as a function of control rod bank positions. Such model could be used to predict the maximum PPF in the reactor core by carrying out simple calculation. Residing in a SVM parameter grid search and a 10-cross-validation process in the training set to reach an optimized and robust model, the results have shown a root-mean- squared error of about 0.1% consistent for both training and testing sets.

    Palavras-Chave: vectors; power factor; small modular reactors; reactor monitoring systems; boron

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  • IPEN-DOC 28068

    RIBEIRO, FABIO N.; LAZAR, DOLORES R.R. ; USSUI, VALTER ; LIMA, NELSON B. de ; MARCHI, JULIANA; DALPIAN, GUSTAVO M.. Ab initio atomistic description of temperature-induced phase changes: the cases of zirconia and Ti-Y-co-doped zirconia. Physical Review Materials, v. 5, n. 2, p. 023603-1 - 023603-11, 2021. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.5.023603

    Abstract: Zirconium dioxide, or zirconia, is a common and useful ceramic with a wide range of applications, from fuel cells to odontology. Its phase diagram is simple and well understood, having a structure which is monoclinic at temperatures up to 1500 K, tetragonal up to 2700 K and cubic up to 3000 K. Zirconia is rarely used in its pure form, being typically doped with Y2O3, MgO or TiO2, and in this regime its phase diagram becomes much more complex. In this context, ab initio molecular dynamics (AIMD) can provide a detailed atomistic description of the phase diagram of this system, accurately describing its stable phases and transition regions. In this work, 3 mol-% Y2O3 (3YSZ) crystals doped with different Ti contents were studied at the density-functional level. For Ti contents varying from 0 to 30 at%, a global search algorithm was first used to explore the 0 K potential-energy surface and determine the most stable sites for the added Ti atoms. It was found that, at low Ti compositions XTi, small TiO2 clusters form, followed by TiO2 channels and infinite TiO2 planes at larger XTi values, and that the highest stability is achieved at 9%Ti. AIMD simulations within the isothermal-isobaric NPT ensemble were then performed to characterize the temperature-dependent phase changes as a function of the Ti content, where it was found that the Ti-doped structures presented considerably smaller volume changes near the phase-change critical temperatures. These findings suggest that YSZ materials doped with a small amount of Ti are both energetically and kinetically more stable than the undoped counterparts, in the ideal proportion of 3% TiO2 for every 1% Y2O3 doping.

    Palavras-Chave: zirconium oxides; crystal doping; molecular dynamics method; titanium

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  • IPEN-DOC 28067

    PONCIO, LISIANE de C.; ANJOS, FILIPE A. dos; OLIVEIRA, DEBORAH A. de; REBECHI, DEBORA; OLIVEIRA, RODRIGO N. de; CHITOLINA, RODRIGO F.; FERMINO, MARISE L.; BERNARDES, LUCIANO G.; GUIMARAES, DANTON; LEMOS, PEDRO A.; SILVA, MARCELO N.E.; SILVESTRE, RODRIGO G.M.; BERNARDES, EMERSON S. ; PALDI, NITZAN. Novel sterile insect technology program results in suppression of a field mosquito population and subsequently to reduced incidence of dengue. Journal of Infectious Diseases, v. 224, n. 6, p. 1005-1014, 2021. DOI: 10.1093/infdis/jiab049

    Abstract: Background. There is a steady rise in the global incidence of Aedes-borne arbovirus disease. It has become urgent to develop alternative solutions for mosquito vector control. We developed a new method of sterilization of male mosquitoes with the goal to suppress a local Aedes aegypti population and to prevent the spread of dengue. Methods. Sterile male mosquitoes were produced from a locally acquired Ae. aegypti colony by using a treatment that includes doublestranded RNA and thiotepa. A field study was conducted with sterile mosquito releases being performed on a weekly basis in predefined areas. There were 2 intervention periods (INT1 and INT2), with treatment and control areas reversed between INT1 and INT2. Results. During INT1, releases in the treated area resulted in up to 91.4% reduction of live progeny of field Ae. aegypti mosquitoes recorded over time, while the control neighborhoods (no releases of sterile male mosquitoes) remained highly infested. The successful implementations of the program during INT1 and INT2 were associated with 15.9-fold and 13.7-fold lower incidences of dengue in the treated area compared to the control areas, respectively. Conclusions. Our data show the success of this new sterile insect technology-based program in preventing the spread of dengue.

    Palavras-Chave: sterilization; mosquitoes; sterile male technique; viral diseases

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  • IPEN-DOC 28066

    DIAS-MORAES, MARCIA C. ; CASTRO, PEDRO A.A. ; PEREIRA, DAISA L. ; ANA, PATRICIA A.; FREITAS, ANDERSON Z. ; ZEZELL, DENISE M. . Assessment of the preventive effects of Nd:YAG laser associated with fluoride on enamel caries using optical coherence tomography and FTIR spectroscopy. PLoS One, v. 16, n. 7, p. 1-14, 2021. DOI: 10.1371/journal.pone.0254217

    Abstract: Objective This in vitro study characterized and monitored, by Optical Coherence Tomography (OCT) and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), the effects of the association of acidulated phosphate fluoride gel (APF-gel) and Nd:YAG (neodymiun:yttrium-aluminum-garnet) laser, as sequencial treatments, in the prevention of incipient enamel caries lesions. Methods 120 human enamel samples were randomized into 3 groups (n = 40): APF-gel (1.23% F-, 4 min.); Laser+APF (Nd:YAG laser irradiation—0.6W, 84.9J/cm2, 10Hz, followed by APF-gel); and APF+Laser (APF-gel followed by laser irradiation). The samples were subjected to a 15-day pH-cycling, evaluated by OCT (quantification of optical attenuation coefficient–OAC) and FTIR (analysis of carbonate and phosphate content) before treatments, after treatments, and on the 5th, 10th and 15th days of pH-cycling. The statistical analysis was performed (α = 5%). Results The Optical Attenuation Coefficient (OAC) assessed by OCT increases with the progression of demineralization, and the Laser+APF presented the highest values of OAC in 10th and 15th days of pH-cycling. Nd:YAG decreased the carbonate content after treatment regardless of the application order of the APF-gel, while APF-gel did not interfere in the composition of enamel. The carbonate content was also changed in the first 5 days of the pH-cycling in all groups. Conclusion Nd:YAG laser irradiation before or after the application of APF-gel did not influence the appearance of incipient caries lesions, showing no synergistic effect. Regardless of the application order of the APF-gel, laser irradiation reduces the carbonate content of the enamel, which also changes during the demineralization process. However, irradiation before the application of APF-gel increased the speed of progression of the lesions, which positively impacts public health as it can prevent caries disease, even in high risk individuals. OCT and FTIR are suitable for assessing this effect.

    Palavras-Chave: neodymium lasers; dentistry; enamels; laser radiation; fluorides

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  • IPEN-DOC 28065

    BEOLCHI, RAFAEL S.; MEHTA, DEEPAK; PELISSIER, BRUNO; GENOVA, LUIS A. ; FREITAS, ANDERSON Z. ; BHANDI, SHILPA H.. Influence of filler composition on the refractive index of four different enamel shades of composite resins. The Journal of Contemporary Dental Practice, v. 22, n. 5, p. 557-561, 2021. DOI: 10.5005/jp-journals-10024-3040

    Abstract: Aim and Objective: The purpose of this study was to measure the refractive index of four commercially available enamel resin composites, using optical coherence tomography (OCT) and their relationship with the atomic composition of the composite resin fillers utilizing an energydispersive X-ray fluorescence spectrometer (EDX). Materials and methods: Four different enamel composites, namely Enamel HRi color UE3, Enamel HFO color GE3, Vit-l-escence color Pearl Frost, and Amelogen Plus color Enamel White were tested. For each composite, disks with different thicknesses were fabricated and then lightcured according to the manufacturer’s instructions. The disks were then stored in deionized water under 36.5 °C for at least 7 days. Each of the samples from the four different groups was measured in five distinctive points to analyze the optical and physical length using optical coherence tomography (OCT). Elemental analysis of all four different enamel shades of the composite was done using an EDX. Results: The filler contents showed interesting differences in elemental composition and concentration; however, Si seemed to be a common filler component. The HRi composite presented a distinctive composition compared to other materials and was the only composite that showed a smaller percentage of SiO2, and also was the only composite that contained compounds, such as P2O5, ZnO, CaO, La2O3, and V2O5. The optical coherence tomography analysis showed the refractive index values of all tested enamel composites. Among the four different enamel composite resins tested, the enamel HRi composite demonstrated the most ideal refractive index to mimic natural enamel. Conclusion: The enamel HRi composite demonstrated a distinctive filler composition and this could be the main reason behind its higher refractive index. Nonetheless, it remains unclear how much of an impact this feature has in the final esthetic outcome of anterior composite restorations, where many other optical phenomena are also important. Clinical significance: The clinical success of any esthetic restorative procedure depends on diagnosing the proper treatment plan and also on executing this treatment with the right materials. On direct esthetic restorations, knowing the optical properties of such materials is fundamental, as they should be able to replicate both natural enamel and dentin.

    Palavras-Chave: refractive index; resins; enamels; dentistry; composite materials; fillers

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  • IPEN-DOC 28063

    LAZZERINI, FABIO T.; SILVA, PAULO S.C. da . Guarani aquifer system (GAS): geothermal spa balneology assessment / Sistema acuífero guaraní (GAS): evaluación geotermal de los recursos balneológicos. Boletin Sociedad Española Hidrologia Medica, v. 35, n. 1, p. 33-59, 2020. DOI: 10.23853/bsehm.2020.0965

    Abstract: Among the geothermal energy direct-uses categories, bathing and tourism applications (balneotherapy, health, well-being, recreation, and swimming pool) correspond to almost all installed capacity in Brazil; where the best quality resources with the highest thermal power range occur in the Guarani Aquifer System (GAS). In a comprehensive international project on the use and protection of this transboundary aquifer, it is recommended to evaluate the potential uses and characteristics of its geothermal resources. Through the hot/mineral springs are developed resorts, water parks, SPAs, bath centers, and wellness destinations, with recognized economic benefits and inducers of sustainability. Thus, this work compiles physicochemical data (temperature, TDS, pH, SO4 -2, HCO3 - , Cl- , F- , Na+, Ca+2, Mg+2, Si, B-3, Fe, Li+, Mn+2, Zn+2) from 85 hydrothermal wellsprings located in GAS (Brazil, Argentina, Uruguay and Paraguay), where tourism activities related to balneology are observed. The values obtained are compared with minimum levels of beneficial bioactivities, literature referenced to balneotherapy. The results indicate potential biologically active components (BAC) present in most of the sites, fountains and thermal/mineral waters evaluated here, through baths to experiences of SPA, relaxation, skincare, well-being or thermal medicine, according to the forms and the continuity of the expositions. It is expected to contribute to regional tourism development and marketing, as well as the promotion of related biomedical research.

    Palavras-Chave: balneology; aquifers; geothermal fluids; therapeutic uses; environmental protection; south america

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  • IPEN-DOC 28064

    FUNGARO, D.A. ; SILVA, P.S.C. ; IZIDORO, J.C. ; HOWER, J.C.. Trace elements in coal, coal combustion products and soil from coal-fired power plant area evaluated by neutron activation analysis. Journal of Physics and Chemistry Research, v. 3, n. 1, p. 1-7, 2021. DOI: 10.36266/JPCR/130

    Abstract: The concentrations of trace elements were determined in coal, fly ashes from baghouse and cyclone filter, and bottom ash from the Figueira thermal power plant (FPP) by a neutron activation analysis technique. Study of the enrichment factor indicated that coal ashes were moderately enriched for all elements, except for Zn that exhibits significant to very-high enrichment. The mobilization of elements was observed in the zeolite products obtained from the three coal ashes. With regards to the amount present in each type of ash, most of the elements were present at same level in zeolites, with the exception of As which exhibited much lower concentration. The trace element concentrations of two soil samples collected in the vicinity of the FPP was also investigated. The results indicate that the FPP contributes mainly to the Zr and Ba pollution in nearby soils, particularly Zr pollution.

    Palavras-Chave: coal; elements; ashes; zeolites; combustion; enrichment

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  • IPEN-DOC 28062

    KOMATSU, LUIZ G.H. . Síntese e aplicação de Óxido de Zinco e do Dióxido de Titânio como carregadores de Prata na blenda de HMSPP/SEBS visando atividade biocida / Synthesis and application of Zinc Oxide and Titanium Dioxide as Siver carrier on the blend of HMSPP/SEBS for Biocide Activity . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 101 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-09092021-145412

    Abstract: O foco deste estudo foi realizar a síntese e dopagem do Óxido de Zinco (ZnO) e do Dióxido de Titânio (TiO2) com a Prata (Ag), visando a ação biocida de sua inserção na blenda de Polipropileno com Alta Resistência do Fundido (HMSPP) obtido por meio do processo de irradiação gama (γ) e o elastômero termoplástico Estireno-Butadieno/Etileno-Estireno (SEBS). As concentrações escolhidas para estudo foram de 0,3% e 1% de cada partícula na blenda HMSPP/SEBS. Para a realização dos testes foram obtidos filmes finos (aprox. 0,07 mm de espessura) utilizando-se o processamento no estado fundido no equipamento extrusora mono-rosca com acessório de filme. As amostras foram caracterizadas por: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS) e testes biocidas com as bactérias Escherichia coli ATCC 8739 e Staphylococcus aureus ATCC 6538 e com os fungos Candida albicans ATCC 10231 e Aspergillus niger ATCC6275, seguindo a norma JIZ 2801 e a norma INCQS 65.3210.006. Na micrografia de TEM constatou-se a presença de nanopartículas menores que 30 nm. Na superfície do filme também foi constatado a presença de aglomerados. Estes aglomerados são formados pelas nanopartículas com tamanho médio de 150 nm. Nos resultados de DRX constatou-se que os filmes de PP/SEBS/ nanopartículas retiveram as nanopartículas em função de sua concentração e corroboraram com os resultados de EDS. As nanopartículas atuaram como agente nucleante modificando a cristalinidade dos filmes conforme evidenciado por DSC. As micrografias de MEV demonstraram que as partículas de TiO2 e TiO2/Ag; ZnO e ZnO/Ag estão localizadas próximas à superfície, melhorando assim a sua possível interação com o meio microbiano. A atividade biocida avaliada nos filmes apresentou um resultado positivo , portanto satisfatório, principalmente dos filmes que possuem partículas dopadas com prata ZnO/Ag e TiO2/Ag. Identificou-se um aumento da atividade biocida dentre as concentrações estudadas, após o processo de esterilização realizado por irradiação gama. Isso pode explicar-se em razão da formação de grupos hidroxila na superfície dos filmes, a ocorrência de radiólise devido a umidade do óleo e do polímero, alteração da band-gap dos óxidos metálicos devido a incorporação da prata.

    Palavras-Chave: synthesis; zinc oxides; zinc compounds; titanium oxides; silver; organic compounds; polypropylene; melt-through; compression strength; styrene; ethylene; butadiene; mixers; films; nanoparticles; doped materials; hydroxy compounds; sterilization

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  • IPEN-DOC 28061

    ULHOA, SAVIO F. . Caracterização clínica e epidemiológica da neoplasia de mama em idosas nos anos de 2015 a 2017 em um centro de oncologia do leste de Minas Gerais / Clinical and epidemiological characterizations of breast cancer on old women in years 2015 to 2017 in an oncology center in east of Minas Gerais . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 104 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-09092021-105130

    Abstract: O câncer de mama se constitui em um grave problema de saúde pública. É a neoplasia que mais acomete mulheres, excluindo o câncer de pele não melanoma, em grande parte do mundo e a principal causa de morte por neoplasias malignas em mais de 100 países. No Brasil, segundo o INCA, a estimativa para o triênio 2000-2022 é de 66.280 casos novos, o que equivalerá a 29,7% dos tipos de câncer em mulheres. Neste contexto, este estudo teve como objetivo descrever as características demográficas e epidemiológicas de pacientes maiores de 60 anos com câncer de mama atendidos na Unidade de Oncologia da Fundação São Francisco Xavier em Ipatinga, Minas Gerais, nos anos de 2015 a 2017. Utilizou-se o modelo transversal de investigação, com abordagem e análise quantitativa dos dados. Os resultados evidenciaram que a maioria dos pacientes eram do sexo feminino (98%), tinham idades entre 60 a 70 anos (54, 9%), 143 (60,3%) se consideraram da raça parda, 144 (61%) eram casados, 118 (49,8%) tinham o ensino fundamental completo, 149 (63%) negaram tabagismo e 154 (65%) etilismo. Quanto à situação clínica, 118 (50%) pacientes estavam sem sinais de doença em atividade, o Carcinoma Ductal Infiltrante foi o tipo mais predominante, com 143 (60,3%) casos. Conclui-se que este estudo foi importante por ser o primeiro levantamento a respeito do câncer de mama em idosas realizado nesta unidade oncológica, podendo contribuir para o desenvolvimento de ações que visem melhorar as medidas preventivas, o acesso ao diagnóstico precoce, o prognóstico e a reduzir, ainda mais, a quantidade de óbitos em decorrência da neoplasia maligna da mama.

    Palavras-Chave: mammary glands; neoplasms; carcinomas; elderly people; females; females; disease incidence; epidemiology; preventive medicine; human factors engineering; data compilation; differential cross sections; research programs

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  • IPEN-DOC 28060

    CAMARGO, CAMILA A.D. . Catalisadores contendo metais de transição sobre estruturas de nitrogênio e carbono para produção de hidrogênio por meio da eletrólise de água salgada / Transition metal catalysts on nitrogen and carbon structures for hydrogen production through salt water electrolysis . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 176 p. Orientador: Thiago Lopes. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14092021-111703

    Abstract: Ao considerar a produção de hidrogênio por eletrólise, a possibilidade de estresse hídrico em algumas populações e a escassez de metais preciosos para a produção de catalisadores aparecem como futuras barreiras. O uso de catalisadores de metais não preciosos aliados à divisão direta da água do mar reduz a pressão sobre os recursos escassos. Aqui, quatro catalisadores Metal-Nitrogênio-Carbono (M-N-C) foram sintetizados com sais metálicas de Co, Fe, Ni e FeNi, com 1,5-diaminonhaptaleno como fonte de N-C. Esses catalisadores foram comparados com um N-C em branco sem metal e um catalisador comercial Pt / C. Os testes foram conduzidos em solução eletrolítica 0,5 M de H2SO4 e 0,5 M de NaCl. Os resultados mostraram atividade limitada em relação à Reação de Evolução de Hidrogênio (HER) e oxigênio (OER) em comparação com Pt/C e outros catalisadores de metais não preciosos. No entanto, apontam tendências para uma melhoria da atividade do catalisador bimetálico para HER e o uso de Co tanto no eletrólito ácido quanto no salino e como catalisador bifuncional. Mais estudos são necessários para testar a atividade específica do local ativo.

    Palavras-Chave: hydrogen production; seawater; electrolysis; carbon nitrides; sintered materials; cobalt; iron; nickel; iron alloys; catalysts; transition elements; scanning electron microscopy; voltametry; electrodes

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  • IPEN-DOC 28059

    SANTOS, TAMIRIS M.R. dos . Avaliação da liberação de amoxicilina incorporada em nanopartículas de montmorilonita em compósitos à base de BisGMA/TEGDMA / Evaluation of amoxicillin release incorporated in montmorilonite nanoparticles in composites based on BisGMA / TEGDMA . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 88 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-14092021-144838

    Abstract: Na odontologia materiais restauradores são utilizados em larga escala e a principal desvantagem desses materiais é a contração de polimerização. A contração de polimerização diminui a vida útil do mesmo, causando infiltrações por microrganismos e consequentemente, a cárie secundária. O objetivo deste trabalho foi avaliar um compósito nano-estruturado polimérico experimental que promovesse a liberação de fármaco de maneira controlada para fins antimicrobianos para assim, minimizar a referida desvantagem. Dessa forma, foi utilizada a nanopartícula Montmorilonita (MMT), como veículo de liberação. Após incorporação da Amoxicilida trihidratada (AMOX) na concentração de 10% em carga (10:1) nas nanopartículas de MMT, foram elaborados três grupos de compósitos experimentais. O primeiro grupo foi composto apenas pela matriz polimérica à base de BisGMA/TEGDMA (controle 1); o segundo foi composto pela matriz polimérica e 9% (em massa) de MMT, sem fármaco (controle 2); e finalmente, o terceiro grupo foi composto pela matriz polimérica e 10% (em massa) de MMT+AMOX (grupo MMT+AMOX). Ensaios para estudar a liberação de fármaco forma feitos e os métodos de caracterização usados foram: (as amostras foram coletadas e analisadas através de espectrofotometria de UV a λ=273 nm e CLAE-EM/EM), determinação de Intumescimento e Perda de Massa, Análise de Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR), Difração de Raios- X (DRX), Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Foram feitos quatro gráficos de liberação, dois para cada técnica, os resultados foram comparados entre si e corroboraram com a literatura. Em relação ao intumescimento dos corpos de prova, observou-se que o grupo controle foi o que apresentou o maior valor, seguido do grupo MMT e do grupo MMT+AMOX, e no que se refere à perda de massa, o grupo controle foi o que apresentou o maior valor, seguido do grupo MMT+AMOX e MMT. Os valores para o grupo imerso em solução de saliva artificial foram maiores para perda de massa e intumescimento. O perfil de decomposição térmica obtido por meio das análises de TG e DSC do composto MMT+AMOX, sugeriu que houve intercalação do fármaco entre as lamelas da nanopartícula. Por meio do FTIR, observou-se que o composto MMT+AMOX apresentou as ligações referentes a ambos os componentes e deslocamento do pico 2969 cm-1, para o pico 2953 cm-1, sugerindo incorporação da AMOX na MMT. Por meio do DRX e do SAXS, foi possível mensurar tamanho das lamelas de MMT e compará-las com o composto feito com MMT+AMOX. Os resultados obtidos mostraram maior espaçamento basal para o grupo com AMOX. Nas micrografias de MEV foi possível observar pontos de aglomeração do composto MMT+AMOX, em relação à matriz polimérica. Por meio da técnica de MET, foi possível notar as lamelas da MMT, bem como sua dispersão. Concluiu-se então que, no que se refere à liberação, o grupo MMT+AMOX apresentou maior liberação nas primeiras 48 horas. Os resultados obtidos pelo ensaio em solução de saliva e de solução tampão apresentados no presente trabalho, foram relacionados às enzimas presentes na solução de saliva artificial. Adicionalmente foi constatado que o fármaco não interferiu negativamente na estrutura do compósito, resultado observado nas análises de perda de massa, intumescimento e SAXS. Em relação às análises de FTIR, TG, DSC, DRX e SAXS os resultados apresentados sugerem que houve a intercalação do fármaco dentre as lamelas da referida nanopartícula. De acordo com as micrografias de varredura, apesar da boa dispersão observada, há pontos de aglomeração do composto MMT+AMOX. Com as micrografias de transmissão, SAXS e DRX foi possível classificar a MMT na categoria de compósitos nano-estruturados. Os resultados obtidos no presente estudo evidenciaram que as partículas de MMT podem ser utilizadas como um satisfatório veículo de liberação de fármaco em compósitos.

    Palavras-Chave: antimicrobial agentes; drugs; antibiotics; montmorillonite; clays; nanocomposites; resins; egta; glycols; polymers; teeth; cavities; biological recovery; therapy; materials testing

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  • IPEN-DOC 28058

    SANTOS, MARCELO M. dos ; MATTAR NETO, MIGUEL . Análise estrutural do EC do RMB - Sismo de Desligamento Seguro + Condição normal de operação do RMB. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Julho, 2021. (IPEN-CEN-PSE-RMB-006-00-RELT-012-00). Restrito.

    Título do projeto: Prestação de Serviços Tecnológicos (Reator Multipropósito Brasileiro)

    Abstract: 1. O escopo deste documento corresponde à avaliação estrutural do Elemento Combustível do Reator Multipropósito Brasileiro considerando a superposição dos carregamentos de um Sismo de Desligamento Seguro com os da condição normal de operação deste reator. Para tanto, são tomadas como referências a análise da condição normal de operação chamada de B5 Modificada (B5M), documentada na referência [1], e a análise de Sismo de Desligamento Seguro (SDS), documentada na referência [2]. 2. De maneira geral, os objetivos desta análise estrutural são os seguintes: a) Avaliar, de maneira conservadora e simplificada, as respostas mecânicas ao ser considerada a superposição dos carregamentos provenientes das análises B5M e SDS como atuantes no E.C. b) Verificar as respostas mecânicas calculadas citadas anteriormente de acordo com os seguintes critérios adotados para as condições normais de operação (deve-se notar a adoção conservadora utilizada): o Requisitos mecânicos funcionais provenientes da norma ANSI/ANS 57.5-1996 [3] o Requisitos de tensão provenientes da norma ASME III, divisão 1, subseção NB [4]. o Requisito de distanciamento entre E.C. vizinhos (0,001 m) [5]. 3. No presente documento são utilizadas as unidades, múltiplos e submúltiplos do Sistema Internacional de Unidades (SI), sem exceções. 4. No presente documento é adotado um sistema cartesiano de coordenadas, no qual os eixos horizontais são denominados como X e Z, e o eixo vertical é denominado como Y.

    Palavras-Chave: fuel elements; rmb reactor; shutdown; seismic effects; earthquakes; reactor safety

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  • IPEN-DOC 28057

    SILVA, THALITA T. . Potencial das radiações ionizantes para reduzir a toxicidade da cianobactéria Microcystis aeruginosa / Potential of ionizing radiation to reduce the toxicity of cyanobacteria Microcystis aeruginosa . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 91 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-01092021-152710

    Abstract: As cianobactérias frequentemente são relacionadas a florações tóxicas, devida a presença de cianotoxinas: compostos biosintetizados pelas cianobactérias que possuem certa toxicidade à vertebrados e que são observadas em altas concentrações nessas florações. Atualmente, os processos convencionais utilizados para o tratamento de água não são totalmente eficazes na remoção dessas cianotoxinas quando em concentrações relativamente elevadas. Desse modo, o trabalho teve por objetivo a aplicação da radiação ionizante por feixe de elétrons no crescimento da cultura e na produção de pigmentos, eficiência na degradação de microcistinas intracelulares e extracelulares e avaliação da toxicidade da cianobactéria Microcystis aeruginosa pós irradiação para o microcrustáceo Daphnia similis e a bactéria Alivibrio fischeri. A cianobactéria M. aeruginosa suspendida em meio ASM-1 em fase exponencial do crescimento foi exposta à irradiação por feixe de elétrons nas doses entre 1 e 10 kGy. O tratamento com irradiação diminuiu o crescimento da cultura, a produção dos pigmentos fotosintéticos e MC intracelulares, enquanto que para as MC extracelulares não houve alteração na concentração média de MC total com o aumento da dose. Para a toxicidade aguda com Daphnia similis, as doses entre 3 e 10 kGy indicaram diferenças estatisticamente significativas em relação à amostra controle quando o organismo-teste foi exposto às cianobactérias cultivadas por 7 e 15 dias. A exposição dos dafinídeos ao sobrenadante da cultura de cianobactérias cultivada por 15 dias tratadas por feixe de elétrons mostrou aumento de toxicidade com o aumento da dose. Porém, não foi observado efeito agudo na exposição ao sobrenadante da cultura cultivada por 7 dias, tendo os organismos-teste sobrevivência média de 93,33% (1 kGy) e 100% (4 kGy). Para a bactéria Alivibrio fischeri, a menor toxicidade foi na exposição com cianobactérias cultivadas por 15 dias, não sendo observados efeitos na inibição da luminescência da bactéria (0%) nas doses de 3 e 5 kGy. Neste estudo, a radiação ionizante, com acelerador de elétrons, será testada como uma tecnologia alternativa para a inibição da cianobactéria M. aeruginosa e na redução de toxicidade de microcistina presente nos reservatórios de abastecimento do estado de São Paulo.

    Palavras-Chave: crustaceans; microorganisms; bacteria; sample preparation; testing; toxicity; pest control; pest eradication; water treatment; electron beam injection; augmentation; radiation dose rate ranges; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; ionizing radiations; electron accelerator; synchrotrons

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  • IPEN-DOC 28056

    REGGIOLLI, MARCIA R. . Os efeitos da irradiação sobre as especiarias / The effects of irradiation on spices . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 122 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-01092021-144752

    Abstract: As especiarias são consideradas produtos constituídos de partes comestíveis de várias espécies de vegetais, como raízes, rizomas, bulbos, cascas, folhas, flores, frutos, sementes e talos. A irradiação de alimentos, um processo físico de emissão e propagação de energia, tem sido empregada com a finalidade de esterilizar ou preservar os alimentos a partir da destruição de microrganismos, parasitas, insetos e outras pragas. O presente estudo tem por objetivo avaliar a ação de diferentes doses de irradiação sobre as especiarias salsa, cebolinha e coentro in natura no que tange à eliminação de microrganismos e às alterações de suas características sensoriais. As especiarias foram submetidas a três diferentes doses de radiação (2,5 kGy, 5,0 kGy e 7,5 kGy), a fim de verificar qual a dose que seria capaz de esterilizar o material que apresentava contaminação microbiana elevada. Analisou-se a presença de Salmonella spp, Shigella spp e Coliformes termotolerantes e totais, conforme dispõe a legislação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Para análise sensorial utilizou-se os testes de aceitação e intenção de compra e a escala Just About Right (JAR) de 5 pontos. As amostras do coentro irradiado foram as que obtiveram as piores avaliações no que se refere a aceitação e intenção de compra. No tocante à impressão global, a maioria dos provadores julgou a amostra de cebolinha e de salsa dentro dos escores hedônicos de aceitação, o mesmo não ocorrendo com o coentro, que apresentou grande rejeição. Pôde-se verificar que tanto o aroma quanto a cor penalizaram a média dos escores hedônicos de aceitação de forma negativa. A dose de radiação com 5,0 kGy foi eficiente na descontaminação microbiana das especiarias estudadas. Entretanto, alterações químicas promovidas pelo processo de irradiação nas especiarias foram percebidas pelos provadores na análise sensorial. Esse fato pode ter sido agravado pela utilização de especiarias in natura com baixa tolerância às doses de irradiação aplicadas neste trabalho.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; gamma radiation; radurization; microorganisms; radiation doses; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; gamma dosimetry; radiation effects; plants; spices; organoleptic properties; sensory; electron microscopy

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  • IPEN-DOC 28055

    PRADO, MARILIZA C. de O. . Thermal damage and time of excision of micro and super pulsed diode lasers : an ex-vivo comparative study / Dano térmico e tempo de excisão dos lasers de diodo micro e superpulsado: um estudo comparativo ex-vivo . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 138 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-150518

    Abstract: Diode lasers are portable, accessible, efficient and reliable surgical units for performing surgeries and soft tissue biopsies of the oral cavity. The newer units are equipped with micro and super pulsed technologies and systems that allow the selection of different usage parameters in terms of emission mode, duty cycle, power and pulse duration. It is, however, not known which parameters or types of diode lasers produce the most intact tissue samples in the best possible surgical time. The main objective of this ex vivo study was to compare the thermal damage and the excision time of different parameters of the micro pulsed diode laser and the super pulsed diode laser. The secondary objectives were: 1) to provide practical recommendations for performing surgical excisions with diode lasers; 2) to examine possible correlations between the area and the depth of the thermal damage, as well as between the time of excision and the thermal damage. Ten groups of ten swine tongue specimens were excised (8 mm in diameter) using a surgical blade (control group: G1); micro pulsed diode laser in different emission modes, duty cycles, average power, peak power and pulse duration (G2 - 9); and the new super pulsed diode laser (G10) with the smallest single parameter recommended by the manufacturer (average power = 3.2W, peak power = 80 W, pulse duration from 10 μs to 100 ms). The wavelength of both was 940 nm. All parameters were previously measured with the power meter and activated disposable tips were discarded right after each biopsy. The area and the histological depth of the thermal damage were quantified using the NIS-Element Basic Research software (Nikon Instruments Inc), while the excision time was measured between the clamping until the total excision of the lesion. Kruskal-Wallis and Dunn's multiple comparison tests with Bonferroni correction were applied to compare the area and depth of thermal damage, as well as the time of excision between the groups. Correlations between area and depth of thermal damage and between excision time and thermal damage were examined using Spearman's nonparametric correlation coefficient. The level of significance was set at 5%. In the experimental groups (G2 - G10), the total area of thermal damage observed was smaller in the G3 group (continuous mode, average power = 1.5W; median = 0.91 mm2 ; p = 0.009). All other groups had thermal damage areas larger than 1 mm2 with G7 (pulsed mode, duty cycle = 33%, average power = 1.5W, peak = 5.4W and pulse duration of 100 μs) and G9 (pulsed mode, duty cycle = 50%, average power = 1.5W, peak = 3.6W and pulse duration = 1 ms) producing the largest damage areas (median 1.93 and 1.97 mm2 , respectively). In the multiple comparison, controlling the level of global significance, G3 presented a median area of thermal damage significantly smaller than those of G7 (p = 0.013) and G9 (p = 0.036). There were no statistically significant differences in the depth of thermal damage between the groups (p = 0.12). The median excision times of G1 (scalpel) and G10 (super pulsed) were significantly shorter than those found in the micro pulsed diode laser groups (G1 = 50; G10 = 69; G2 to G9 ranged from 142 to 238 seconds; p < 0.001). There was a direct correlation between the depth and area of thermal damage, but no correlation was found between the excision time and thermal damage. The use of the micro pulsed diode laser in continuous mode with average power = 1.5 W produced biopsies with the smallest area of thermal damage and greater tissue integrity, while the use of the super pulsed diode laser (average power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms) allowed faster excisions. Area and depth of thermal damage correlated directly. In clinical practice, the micro pulsed diode laser should be considered in continuous mode, at 1.5 W output power with 1.8 W peak power as the best option when aiming to achieve maximum tissue integrity. Whereas the use of super pulsed diode laser with output power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms, produced the best relationship between thermal damage and excision time, and is recommended when practical necessity requires rapid excisions with reasonable tissue integrity. The use of micro pulsed diode laser in pulsed emission mode with high peak power and long pulse duration should be avoided when performing oral biopsies so that tissue integrity is not compromised and hinders the histopathological analysis of the lesions.

    Palavras-Chave: diode-pumped solid state lasers; thermionic diodes; semiconductor diodes; electromagnetic pulses; internal electromagnetic pulses; pulse techniques; excision repair; animal tissues; oral cavity; damage; diagnostic techniques; biopsy; temperature dependence; thermal efficiency; penetration depth; depth dose distributions; optical depth curve; histological techniques; optical microscopy

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  • IPEN-DOC 28054

    LIMA, FABIANA dos S. . Preparação e caracterização de eletrocatalisadores à base de PtBi/C, PdBi/C e PtPdBi/C para a oxidação do etanol em meio alcalino em células a combustível / Preparation and characterization of PtBi/C, PdBi/C and PtPdBi/C based electrocatalysts for ethanol oxidation in alkaline medium in fuel cells . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-141651

    Abstract: A poluição ambiental e os altos custos associados ao uso de combustíveis fósseis têm motivado o desenvolvimento de fontes de energias alternativas. Neste sentido, as células a combustível são uma alternativa promissora, por possibilitar o uso de combustíveis de fontes renováveis, como o etanol, que possui um sistema produtivo bastante desenvolvido no Brasil. Entretanto, na reação incompleta de oxidação do etanol há formação de espécies intermediárias e subprodutos, que ficam adsorvidos na superfície do eletrocatalisador, causando sua desativação e consequente redução da eficiência energética do sistema; um fator limitante do processo, que pode ser minimizado com a adição de metais, como o bismuto à platina e ao paládio. Para tanto, os eletrocatalisadores PtBi/C (95:5), PdBi/C (95:5) e PtPdBi/C (90:5:5), foram sintetizados via redução por borohidreto de sódio. A atividade eletrocatalítica foi analisada via voltametria cíclica e cronoamperometria em meio alcalino em três concentrações diferentes de etanol (0,5; 1,0 e 2,0 mol.L-1) e testes em célula unitária de etanol direto. Os eletrocatalisadores exibiram um tamanho médio de partícula entre 5 a 8 nm, e os espectros de XPS apontaram que a presença de bismuto não causou mudança significativa nos valores de energia de ligação, o que sugere que não houve formação de compostos intermetálicos, em concordância com os dados obtidos de DRX, os quais, não apontaram a formação de ligas, apenas a presença de picos característicos dos metais Pt e Pd. Os resultados de ATR-FTIR mostram que a adição de Bi suprime a produção de carbonato e aumenta o rendimento de acetato independente da concentração de etanol, indicando a ocorrência preferencial da oxidação parcial do etanol. Quanto ao desempenho eletrocatalítico, os melhores resultados em densidade de corrente foram obtidos com o PtBi/C (95:5), que foi cerca de quatro vezes superior à Pt/C, portanto, os resultados sugerem que a associação do bismuto com a platina é extremamente benéfica e sua alta atividade eletrocatalítica pode ser atribuída a sinergia entre seus constituintes, considerando o mecanismo bifuncional.

    Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; oxyfuel combustion process; redox reactions; bismuth; platinum; palladium; sodium compounds; borohydrides; synthesis; surface properties; electrocatalysts; power potential; potential energy; voltammetry; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy; scanning electron microscopy; mass spectroscopy; measuring instruments; renewable energy sources

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  • IPEN-DOC 28053

    COUTO, CAMILA P. . The effect of hot-stamping process on the local electrochemical behaviour of the 22 MnB5 steel coated with hot-dip aluminium-silicon / O efeito do processo de estampagem a quente no comportamento eletroquímico local do aço 22MnB5 revestido com alumínio-silício por imersão a quente . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 170 p. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-103853

    Abstract: Press-hardened steel (PHS) is a strategic steel for the automotive industry. The application of this type of steel in the vehicle structure allows safety improvement, mass reduction and less fuel consumption. Due to its ultra-high-tensile strength, the PHS components are produced by means of hot-stamping process. Hot stamping is a thermo-mechanical process in which a steel blank is heated at austenitisation temperatures and then is transferred to a press tool, where the material is formed and quenched simultaneously. The steel substrate is often protected with metallic coatings prior to hot stamping to avoid its oxidation and decarburisation. Zinc and aluminium based systems are often used as coatings for automotive applications. However, for hot stamping, the hot-dip aluminium-silicon (Al-Si) system is the most widespread and used. This coating presents good corrosion and oxidation resistance at high temperatures. However, during hot stamping, the initial microstructure and chemical composition of the metallic coating changes completely due to diffusion. These microstructural and compositional changes take place in the austenitisation step. Hence, after hot stamping the whole coating layer becomes a complex multi-layered system in which the sublayers are enriched in either aluminium or iron/silicon. Consequently, the coating properties, including the corrosion properties, also change after hot stamping. However, little is known about the effect of the morphological and compositional changes of the Al-Si coating due to the thermo-mechanical process on its corrosion behaviour and performance. The different sublayers in the coating form different micro-galvanic-couplings, which can affect the global electrochemical behaviour of the system. Therefore, a detailed approach based on local electrochemical techniques was suggested to evaluate the role that each sublayer plays on the electrochemical behaviour. This work aimed at evaluating the effect of the hot-stamping process on the electrochemical behaviour of 22MnB5 coated with hot-dip Al-Si (10 % Si in mass fraction). The morphology-composition of the layered structure was obtained using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Global corrosion properties were evaluated by open circuit potential (OCP), linear sweep voltammetry (LSV) and accelerated corrosion test. Nonetheless, the effect of each sublayer of the coating-steel system, on the electrochemical behaviour was investigated on a local scale by two complementary techniques: scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) and electrochemical micro cell. The former was carried out in the samples' cross-section and it shows high lateral resolution, while the latter was done from the top surface in a depth profile approach. Thus, it enabled the local potentiodynamic polarisation in an isolated sublayer. The results obtained during the implementation of this work highlight the high complexity of the Al-Si coating-steel system (composed of several layers), which in turn supports the need for local investigations. The morphology and composition of the coating were shown to be greatly influenced by the hot-stamping process (parameters) and this resulted in considerable variations of the local corrosion and electrochemical behaviour of the coating-steel system.

    Palavras-Chave: electrodeposited coatings; surface hardening; surface treatments; temperature range 0400-1000 k; corrosion resistant alloys; aluminium base alloys; silicon additions; metallurgical effects; sample preparation; materials testing; surface coating; corrosion protection; corrosion pickling; electron microscopy; x-ray spectroscopy; voltametry; photon emission scanning; automotive industry

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  • IPEN-DOC 28052

    BERECZKI, ALLAN . Ressonadores dinamicamente estáveis de com meio ativo birrefringente de Nd:YAG / Dynamically stable resonators with Nd:YAG birefringent active medium . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 123 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-100924

    Abstract: Neste trabalho, que teve como objetivo o estudo do uso de meio ativo com birrefringência termicamente induzida (BIT) de Nd:YAG em ressonadores dinamicamente estáveis, foi proposto o desenvolvimento de um ressonador dinamicamente estável em anel de alta potência com a utilização de módulos laser bombeados lateralmente por diodos comerciais e com compensação de BIT, obtendo-se 55,6 W de potência na operação em frequência única com saída polarizada no modo contínuo. Esta potência, é a maior para lasers em frequência única de Nd:YAG em um único ressonador. Um cristal de triborato de lítio (LBO) foi inserido no ressonador para melhorar as características espectrais do laser por mecanismos de perdas não lineares sendo verificada a supressão dos modos longitudinais adjacentes ao modo principal, com um único pico de frequência com largura de 29 MHz. Este laser foi construído utilizando-se módulos laser comerciais possibilitando a obtenção de um sistema laser de alta potência com saída em frequência única com um baixo custo. Foram obtidos também outros ressonadores lineares com os módulos: Um laser com alta qualidade de feixe e potência de saída de 30 W contínuos e linearmente polarizado com M2=1,08, com seu melhor fator de qualidade medido de 1,02 em 24,8 W, e utilizando-se dois módulos construiu-se um ressonador com e potência de saída de 76 W linearmente polarizados com M2=1,3 e 1,1 e 100,5 W de potência com M2=1,7 e 1,9 nas direções vertical e horizontal, respectivamente. As equações de Magni para os ressonadores dinamicamente estáveis lineares [1] foram aplicadas aos ressonadores com zonas conjuntas e novas expressões foram apresentadas. As equações para os ressonadores em anel de Silvestri et al. [2] foram aplicadas para os ressonadores em anel simétricos com um par de espelhos curvos e novas expressões foram apresentadas. Em especial, mostrou-se que a largura e a posição de seu intervalo de estabilidade podem ser ajustadas de maneira independente e contínua variandose apenas as distâncias do ressonador.

    Palavras-Chave: polarization; optical properties; optical activity; solid state lasers; diode-pumped solid state lasers; thin films; light bulbs; electromagnetic pulses; neodymium; doped materials; aluminium oxides; ferrite garnets; yttrium compounds; heating systems; lenses; induction; stability; split-ring resonators; birefringence; refraction

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  • IPEN-DOC 28051

    GERALDES, LARISSA L. . Eficiência da radiação ionizante na redução da toxicidade da Microcistina de Microcystis aeruginosa para Hyalella azteca / Efficiency of ionizing radiation in reducing the toxicity of Microcystin from Microcystis aeruginosa for Hyalella azteca . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-123823

    Abstract: O crescente despejo e acúmulo de matéria orgânica e nutrientes nos corpos hídricos possibilitam o processo de eutrofização. As principais causas desse enriquecimento são as descargas de esgotos domésticos e industriais sem o devido tratamento. A eutrofização pode levar a ocorrência de florações de cianofíceas, resultando em efeitos ambientais, econômicos e sociais. A ocorrência de florações de cianobactérias em corpos d'água utilizados para abastecimento humano representa riscos para a população devido à capacidade desses microrganismos de produzir metabólitos, como as cianotoxinas. Por essa razão, diversos trabalhos têm demonstrado interesse em estudar formas de minimizar a contaminação de águas por cianotoxinas. Estas toxinas são solúveis em água e não são adequadamente removidas pelo sistema de tratamento de água para fornecimento público, sendo necessários tratamentos auxiliares que possibilitem essa remoção. Para a avaliação do potencial de riscos das cianotoxinas para a biota dos reservatórios onde ocorre a floração das cianobactérias, o anfípode Hyalella azteca foi o organismo aquático selecionado para a realização dos ensaios de toxicidade. O objetivo deste trabalho foi otimizar o cultivo de Hyalella azteca em condições de laboratório e avaliar sua taxa de reprodução, a sobrevivência e a longevidade, bem como avaliar os efeitos agudos de amostras de Microcystis aeruginosa, por meio de ensaios ecotoxicológicos, empregando a radiação ionizante como tecnologia auxiliar para minimizar os efeitos das toxinas nos organismos a ela expostos. Os organismos-teste foram expostos à suspensão de cianobactérias do gênero Microcystis para avaliar a toxicidade de cianotoxinas para Hyalella azteca quando submetido a diversas concentrações de suspensão de cianofíceas em meio de cultivo ASM-1. As soluções foram irradiadas em acelerador de elétrons, e as doses estabelecidas em 2,5, 5 e 10 kGy. Em ensaios preliminares foram obtidos valores de CL50 de 3,66% para o efeito de toxicidade aguda ao ser exposto à suspensão de cianobactérias contendo Microcystis aeruginosa. Do tratamento com radiação ionizante com dose de 2,5 kGy não houve redução da toxicidade aguda para o organismo-teste. Entretanto, as doses de 5 kGy e 10 kGy reduziram a toxicidade de Microcystis aeruginosa para os organismos expostos. Foi possível observar que as concentrações-teste 10% e 20% das amostras tratadas apresentaram diminuição da toxicidade para o organismo Hyalella azteca quando comparadas a amostra não irradiada. Quando comparados os valores médios de CL50 de exposição a suspensão de cianofíceas (Microcystis aeruginosa) em meio de cultivo ASM-1 irradiado e não irradiado para Hyalella azteca é possível verificar que a solução-teste não irradiada apresentou maior grau de toxicidade (CL50 de 4,58 ± 1,47%). Esta circunstância caracteriza uma redução evidente da toxicidade da amostra, após ser submetida à radiação por feixe de elétrons. A dose de 10 kGy (CL50 de 31,01 ± 5,60%) se mostrou mais eficaz, em relação à dose de 5 kGy (CL50 de 14,55 ± 6,66%).

    Palavras-Chave: methanotrophic bacteria; photosynthesis; aquatic organisms; aquatic ecosystems; microorganisms; toxicity; acute exposure; reduction; water treatment; water quality; water supply; ionizing radiations

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  • IPEN-DOC 28050

    PEREIRA FILHO, NIVALDO G. . Síntese de nanopartículas de Pt e PtRh com orientação preferencial (100) suportadas em carbono para oxidação eletroquímica do etanol e glicerol em meio ácido / Synthesis of carbon-supported Pt AND PtRh nanoparticles with (100) preferential orientation for the electrochemicaloxidation of ethanol and glycerol in acid medium . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-08092021-112424

    Abstract: A síntese dos eletrocatalisadores Pt/C e PtRh/C (20% em massa de metais) foi realizada pelo método da redução por álcool desenvolvido no IPEN-CNEN/SP. A caracterização por EDX apontou que as composições atômicas dos eletrocatalisadores ficaram bem próximas às nominais. O DRX permitiu observar uma possível formação de liga para os materiais binários e também estimar o tamanho médio de cristalito para os catalisadores sem direcionamento, o qual foi de aproximadamente 3 nm. Realizou-se ainda uma observação sobre os domínios de superfície dos eletrocatalisadores, mostrando que os materiais com orientação preferencial apresentaram domínios de superfície Pt(100) mais intensos que os demais. Imagens de MET mostraram que a maioria das nanopartículas de Pt e PtRh sintetizadas com crescimento preferencial na direção (100) possuem morfologia cúbica com tamanhos médios entre 8 e 9 nm. Pelo stripping de CO notou-se que a eletro-oxidação de uma monocamada de CO ocorre em menores potenciais para os catalisadores com orientação preferencial. Experimentos em célula unitária mostraram que os eletrocatalisadores bimetálicos PtRh/C (com ou sem orientação) apresentaram melhor desempenho para as reações propostas (EOR e GOR) e ainda que os materiais com orientação preferencial na direção (100) são bem mais ativos quando consideramos sua área eletroquimicamente ativa. Experimentos de DMS e medições de ATR - FTIR revelaram, para EOR, que os eletrocatalisadores com orientação preferencial na direção (100) levam à formação de produtos mais oxidados. Para GOR os resultados de DMS e ATR - FTIR mostraram que, assim como os eletrocatalisadores binários PtRh, os eletrocatalisadores com orientação preferencial não produziram todos os compostos investigados.

    Palavras-Chave: direct ethanol fuel cells; alcohol fuel cells; glycerol; oxyfuel combustion process; redox reactions; platinum; rhodium; synthesis; surface properties; electrocatalysts; stripping; carbonization; nuclear reactions; orientation; voltammetry; x-ray diffraction; x-ray spectroscopy; scanning electron microscopy; mass spectroscopy; infrared spectra

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  • IPEN-DOC 28049

    PAULA, PAMELA P. de . Preparação e caracterização de compósitos de galato de lantânio contendo estrôncio e magnésio/galato de estrôncio / Preparation and characterization of strontium and magnesium doped lanthanum gallate/strontium gallate composites . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-02092021-113950

    Abstract: Neste trabalho foram preparados compósitos cerâmicos à base de galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio (LSGM) e galato de estrôncio (SG) pelo método convencional de reação em estado sólido. Os compostos LSGM e SG, bem como os compósitos LSGM-xSG (x = 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 e 2,0% mol) foram caracterizados por técnicas como difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância. O principal objetivo foi verificar o efeito da fase minoritária (SG) nestas propriedades. Duas composições foram estudadas:La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM10) e La0,85Sr0,15Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM15). Os resultados de estudo de sinterização revelaram que a temperatura ideal de sinterização é de 1400 ºC permitindo obter compósitos com densidades relativas elevadas (> 92%). Medidas de retração linear evidenciaram que o SG retarda a densificação do LSGM. A microestrutura dos compósitos é heterogênea, assim como a dos compostos de base (LSGM10 e LSGM15). A formação de compósitos foi evidenciada por espectroscopia de energia dispersiva acoplada à microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de medidas de condutividade elétrica por espectroscopia de impedância revelaram que a adição da fase minoritária SG promove aumento da condutividade de volume. Esse aumento é maior para o LSGM10 e para a concentração de SG de 1% mol.

    Palavras-Chave: lanthanum; strontium; magnesium; doped materials; synthesis; chemical reactions; electric conductivity; solid electrolytes; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; electric impedance

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  • IPEN-DOC 28048

    LEANDRO, RODRIGO S.R. . Determinação das doses letais e esterelizantes para todas as fases do ciclo evolutivo do Trogoderma granarium visando o seu controle / Determination of lethal and sterilizing doses for all the phases of evoluctive cycle of Trogoderma granarium aiming at your control . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 34 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-02092021-095014

    Abstract: O Trogoderma granarium é um inseto comumente encontrado em grãos armazenados e subprodutos como farinhas e farelos, é uma das principais pragas em diversos países do mundo. Em razão deste fato a pesquisa teve como objetivo determinar as doses letais e esterilizantes para todas as fases do ciclo evolutivo do T. granarium visando o seu controle. O experimento foi realizado no Laboratório de Radiobiologia e Ambiente do Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP. Todas as fases do ciclo de vida do inseto (ovo, larva, pupa e adulto) foram irradiadas com doses crescentes de radiação gama do cobalto-60, de: 0 (controle), 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 150 e 175 Gy. Cada tratamento constou de 10 repetições com 10 ovos cada num total de 100 ovos. Já para larvas, pupas e adultos 20 por repetição 200 por tratamento. Após a irradiação os insetos foram mantidos em sala climatizada com 25±5 ºC e 70±5 % de umidade relativa. Foram feitas as avaliações a cada 7 dias por um período de até 63 dias da mortalidade dos: ovos, larvas, pupas e adultos. O delineamento estatístico experimental para cada ensaio será inteiramente casualizado. Os resultados obtidos nas avaliações foram submetidos a análise de variância pelo teste F, e a comparação das medias pelo teste de Tukey a 5%. As doses letais para ovos, larvas e pupas foram de: 30, 125 e 150 Gy e a esterilizante para adultos foi de 150 Gy. Portanto a dose recomendada para tratamento fitossanitário do T. granarium é a de 150 Gy.

    Palavras-Chave: insects; pest control; pest eradication; radiosterilization; eggs; equivalent radiation doses; fractionated irradiation; effective radiation doses; gamma radiation; gamma dosimetry

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  • IPEN-DOC 28047

    SILVA, ANDRE A. . Otimização dos parâmetros de usinagem de Al2O3 e ZrO2 a verde e parcialmente sinterizados / Optimization of Al2O3 and ZrO2 machining parameters in green and partially sintered . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 125 p. Orientador: Luís Antonio Genova. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-104055

    Abstract: O processo de usinagem de peças cerâmicas sinterizadas se mostra, na maioria das vezes, inviável devido à sua alta dureza, elevada resistência ao desgaste e baixa tenacidade à fratura, se limitando a polimentos e lapidações. Uma alternativa que vem sendo cada vez mais empregada para a confecção de peças cerâmicas com geometria complexa é a usinagem dos corpos no estado a verde ou parcialmente sinterizados. O processo de usinagem sofre forte interferência das características do material (como resistência mecânica, dureza, densidade aparente), das características da ferramenta de corte (geometria da ponta, granulometria) e parâmetros de operação da máquina (como avanço e rotação da ferramenta, profundidade de corte e lubrificação). A usinagem de cerâmicas a verde ou parcialmente sinterizadas vem sendo amplamente empregada como uma etapa do processamento de peças cerâmicas, com destaque para a produção de isoladores cerâmicos de velas de ignição, e de componentes dentários a partir da usinagem por CAD/CAM de blocos de zircônia parcialmente sinterizados. Neste trabalho estudaram-se as condições de usinagem de peças de alumina, de zircônia, e de compósitos alumina/zircônia, prensadas isostaticamente, a verde ou parcialmente sinterizadas (800 a 1200 °C), empregando-se uma fresadora CNC simples e de baixo custo. Parâmetros como rotação, geometria e granulometria de ferramenta, taxa de avanço, profundidade de corte e lubrificação, pressão de compactação e temperatura empregada na sinterização parcial foram variados empregando-se o método de Taguchi de planejamento de experimentos, de modo a otimizar o processo e avaliar o efeito dos parâmetros envolvidos a partir de um número reduzido de experimentos. A influência destes parâmetros na qualidade da usinagem foi avaliada pela rugosidade da superfície usinada e pela integridade de suas bordas. Foi possível determinar um conjunto de condições relacionadas às características dos corpos cerâmicos e aos parâmetros de usinagem que permitiram obter corpos com integridade de arestas e com baixa rugosidade (Ra). A partir dos resultados pode- se confeccionar diferentes peças de geometrias complexas, com destaque para rotores de bombas rotativas.

    Palavras-Chave: milling machines; green roofs; sintered materials; hot pressing; aluminium oxides; zirconium; composite materials; ceramics; powder metallurgy; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; statistical models; computer calculations; depth; dentistry; teeth

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  • IPEN-DOC 28046

    CHIERENTIN, GABRIEL de S. . Efeito da radiação gama em propriedades nutricionais e tecnológicas de sementes de chia (Salvia hispanica L.) / Gamma radiation effect on nutritional and technological properties of chia (Salvia hispanica L.) seeds . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-113506

    Abstract: A chia (Salvia hispanica L.) é uma planta nativa da região do sul do México e do norte da Guatemala, onde foi cultivada durante milhares de anos pelas civilizações Maias e Astecas. No Brasil, a chia é produzida principalmente no oeste paranaense e no noroeste do Rio Grande do Sul. As sementes de chia possuem propriedades nutricionais notáveis e o seu consumo fornece benefícios a saúde humana. Quando imersa em água, a semente de chia exsuda um gel, chamado de mucilagem de chia, composto principalmente por fibras solúveis e corresponde a cerca de 6% de sementes de chia. A irradiação de alimentos garanta a segurança microbiológica de alimentos, principalmente para longos processos de transporte, e sua aplicação pode ser de interesse para sementes de chia. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da radiação gama em propriedades relevantes de sementes de chia irradiadas sob diferentes doses. As sementes foram submetidas a irradiação em fonte de 60Co Gammacell 220, com doses de 0, 5, 10 e 20 kGy. A irradiação não afetou teores de umidade, proteínas, cinzas (foi determinado conteúdo de minerais), atividade de água e fibras totais. Houve diminuição no teor de gorduras totais e valor calórico total nas doses de 5 e 10 kGy, e diminuição no teor de carboidratos na dose de 5 kGy. Houve aumento no conteúdo de compostos fenólicos totais e atividade antioxidante pelo método DPPH na dose de 10 kGy. A mucilagem de chia apresentou comportamento pseudoplástico, onde o melhor modelo de ajuste reológico para a dose de 0 kGy foi o Lei da Potência e para as demais doses também obteve bom ajuste para Herschel-Bulkley. Não houve alteração na textura e em propriedades emulsificantes da mucilagem de chia. Portanto, a irradiação pode ser utilizada para tratamento de sementes de chia, sem causar prejuízos em relação aos atributos avaliados no presente trabalho.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; gamma radiation; radurization; radiation doses; radiation effects; fruits; seeds; plants; nutritional deficiency; carbohydrates; organoleptic properties

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  • IPEN-DOC 28045

    HERBST, LUCAS S. . Utilização do dosimetro FRICKE GEL em medidas 3D de dose em braquiterpia / Use of FRICKE GEL dosimeter in 3D dose measures in brachytherapy . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-18082021-135027

    Abstract: A radioterapia é uma área da medicina que utiliza a radiação ionizante para fins terapêuticos. Um tratamento de radioterapia pode ser dividido em duas modalidades: Teleterapia e Braquiterapia. A Teleterapia tange os tratamentos onde a fonte de radiação localiza-se distante do local de tratamento. A Braquiteria emprega fontes, geralmente radioativas seladas, para tratamentos bem localizados, utilizando radiações de curto alcance, com técnicas intracavitárias, intersticiais ou superficiais. Nesses casos a fonte de radiação é colocada próxima ou mesmo dentro da região de tratamento. No Brasil essa modalidade de tratamento é empregada principalmente para tumores na região da pelve, na maioria ginecológicos, devido ao alto número de casos de câncer de Colo de Útero e Endométrio, sendo as únicas regiões onde essa técnica está contemplada pelo Sistema Único de Saúde. Para o sucesso de um tratamento radioterápico é importante que a dose prescrita seja administrada de maneira correta. Erros dosimétricos ou geométricos podem comprometer o resultado do tratamento. As fontes devem ser conhecidas e caracterizadas, os aparelhos calibrados e verificados periodicamente, e os planejamentos e tratamentos devem ser feitos com boa precisão e exatidão. O resultado de um tratamento com radioterapia depende fortemente do conhecimento da distribuição de dose dentro do paciente. Com os planejamentos modernos em 3D a dosimetria puntual tornou-se obsoleta, surgindo a necessidade de uma dosimetria mais completa. Este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia simples, prática e de fácil aplicação empregando o Gel Dosimétrico para ser empregada na medida da distribuição tridimensional da dose em braquiterapia de alta taxa de dose (HDR) utilizando a técnica de Imagens por Ressonância Magnética (MRI).

    Palavras-Chave: brachytherapy; radiotherapy; neoplasms; dose rates; radiation dose rate ranges; chemical dosemeters; polymer gel dosemeters; three-dimensional calculations; magnetic resonance; planning; image processing

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  • IPEN-DOC 28037

    SILVA, BETHOVEN M. da . Aplicabilidade de curativos de hidrogel com nanopartículas de prata em queimaduras / Applicability of hydrogel dressings with silver nanoparticles in burns . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-130005

    Abstract: Introdução: As queimaduras são caracterizadas por um tipo de ferida traumática que podem ser causadas por agentes térmicos, químicos, elétricos ou radioativos. O tratamento para essas lesões evoluiu muito ao longo do tempo, com várias opções de curativos disponíveis no mercado. Por isso, a escolha da melhor cobertura se torna um desafio. Considerando a sua importância na cicatrização e o conforto proporcionado por meio do alívio da dor, tem-se observado o uso crescente de membranas de hidrogel com nanopartículas de prata para aplicação como curativo. Objetivos: Avaliar o uso de curativos de hidrogel com nanopartículas de prata no tratamento de queimaduras. Materiais e métodos: Trata-se de um estudo do tipo série de casos clínicos com intervenção terapêutica, que avaliou o curativo de hidrogel com nanopartículas de prata produzido pelo Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (IPEN) no tratamento de lesões por queimadura no Hospital Geral de Palmas (HGP) -Tocantins. A população constou de casos com lesão por queimadura que internaram no HGP durante o período da pesquisa, que atenderam aos critérios de inclusão. Resultados: Caso 01, queimadura de 2º grau superficial na mão direita, com 2,0% de área total de acordo com tabela de Lund Browder. Foram realizados quatro curativos e o tratamento teve duração de sete dias, com alívio da dor e eliminação do exsudato. Não houve presença de odor. Caso 02, apresentando queimaduras em mão, antebraço e região anterior do braço direito, mão e antebraço esquerdo, região abdominal, região torácica anterior à direita, com porcentagem total de 14,5% de área queimada, de 2º grau mista. Foram realizados seis curativos e a duração do tratamento foi de dezesseis dias, sendo eliminados dor, odor e exsudato. Caso 03, queimadura por explosão elétrica, em antebraço e mão esquerda, antebraço direito, braço e mão direita, região torácica anterior à esquerda e pescoço. Porcentagem de 13,5% de área queimada, 2º grau mista. Nas regiões dos membros superiores o tratamento foi encerrado no quinto curativo e décimo segundo dia de tratamento, devido ao aumento na quantidade do exsudato, contraindicando as placas. Na região torácica, foram realizados sete curativos e a duração foi de quatorze dias, com tecido epitelizado em todo leito da lesão, e eliminação da dor, odor e exsudato. Caso 04 com queimadura por explosão elétrica em antebraço, braço e mão direita, com 7% de área queimada, 2º grau profunda. Foram realizados onze curativos e o tempo de tratamento foi de vinte e três dias, com epitelização do tecido e eliminação da dor, odor e exsudato. Conclusão: Os hidrogéis com nanopartículas de prata mostraram-se eficazes no tratamento de queimados, já que auxiliaram o processo de epitelização, com redução de exsudato, diminuição do odor e promoção de conforto, com alívio da dor.

    Palavras-Chave: skin; wounds; burns; therapy; bioassay; toxicity; banding; pvp; irradiation; hydrogels; membranes; nanomaterials; silver; distribution; clinical trials; patients; regional analysis; data analysis; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 28044

    HATTORI, CAROLINA S. . Obtenção, caracterização microestrutural e comportamento mecânico de ligas de alumínio da série 7xxx extrudadas para aplicações automotivas / Manufacturing, microstructural characterization, and mechanical behavior of extruded 7xxx series aluminum alloys for automotive applications . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 127 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18082021-144545

    Abstract: Devido às legislações cada vez mais rígidas quanto a emissão de CO2, uma das opções das montadoras é a utilização de materiais mais leves. Esta questão de leveza trouxe ainda mais atenção para as ligas de alumínio que já são largamente utilizadas na indústria automotiva para diversas aplicações, principalmente as ligas tradicionais da série 5xxx e 6xxx. Diante do cenário de competitividade da indústria, faz-se necessário o desenvolvimento de ligas estruturais de alta resistência mecânica, como as da série 7XXX que são o foco deste estudo. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo a obtenção por extrusão de duas novas ligas de alumínio, 7108 e 7046, caracterizar a microestrutura em cada etapa do processo de fabricação e avaliar o comportamento mecânico em tração e em fadiga. Inicialmente, foram vazados tarugos nas duas ligas para posterior desenvolvimento do processo de extrusão, em duas geometrias diferentes de perfil extrudado, visando definir os principais parâmetros do processo e de tratamentos térmicos. As microestruturas dos perfis extrudados das ligas 7108 e 7046 são formadas por partículas de segunda fase ricas em Al-Fe-Si e precipitados finos ricos em Al-Zn-Mg dispersos em matriz de alumínio. O resultado de limite de resistência da liga 7046 apresentou um resultado 36% superior ao da liga 7108, comprovando a influência da quantidade de precipitados formados. Para a liga 7046 todos os níveis de tensão máxima tiveram um desempenho superior nas propriedades de fadiga em relação a liga 7108 e notou-se uma significativa melhoria das propriedades em fadiga em decorrência do polimento dos corpos de prova. Nas superfícies de fratura observa-se uma região de menor área de propagação de trinca e uma região mais extensa de ruptura por sobrecarga mecânica. A região de propagação de trinca é caracterizada por deformação plástica e presença de estrias perpendiculares à direção de crescimento.

    Palavras-Chave: heat treatments; aluminium alloys; zinc; power amplifiers; strength functions; microstructure; mechanical properties; crack propagation; fatigue; fracture mechanics; scanning electron microscopy; materials testing; manufacturing; fabrication; automotive industry

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  • IPEN-DOC 28043

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

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

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

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  • IPEN-DOC 28038

    NIELSEN, GUILHERME F. . Texturas cristalográficas em ligas de urânio-molibdênio laminadas a quente e recozidas / Crystallographic texture of hot rolled and annealed uranium-molybdenum alloys . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. p. Orientador: Nelson Batista de Lima. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-16072021-132222

    Abstract: As ligas do sistema urânio-molibdênio têm um grande potencial para serem usadas como combustível monolítico em reatores nucleares de testes, pesquisas e também de potência de pequeno porte. A laminação e alguns tratamentos térmicos são processos normalmente usados para a produção de combustíveis monolíticos. Durante o processamento dos combustíveis monolíticos, ocorre o fenômeno da textura cristalográfica, que pode alterar suas propriedades isotrópicas. Baseando-se nesse contexto, este trabalho abordou os fenômenos de orientação cristalográfica preferencial em ligas do sistema urânio-molibdênio laminadas a quente e recozidas. As ligas fundidas no forno de indução U7,4Mo e U9,5Mo foram tratadas para homogeneização, laminadas a quente e recozidas. Nestas etapas de processo, as ligas foram caracterizadas microestruturalmente por técnicas de microscopia ótica e eletrônica. A presença de fases cristalinas e a macrotextura foi analisada por difração de raios X. A microtextura foi caracterizada por difração de elétrons retroespalhados, EBSD. As ligas no estado bruto de fusão e processadas apresentaram fase γ. A melhor condição de homogeneização foi a 1000 ºC por 5 horas. As ligas de urânio deformadas apresentaram fibras α, γ e θ. A intensidade destas fibras variou em função do grau de deformação. Foi notada que a nucleação de grãos recristalizados ocorreu em locais preferenciais. Os grãos recristalizados possuem orientação preferencial. No recozimento, foi possível verificar que a microestrutura das amostras recozidas varia de acordo com o grau de deformação e do tempo de recozimento. A deformação gerou contornos de especiais do tipo CSL (coincidence site lattice) e sua movimentação foi observada com o recozimento.

    Palavras-Chave: uranium-molybdenum fuels; uranium hexafluoride; uranium-gamma; uranium-alpha; uranium-beta; uranium base alloys; melting; vacuum furnaces; annealing; rolling; hot working; materials working; deformation; crystal lattices; nanostructures; heat treatments; recrystallization; crystallography; x-ray diffractometers; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 28042

    SILVA FILHO, JORGE C. . Síntese,caracterização e aplicação de óxido de grafeno reduzido como agente de moagem na preparação de pós TR-Fe-B / Synthesis, characterization and application of reduced graphene oxide as a milling agent in the preparation of RE-Fe-B powders . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 94 p. Orientador: Hidetoshi Takiishi. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-18082021-143557

    Abstract: O presente trabalho aborda o estudo sobre a importância tecnológica dos derivados de grafeno e sua aplicação como agente de moagem para obtenção de pós metálicos, focando na síntese do óxido de grafeno (GO) - método de Hummers modificado - na redução térmica e caracterização do óxido de grafeno reduzido (rGO). Os resultados de difração de raios X (DRX) mostraram a presença de apenas um pico em aproximadamente 2θ = 10° , o qual corresponde ao conjunto de planos de GO em (002). Pode observar-se uma diferença entre a amostra GO e as amostras rGOs após o tratamento térmico, onde a intensidade do pico e os ângulos 2θ foram deslocados, uma vez que o ângulo está entre 25 e 30° referindo-se à redução do GO. A razão de intensidade ID/IG nos espectros de RAMAN, para as amostras m16 e m21 são de 1,45 e 1,87, enquanto para o GO é de 1,36. Isso sugere que novos domínios grafíticos são formados e o número de carbonos sp2 é aumentado. Na análise de Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), o GO apresentou 16,15% at. de sp2 , enquanto nas amostras m20 e m21, esse valor aumenta para 35,51% e 47,85% at., respectivamente. Área superficial de GO obtida a partir da Teoria de Adsorção Multimolecular (BET) é de 23 m2/g e, controlando as variáveis do tratamento térmico da área superficial dos rGOs obtidas foram de 32 à 612 m2/g. Na micrografia do Microscopia eletrônica de Transmissão (MET) foi mostrado que o rGO - utilizado como como agente de moagem - recobriu as partículas dos pós Terra rara-Ferro-Boro (TR-Fe-B). Além disso, o rGO agiu como agente lubrificante, antioxidante, não aglutinante e evitando a soldagem das partículas no pote de moagem. Este recobrimento possibilita o manuseio dos pós TR-Fe-B sem atmosfera controlada (ao ar). A inserção de rGO no processamento de pós TR-Fe-B, gerou o depósito de patente n° : BR 10 2019 016267 8.

    Palavras-Chave: chemical preparation; synthesis; chemical reactions; reduction; graphene; oxide minerals; milling; heat treatments; rare earths; iron; boron; powder metallurgy; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; infrared spectra; fourier transformation; raman spectroscopy

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  • IPEN-DOC 28041

    ZACARIAS, ENIO A. . Comparação de eficiência entre vetores contendo a sequência genômica e complementar, acrescida ou não da região downstream, do hormônio de crescimento humano na terapia gênica / Comparison of efficiency between vectors containing the genomic and the complementary sequences, with or without the downstream region, of the human growth hormone in gene therapy . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 72 p. Orientador: Cibele Nunes Peroni. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16072021-135829

    Abstract: A deficiência de hormônio de crescimento (GHD) é geralmente tratada com injeções repetidas do hormônio recombinante. Nosso grupo tem trabalhado com uma alternativa para o tratamento padrão da GHD, utilizando um modelo de terapia gênica baseado em uma única injeção de DNA plasmidial (naked DNA) contendo a sequência genômica (gDNA) do hormônio de crescimento humano (hGH). Utilizamos uma abordagem in vivo na qual o vetor de expressão é administrado em camundongos anões imunodeficientes (lit/scid), seguido por eletrotransferência. Em estudos anteriores, obtivemos níveis elevados de hGH no soro desses camundongos (~ 20 ng/mL) com uma aproximação de crescimento em relação ao camundongo normal (catch-up growth) de ~ 70% para o peso corporal e de ~ 80% para o comprimento do fêmur, utilizando um vetor plasmidial contendo o gDNA do hGH com o promotor de ubiquitina-C. Por outro lado, em trabalho anterior tivemos uma indicação de que a sequência complementar (cDNA) poderia ter uma vantagem sobre o gDNA em nosso protocolo de terapia gênica. No presente trabalho, nosso objetivo foi realizar um estudo comparativo entre vetores contendo as sequências genômica (gDNA), complementar (cDNA) ou complementar acrescida da região 3' (cDNA 3') do hGH. Primeiro, os vetores foram analisados quanto aos níveis de expressão in vitro mediante transfecção de células HEK-293. Os níveis de hGH foram mensurados por ELISA e atingiram 20,96 ± 4,28 μg/mL para gDNA, 1,59 ± 0,42 μg/mL para cDNA e 3,13 ± 0,71 μg/mL para cDNA+3', após 72 h da transfecção. Uma segunda quantificação foi realizada por RP-HPLC e o padrão de expressão foi o mesmo da quantificação por ELISA. Em seguida, foram realizados bioensaios administrando esses vetores em camundongos lit/scid, via eletrotransferência, no músculo tibial anterior. O primeiro bioensaio foi de 7 dias e, ao final do experimento, os níveis de expressão de hGH foram estatisticamente diferentes somente entre os grupos gDNA/cDNA+3', sendo que o primeiro apresentou o maior nível de expressão. Quanto aos níveis de mIGF-1, não houve diferença estatística entre os grupos gDNA/cDNA+3', apenas esses dois em comparação com o cDNA e, mais uma vez, o grupo gDNA apresentando o maior nível de expressão. Foi realizado um segundo bioensaio, agora de 30 dias, no qual, além dos níveis de hGH e mIGF-1, também foram determinados os incrementos do peso corporal e do comprimento do corpo total, da cauda e dos fêmures. Ao final deste bioensaio, os níveis de expressão de hGH não apresentaram diferença estatística entre os grupos de DNA. Por outro lado, os maiores níveis de expressão de mIGF-1 foram obtidos nos grupos gDNA e cDNA+3'. Finalmente, as porcentagens de catch-up growth foram calculadas e os melhores resultados foram novamente para o gDNA, com variações de 16,6 a 32,4 % para os parâmetros avaliados. Esses resultados indicam, portanto, que o plasmídeo contendo a sequência gDNA é mais eficiente para o estímulo de expressão do IGF-1 e incremento na porcentagem de recuperação dos parâmetros analisados do que as outras sequências de DNA utilizadas. Em conclusão, os resultados alcançados neste projeto são opostos aos esperados por nós, pois acreditávamos que o cDNA poderia apresentar um maior nível de expressão quando comparado ao gDNA, em nosso modelo de terapia gênica. Pelo contrário, o gDNA apresentou os melhores resultados para hGH, mIGF-1 e catch-up growth, seguidos pelos grupos cDNA+3' e cDNA. O fato do cDNA+3' ter apresentado melhores resultados que o cDNA provavelmente é devido à região 3', a qual é conhecida por conter sequências que podem aumentar a eficiência da transcrição. Portanto, continuaremos a utilizar o vetor contendo o gDNA em nossos estudos de terapia gênica.

    Palavras-Chave: sth; hormones; gene therapy; stem cells; bone cells; dna; genome mutations; biological functions; molecular structure; electrical properties; in vitro; skeletal diseases; in vivo; rats; rodents

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  • IPEN-DOC 28040

    MADI, LILIAN L.N. . Responsabilidade por danos causados ao meio ambiente por atividades com materiais nucleares / Liability for damages caused to the environment by nuclear material activities . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 121 p. Orientador: Gian Maria Agostino Angelo Sordi. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-134636

    Abstract: Hoje em dia muito se discute sobre questões relacionadas à preservação do meio ambiente, o que pode ser feito para melhorá-lo, o que deve ser evitado. Nessa discussão surge a questão do potencial da energia nuclear. Um deles é o potencial de geração de energia elétrica, mais barata e com menor impacto ao meio ambiente. No entanto, muito já foi visto no mundo a respeito dos danos que podem resultar de um acidente em usinas nucleares. Em caso de acidente que cause dano efetivo, seja ao meio ambiente ou à população, tanto as normas brasileiras quanto as estrangeiras preveem responsabilidade pela reparação. A Constituição Federal de 1988 determina a competência da União para explorar serviços e instalações nucleares, sendo as atividades de monopólio do Estado as atividades relacionadas aos materiais nucleares e seus derivados. Além disso, a CF/88 atribuiu responsabilidade objetiva por dano nuclear. A Convenção de Viena sobre Responsabilidade Civil por Danos Nucleares, de 21 de maio de 1963, que foi promulgada no Brasil pelo Decreto nº 911/1993, prevê que o operador é responsável por danos nucleares, no caso do Brasil, o operador de uma usina nuclear é a entidade estatal (Autarquia Federal). Assim, em casos de dano nuclear, o Estado deve ser responsabilizado objetivamente. E aqui começam a surgir questões como: O Estado é sempre responsável? Existe alguma possibilidade de exclusão da responsabilidade do Estado? O presente trabalho analisou a Constituição Federal e as normas infraconstitucionais, correlacionando a legislação nuclear e ambiental, bem como doutrina sobre o tema, na tentativa de responder a essas e outras questões, sem, no entanto, pretender esgotar o assunto. Dessa análise pôde-se concluir que as normas ambientais não podem ser aplicadas aos danos causados por materiais nucleares e que seria conveniente que a matéria fosse regulamentada como um ramo autônomo do direito.

    Palavras-Chave: atomic energy laws; national energy acts; pollution laws; public law; radiation protection laws; nuclear waste policy acts; licensing regulations; safeguard regulations; public policy; enforcement; administrative procedures; agreements

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  • IPEN-DOC 28039

    FRANCISCO, LEONARDO H.C. . Desenvolvimento de materiais luminescentes de aluminato de estrôncio dopados com íons terras raras para aplicações em células solares / Development of rare-earth-doped strontium aluminate luminescent materials for solar cells applications . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 163 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-16072021-133606

    Abstract: Atualmente, várias classes de materiais luminescentes dopados com íons terras raras têm chamado atenção devido à sistemas de conversão de energia estruturalmente construídos, capazes de estabelecer frequências específicas de absorção e emissão de luz, expondo novos materiais para potenciais aplicações na área de fotônica. Nesse cenário, este trabalho apresenta o desenvolvimento e funcionalização de materiais de aluminato de estrôncio dopados com íons terras raras sintetizados por via úmida. Os materiais preparados foram funcionalizados por síntese assistida por micro-ondas, utilizando uma combinação de aminosilanos e complexos β-dicetonatos de terras raras, a fim de aumentar sua absorção de luz e promover processos de transferência de energia. Análises por difração de raios X revelaram uma fase monoclínica característica e estável, a qual sofreu alterações significativas após processos de funcionalização. A morfologia e distribuição elementar foram analisadas por técnicas de microscopia, evidenciando alterações de superfície. Estudos espectroscópicos revelaram emissão característica na região do verde, atribuída à luminescência dos dopantes, visto que em materiais recobertos observou-se intensificação desta emissão, sugerindo interações eficientes entre os complexos β-dicetonatos, a rede de SiO2 e a matriz inorgânica. Uma maior absorção para amostras recobertas também foi observada, juntamente com o aumento do tempo de persistência de luminescência em materiais funcionalizados. É destacado que, como os materiais preparados demonstraram faixas de emissão sobrepostas à absorção máxima de corantes comumente utilizados em células solares, estes materiais aspiram aumentar a eficiência de conversão e armazenamento de energia em dispositivos fotovoltaicos.

    Palavras-Chave: photovoltaic cells; solar cells; energy conversion; rare earth complexes; doped materials; luminescent concentrators; strontium; metamict state; aluminates; silicon dioxide; microwave radiation; surface energy; surface properties; adsorption; surface ion sources; engineering; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 28036

    FERREIRA, LUCAS A. dos S. . Sinterização, microestrutura e condutividade elétrica da zircônia estabilizada com céria / Sintering, microstructure and electric conductivity of ceria-stabilized zirconia . 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-16072021-125043

    Abstract: Materiais cerâmicos policristalinos à base de zircônia estabilizada na fase tetragonal tem sido extensivamente estudados e propostos para diversas aplicações. A zircônia contendo 12% mol em céria (12Ce-TZP) possui estrutura tetragonal e destacadas propriedades termomecânicas. Neste trabalho verificou-se o efeito da sinterização na estabilização da fase tetragonal, microestrutura e condutividade elétrica da 12Ce-TZP obtida por reação em estado sólido. As amostras foram preparadas pelo método de mistura de óxidos reagentes seguido pelos métodos de sinterização rápida e em duas etapas, além do convencional. Medidas de difração de raios X mostraram que as amostras sinterizadas convencionalmente sob diversas temperaturas foram totalmente estabilizadas na fase tetragonal, atingindo densidades relativas de até 99% da teórica. A retração linear dos compactos de 12Ce-TZP atingiu 21% até 1450 ºC, e as temperaturas de retração inicial e de taxa de retração máxima foram 1100 ºC e 1150 ºC respectivamente, determinadas por dilatometria. Amostras produzidas para a investigação das temperaturas ideais de trabalho na sinterização em duas etapas apresentaram coexistência entre as fases monoclínica e tetragonal, que foram quantificadas por meio do método dos polimorfos. Foi confirmado via microscopia eletrônica de varredura que as amostras sinterizadas em duas etapas apresentam tamanhos de grão menores que as sinterizadas convencionalmente, apesar de serem igualmente densas. O tamanho médio dos grãos foi calculado pelo método do intercepto linear. Medidas de condutividade elétrica foram feitas por espectroscopia de impedância.

    Palavras-Chave: ceramography; ceramics; materials testing; sintering; zircon; cerium; yttrium; electric conductivity; solid state physics; nanomaterials; sample preparation; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; electric impedance

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  • IPEN-DOC 28035

    SANTAELLA, CESAR R.K. . Efeito da adição de terras raras no processo de boretação do aço AISI1045 / Effect of rare earth additions in the boronizing process of AISI 1045 steel . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 188 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-16072021-123815

    Abstract: Elementos terras raras têm sido utilizados em tratamentos termoquímicos de cementação, nitretação e boretação para acelerar a difusão. Nestes processos, cloretos de cério e lantânio são adicionados como reagentes, e a resultante difusão de elementos terras raras no substrato metálico modifica as fases e propriedades das camadas formadas. Para uma investigação mais abrangente do efeito dos elementos terras raras nos tratamentos termoquímicos de superfície, ítrio, lantânio, neodímio, samário e gadolínio foram adicionados aos reagentes do processo de boretação em granulados na forma de óxidos e nitratos. O tratamento termoquímico foi realizado em duas temperaturas diferentes, 840ºC e 900ºC e o patamar em temperatura foi fixado em 4 h. As camadas de boretos assim formadas na superfície de amostras de aço carbono AISI 1045 foram caracterizadas por meio de microscopia óptica, ensaio de microdureza, difração de raios-X, espectroscopia de emissão óptica de descarga luminescente e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X. O potencial de boro do meio boretante, modificado pela adição de elementos terras raras, foi avaliado através da análise química da concentração de boro em fitas de ferro por espectrometria de emissão óptica de plasma indutivamente acoplado. Os resultados mostraram que a adição de elementos terras raras aos reagentes do processo de boretação, tanto na forma de óxidos como de nitratos, promove aumento da difusão de boro, observável em profundidades de camada maiores na temperatura de processo de 900ºC, e em concentração maior de boro na camada, para boretação realizada a 840ºC. Nessa temperatura, foi possível constatar que a adição de nitratos de lantânio, neodímio, samário e gadolínio aos reagentes do processo de boretação não tem efeito catalisador nas reações de liberação de boro nascente para difusão no substrato de aço AISI 1045, o que sugere que os efeitos da adição de elementos terras raras sobre a difusão de boro no aço está relacionada com a formação de boretos terras raras tridimensionais nos contornos de grão, em subestruturas tubulares através das quais os átomos de boro se difundem facilmente e atingem maiores profundidades de penetração. O tipo de boreto difere entre os elementos terras raras adicionados em razão da ampla variação de raios iônicos dos elementos investigados, e para o processo de boretação realizado a 840ºC, a difusão de boro é inversamente proporcional ao raio iônico do elemento terra rara utilizado.

    Palavras-Chave: rare earths; thermochemical processes; carburization; nitrides; boron; cerium; lanthanum chlorides; yttrium; neodymium; samarium; gadolinium; alloys; diffusion; layers; formed coke processes; carbon steels; surface treatments; standardization; x-ray diffraction; x-ray photoelectron spectroscopy; glow discharges; emission spectroscopy

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  • IPEN-DOC 28034

    QUEIROZ, CARLA M.S. . Preparação de catalisadores Pt/CeO2 via método de redução por álcool para a oxidação preferencial de monóxido de carbono em misturas ricas em hidrogênio (PROX-CO) / Study of the preparation of Pt/CeO2 catalysts via alcohol-reduction method for the preferential oxidation of carbon monoxide reaction under hydrogen-rich stream (CO-PROX) . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 213 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-16072021-114142

    Abstract: O interesse pela produção e purificação do hidrogênio tem aumentado nas últimas décadas, particularmente porque este importante insumo pode ser utilizado para geração de energia limpa e sustentável, via tecnologia de células a combustível. No entanto, para o emprego nesses dispositivos de conversão de energia, é imprescindível que o hidrogênio utilizado seja de altíssima pureza. Dentre os contaminantes presentes no gás hidrogênio, destaca-se o monóxido de carbono, que envenena os eletrodos do sistema de célula a combustível, levando a desativação e consequente perda de sua eficiência. Para purificação do hidrogênio, um dos processos mais promissores refere-se à oxidação preferencial do monóxido de carbono catalisada (PROX-CO), pois promove a remoção de CO para níveis menores que 100 ppm. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar o desempenho de catalisadores de Pt/CeO2, Pt-Fe/CeO2, Pt-Sn/CeO2 e Pt-Ru/CeO2 destinados à reação de PROX-CO, preparados através do método de redução por álcool, que consiste na preparação de dispersões coloidais de nanopartículas, numa única etapa de síntese, apresentando tamanho e distribuição bem uniformes. Este é um método bastante promissor, amplamente utilizado para preparação de eletrocatalisadores para aplicações em célula a combustível, mas que ainda não está relatado na literatura como método de síntese de catalisadores destinados à reação de PROX-CO. Os catalisadores estudados foram caracterizados através de técnicas de espectrometria dispersiva de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e redução com hidrogênio à temperatura programada. Os desempenhos catalíticos foram avaliados na reação PROX-CO, conduzidos em pressão atmosférica e temperaturas variando desde ambiente até 150 °C. Os resultados revelam que os catalisadores de Pt-Fe/CeO2 apresentam-se como os mais promissores para purificação de correntes ricas em hidrogênio via reação de PROX-CO.

    Palavras-Chave: platinum; cerium alloys; catalysts; oxidation; iron alloys; tin alloys; ruthenium alloys; carbon monoxide; hydrogenation; streams; selective catalytic reduction; alcohols; processing; alcohol fuel cells; electrochemical cells; x-ray diffractometers; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 28033

    SOUSA JUNIOR, ADERSON R. de . Avaliação de dose em radiologia diagnóstica pediátrica / Dose evaluation in pediatric diagnostic radiology . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-15072021-163406

    Abstract: De acordo com o relatório do Conselho Nacional de Proteção Radiológica (NCRP, 2004), nos Estados Unidos foi registrado um aumento médio anual nas exposições médicas de 0,6 mSv/ano para 3 mSv/ano entre os anos de 1987 a 2006. No Brasil, vem crescendo a taxas próximas de 10% ao ano, e os exames de diagnóstico por imagem, segundo dados do DATASUS, tiveram acréscimo de 45,27% entre dezembro de 2000 a 2006 (SOARES, 2011). As crianças são mais sensíveis à exposição à radiação e por terem maior expectativa de vida, têm maior chance e risco de manifestar as consequências dessa exposição ao longo de suas vidas. "Este trabalho tem por objetivo geral a identificação e avaliação da dose entregue aos pacientes em radiografia médica, em exames de tórax pediátrico na faixa etária de um a cinco anos", conforme termos adotados pela ANVISA, Ministério da Saúde e OMS. Para isso, foi desenvolvido um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA), especialmente projetado para avaliação da dose de radiação em paciente pediátrico. Para as avaliações foram utilizados dosímetros termoluminescentes (TLD) de CaSO4:Dy (sulfato de cálcio dopado com disprósio), desenvolvido pelo Laboratório de Materiais Dosimétricos do IPEN/CNEN (FORNER, 2019), e seguidos os procedimentos do Comitê de Avaliação de Serviços de Ensaio e Calibração - CASEC (IRD, 2001). As exposições com raios X foram efetuadas em um Serviço Público Municipal de Pronto Atendimento (PA), situado no Município de Cotia, fora do IPEN, parceiro do trabalho.

    Palavras-Chave: pediatrics; children; diagnosis; radiotherapy; radiology; nuclear medicine; polyacrylates; pmma; radiation injuries; radiation detection; radiation detectors; thermoluminescent dosemeters; dosimetry; absorbed radiation doses; effective radiation doses; equivalent radiation doses; genetically significant dose; clinical trials; patients; occupational exposure; regional analysis

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  • IPEN-DOC 28032

    CASTRO, MAYSA C. de . Desenvolvimento de um sistema dosimétrico de referência para feixes laboratoriais de tomografia computadorizada / Development of a dosimetric reference system for laboratory computed tomography beams . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 124 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-15072021-162151

    Abstract: Um dos fatores que mais estão ligados à radiação ionizante é o seu uso na prática médica (exames de diagnóstico, tratamentos e proteção radiológica). Os exames de tomografia computadorizada (TC) são os responsáveis pela maior dose recebida pelos pacientes. Portanto, é importante que os equipamentos estejam calibrados; a dosimetria destes feixes é realizada utilizando uma câmara de ionização do tipo lápis com comprimento de volume sensível de 10 cm. Para este tipo de feixe não existe um sistema padrão primário, então o intuito deste trabalho foi o estabelecimento de um sistema de referência para o Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), São Paulo, fazendo uso de uma câmara de extrapolação, para feixes de raios X de tomografia computadorizada. A caracterização desta câmara foi realizada e os resultados obtidos encontram-se dentro dos limites recomendáveis internacionalmente, exceto para o teste de dependência energética como já era esperado; as taxas de kerma no ar também foram determinadas para os feixes de radiação utilizados, portanto foi necessária a determinação de alguns fatores de correção obtidos experimentalmente e por meio de simulações computacionais utilizando o código MCNP5 (Monte Carlo). Neste trabalho, foram ainda caracterizadas duas câmaras de ionização do tipo lápis com 10 cm e 30 cm de comprimento de volume sensível e os resultados obtidos encontram-se dentro dos limites recomendados internacionalmente. Todas as câmaras de ionização também foram testadas no laboratório padrão primário National Physical Laboratory (NPL), Inglaterra, e os resultados foram comparados com os obtidos no LCI, estando em concordância. Finalmente, foi possível o estabelecimento de um sistema de referência utilizando uma câmara de extrapolação para feixes laboratoriais de tomografia computadorizada. Utilizando este sistema foi possível calibrar a câmara do tipo lápis padrão do laboratório e a comparação com o certificado não ofereceu uma diferença relevante, visto que essa câmara foi calibrada há onze anos atrás.

    Palavras-Chave: calibration; computerized tomography; dosimetry; extrapolation chambers; ionization chambers; laboratories; radiation metrology

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  • IPEN-DOC 28031

    FAUSTINO, MAINARA G. . Qualidades das águas urbanas : caracterização do escoamento superficial urbano quanto à ocorrência espacial e sazonal de multitraçadores / Urban waters qualities: characterization of urban runoff as to the spatial and seasonal occurrence of multi-tracers . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 189 p. Orientador: Maria Aparecida Faustino Pires. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-15072021-160209

    Abstract: O escoamento superficial, proveniente de águas pluviais, é considerado uma fonte de poluição difusa e seu estudo pode auxiliar no saneamento das áreas urbanas. O presente estudo avaliou o fenômeno do first flush, que indica se a taxa de emissão mássica é maior durante as primeiras porções de escoamento do que durante sua última porção, por meio de determinações da concentração dos metais e elementos-traço, nas formas totais e dissolvidos, carbono orgânico total e ensaios de ecotoxicidade aguda com Daphnia similis, além dos parâmetros físico-químicos (pH, temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido e sólidos totais) em amostras de água provenientes do escoamento superficial em uma área urbana - São Paulo/Brasil. O estudo foi conduzido em uma rede de drenagem urbana, área de circulação e estacionamento, do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN, localizado no campus da Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira (CUASO) da Universidade de São Paulo - USP. A coleta das amostras foi realizada com um amostrador integrado de 4 (estágios), em diferentes sazonalidades, verão e inverno de 2017 e primavera, verão, outono e inverno de 2018, em quatro pontos distintos. A determinação dos metais e elementos-traço (Al, Sb, B, Cd, Ca, Ce, Pb, Cu, Cr, Sr, Fe, In, La, Mg, Mn, Mo, Ni, K, Na, Si, Ti, Th, U e Zn) foi realizada utilizando os métodos de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma de Argônio (ICP OES) e Espectrometria de Massas com Plasma de Argônio (ICP-MS). A qualidade dos resultados analíticos foi avaliada pela análise de materiais de referência certificado. Seus resultados de desvio padrão relativo e de erros relativos foram inferiores a 15% para a maioria dos elementos. Os resultados demostraram uma diminuição da concentração dos metais e do teor de sólidos em função do fluxo de água pluvial coletado no amostrador integrado. Corroborando com a literatura, indicando que a taxa de emissão mássica (first flush) ocorre nas primeiras porções de escoamento. Os ensaios mostraram teores não significativos de toxicidade. Com a análise de ACP foi possível verificar as principais influências de contaminantes, como tráfego de carros, deposição atmosférica e matéria orgânica e foi possível concluir que as águas de escoamento superficial provenientes da água de chuva, coletada na área do Campus, não interferem de forma significativa nos recursos hídricos da região.

    Palavras-Chave: runoff; rain water; variations; climate models; seasons; urban areas; water pollution monitors; sample preparation; structural chemical analysis; content analysis; metals; toxicity; trace amounts; icp mass spectroscopy; certification; inspection; quality control; multivariate analysis

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  • IPEN-DOC 28030

    KUMMER, KARINE . Estudo pré clínico de cicatrização de feridas com curativos de hidrogel com nanoprata em ratos / Pre-clinical study of wound healing with hydrogel dressings with nanosilver in rats . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 71 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. Coorientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-14072021-161733

    Abstract: OBJETIVO: Comparar o processo de cicatrização de segunda intenção de feridas cutâneas em ratos Wistar considerando a eficácia de curativos de hidrogel com nanoprata. METODOLOGIA: Estudo experimental com 69 ratos Wistar machos, jovens com idade entre 90 e 120 dias. Os animais foram distribuídos em três grupos que receberam tratamento com curativo de hidrogel, e hidrogel com 22ppm e 44ppm de nanoprata, sendo o curativo trocado a cada 48 horas. Foi realizada a remoção de aproximadamente 2cm2 de pele e tecido subcutâneo do dorso dos animais, que receberam os tratamentos sendo eutanasiados com 24 horas, 3 dias, 7 dias, 14 dias, 21 dias e 30 dias. O projeto foi aprovado no CEUA FAPAC/ ITPAC PORTO sob número 006/2017. As peças de pele retiradas foram submetidas à procedimentos de rotina para blocagem e histotécnica. Os cortes histológicos foram analisados qualitativamente a fim de avaliar comparativamente a estrutura do tegumento epitelial e dérmico no grupo controle e experimental com o programa Past. Os resultados quantitativos utilizou-se como análise estatística ANOVA e Kruskal-Wallis com nível de significância de 95%. RESULTADOS: Com 24 horas de tratamento os indicadores de atividade inflamatória e área de colágeno foram significativamente maior no grupo controle bem como a neovascularização, quando comparado com os dois grupos de tratamento com a prata. Nos tempos de 3, 7 e 14 dias não houve diferenças estatísticas entre os tratamentos utilizados. Com 21 dias todas as lesões já estavam cicatrizadas por completas com espessura da epiderme variando em torno de 100μm; e as amostras tratadas com 44ppm de prata expressaram média maior que os outros tratamentos de maneira estatisticamente significativa. Após 30 dias observou-se que os três grupos comportaram-se de maneira parecida (médias pouco discrepantes) nos três parâmetros analisados: formação de colágeno, espessura da epiderme e contagem do número de vasos. Entretanto, o teste ANOVA mostrou que o grupo controle apresentou maior espessura de epiderme que os demais grupos, com um nível de significância (p = 0,043). E o tratamento com 44ppm de prata mostrou melhor resultado na formação de colágeno. CONCLUSÕES: O curativo é transparente, mantem o meio úmido, não adere no leito da ferida e é de fácil remoção e acompanhamento. Houve controle inflamatório das lesões tratadas com curativos com nanoprata em 24 horas de uso. Em 21 e 30 dias o tratamento de hidrogel com 44ppm de nanoprata mostrou maior expressividade em colágeno e formação de novos vasos sanguíneos, mostrando melhor resultado tardio na cicatrização que os demais tratamentos. Todas as lesões cicatrizaram por completo, sem diferença de tempo, mostrando que os curativos com prata propiciaram o processo de cicatrização em segunda intenção de feridas não infectadas, em dorso de ratos.

    Palavras-Chave: animal tissues; skin diseases; healing; wounds; subcutaneous injection; epithelium; epidermis; nanomaterials; silver; hydrogels; in vivo; rats; rodents; histological techniques; data covariances; statistical models; systems analysis

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  • IPEN-DOC 28029

    LIMA, GEAN B. de . Índice z, ferramenta para a garantia da qualidade de resultados analíticos em análise por ativação neutrônica / Z-score, a tool for quality assurance of analytical results in neutron activation analysis . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 131 p. Orientador: Edson Gonçalves Moreira. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-160645

    Abstract: Com a difusão da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, a necessidade de implantação de sistemas de gestão da qualidade em laboratórios químicos tornou-se indispensável. Diante disso, a utilização de materiais de referência certificados (MRC) e materiais de referência (MR) se tornou fundamental na validação de métodos, controle de resultados analíticos e demonstração da cadeia de rastreabilidade metrológica. No entanto, uma questão importante é como um laboratório analítico deve utilizar os resultados de medição que produz a partir dos MRC. MRC são fundamentais para se avaliar a veracidade de métodos analíticos, porém a veracidade não é uma grandeza e, portanto, não pode ser expressa numericamente. O erro relativo porcentual, o índice z e o erro normalizado são algumas formas de quantificar a veracidade. Neste estudo, foi definido como material de partida as dissertações de mestrado e teses de doutorado desenvolvidas no Laboratório de Análise por Ativação (LAN) do IPEN - CNEN/SP, no período de 2006 a 2019. Nesse período, os pesquisadores do LAN orientaram 53 dissertações e 23 teses, num total de 76 documentos. Verificou-se quais trabalhos possuem dados disponíveis para a realização dos cálculos, visando o comparativo de resultados. Da quantidade total de trabalhos analisados, 22 apresentaram dados possíveis de serem utilizados para o propósito deste trabalho. Com a finalidade de comparar métodos e testar cálculos distintos, foi elaborada uma planilha utilizando o Microsoft Office Excel 2016 utilizando os critérios definidos neste trabalho. De forma conjunta com a planilha, foi desenvolvida uma plataforma online para a realização de tais cálculos, que pode ser acessada pelo endereço: <http://slan.pythonanywhere.com//>

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; hot labs; certification; licensing; performance testing; quality assurance; standards; computer codes; data covariances; errors; statistics

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  • IPEN-DOC 28028

    FONTES, ERIC H. . Estudo experimental e teórico da oxidação eletroquímica do etanol em meio alcalino por eletrocatalisadores core-shell Au@Pd/C e Pd/C / Experimental and theoretical studies of ethanol oxidation in alkaline medium by core-shell Au@Pd/C and Pd/C . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 183 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-14072021-154529

    Abstract: O aumento na atividade catalítica da oxidação do etanol trará benefícios na performance de Células a Combustível Direta a Álcool, mas para que isso ocorra, a clivagem da ligação C-C associada aos processos de desidrogenação do etanol se faze necessário. Existe ainda uma lacuna no desenvolvimento de eletrocatalisadores que possuem essa habilidade, no entanto, as nanopartículas do tipo core-shell são fortes candidatas a promover novas propriedades eletrônicas que facilitam essa clivagem. A técnica de Espectroscopia Raman permitiu observar efeitos físicos característicos de nanopartículas de Au@Pd, e, juntamente com a DFT possibilitou identificar ligações híbridas Pd-C para Pd/C. A técnica de DRX permitiu observar a presença da estrutura cristalina dos eletrocatalisadores, no entanto, não foi possível observar variações nos parâmetros de rede. As técnicas TEM e STEM possibilitaram identifcar dispersões e deposições das nanopartículas metálicas sobre o suporte de carbono. As técnicas de STEM, Nano-ESD e core level XPS reveleram a presença da estrutura core-shell Au@Pd suportada em Carbono e que posteriormente foi comprovada por um método desenvolvido nesta tese. Além disso, as técnicas core level XPS e Nano-EDS revelaram respectivamente uma espessura do shell de 2,74 nm e 2,56 nm o que corresponde a uma espessura de 12 ML. Já a técnica de core level XPS para Au@Pd/C, revelou também uma homogeneidade na distribuição da composição ao longo da superfície, enquanto que diferentes estados de oxidação do Au não foram observados. Já a composição atômica ao longo da superfície do eletrocatalisador Pd/C variou em cerca de 30% relativo ao próprio material. A técnica de depth profiling XPS permitiu obter informações sobre a composição e os estados de oxidação ex situ em função da profundidade dos eletrodos, enquanto que a técnica de XPS de banda de valência permitiu obter informações experimentais da densidade de estados dos eletrocatalisadores e compará-los com as densidades de estados obtidos por DFT. Os resultados eletroquímicos foram promissores para o eletrocatalisador Au@Pd/C devido à elevada produção de dióxido de carbono. A produção de dióxido de carbono foi favorecida nos ânodos à base de Au e Pd devido a estabilidade da espécie CO, menor ativação para a clivagem da ligação C-C e menor Δ Greação (via DFT). Os resultados de DFT e VBXPS foram contrários ao previsto pela Teoria do centro da banda-d, no entanto, foram condizentes com o modelo de Anderson-Newns-Grimley. Além disso, o modelo ANG (englobando a descritor εμ) descreveu corretamente a interação metal - metal e metal - adsorbatos. Por Fim, o mecanismo de oxidação do etanol em meio alcalino foi incompleto, paralelo e com uma predominância de espécies C1 para os eletrocatalisadores Au@Pd/C.

    Palavras-Chave: alcohol fuel cells; direct ethanol fuel cells; direct methanol fuel cells; palladium complexes; catalyst supports; carbon; electrocatalysts; electrochemistry; fourier analysis; fourier transform spectrometers; fourier transformation; x-ray diffraction; optical depth curve; x-ray spectrometers; photon emission; scanning electron microscopy; transmission electron microscopy; transmission electron microscopy; electrodes; oxidation; field theories

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  • IPEN-DOC 28027

    BEZERRA, ANDRE de S. . Caracterização dos pacientes portadores de câncer de próstata, atendidos em hospital de referência do estado do Tocantins : aptos à braquiterapia? / Characterization of patients with prostate cancer, seen at a referral hospital in the state of Tocantins - able to brachytherapy? . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 53 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-153508

    Abstract: A observação e identificação dos fatores preditores de resultados e morbidade são essenciais na seleção ideal de pacientes que podem utilizar a braquiterapia como modalidade de tratamento do câncer de próstata. É capaz de melhorar o controle tumoral, aliviar os sintomas associados à doença e, com isso, melhora a qualidade de vida de pacientes. O estado do Tocantins não oferece essa modalidade terapêutica, disponibiliza apenas tratamento por cirurgia, terapia hormonal ou radioterapia externa convencional, sem conseguir atender toda a demanda. O objetivo desta pesquisa é analisar a população de pacientes portadores de câncer de próstata atendidos no Hospital Geral Público de Palmas no ano de 2015, verificar quantos estariam aptos à braquiterapia e analisar o impacto caso ela pudesse ser ofertada. O método empregado foi quantitativo, com as características de uma análise retrospectiva, transversal e descritiva. Realizado na maior unidade de saúde estadual, o Hospital Geral Público de Palmas, apesar de suas grandes dimensões, convive com os principais problemas do Sistema Único da Saúde, como superlotação e desabastecimento. Verificou-se que a maior parte dos pacientes atendidos correspondia à idade de 70 a 79 anos, perfazendo um total de 45%. Predominantemente eram do estado do Tocantins, mas alguns moravam em outros estados (Pará). Os dados relacionados ao escore de Gleason mostraram que houve uma predominância dos níveis 6 e 7, indicando tumores de grau baixo/intermediário. Os pacientes analisados apresentaram estadiamento predominante II e III do CaP, e que 36,11% deles estavam aptos à braquiterapia. A aplicação deste método impactaria positivamente reduzindo a demanda por leitos, internações e consultas ambulatoriais, possibilitando mais 52 dias/leito disponíveis ao HGPP ao ano, reduziria os custos com tratamento fora de domicílio, permitiria a reabilitação precoce, além de contribuir para a descentralização do serviço.

    Palavras-Chave: neoplasms; prostate; tumor cells; brachytherapy; iodine 125; radiotherapy; internal irradiation; external irradiation; human populations; pathological; epidemiology; statistical data; compiled data; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 28026

    GOMES, ALISSANDRA de M. . Eletrotransferência do gene do hormônio de crescimento de camundongo associada à administração de células-tronco mesenquimais em modelo murino de osteogênese imperfeita / Electrotransference of the mouse growth hormone gene associated with the administration of mesenchymal stem cells, in a murine model of osteogenesis imperfecta . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 131 p. Orientador: Cibele Nunes Peroni. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-145052

    Abstract: Ensaios pré-clínicos e clínicos de terapia gênica e terapia celular vêm sendo desenvolvidos e aplicados de forma bastante promissora, ao longo das últimas décadas, frente à procura pela cura ou pela melhora efetiva de diversas desordens genéticas. Nosso grupo de Terapia Gênica do Centro de Biotecnologia, do IPEN, possui ampla experiência na entrega in vivo de DNA plasmidial contendo os genes do hormônio de crescimento humano (hGH) e murino (mGH) para o tratamento de camundongos GH-deficientes, desenvolvendo protocolos que apresentaram resultados bastante relevantes nos últimos 10 anos. Diante disso, neste trabalho propomos uma abordagem inédita baseada na associação entre a terapia gênica in vivo e o transplante alogênico de células-tronco mesenquimais para o tratamento da osteogênese imperfeita (OI) em um modelo murino, o camundongo oim. A principal característica da OI é a fragilidade óssea causada, principalmente, pelas mutações nos genes que sintetizam ou processam o colágeno tipo I, e nos genes responsáveis pela maturação dos osteoblastos. Inicialmente, nós avaliamos duas linhagens de células-tronco mesenquimais (CTMs), extraídas de dois tecidos diferentes, medula óssea (CTM-MO) e tecido adiposo (CTM-TA), a fim de compreender quais das duas melhor exerce um papel osteo reparador sobre os fêmures de camundongos oim. Estas células foram aplicadas localmente através dos côndilos femorais dos camundongos oim, previamente irradiados. O bioensaio para comparação entre essas duas células apresentou resultados positivos em relação à ação das CTM-TA sobre a melhora da qualidade óssea dos fêmures destes animais, através da dosagem da cadeia αII (I) do colágeno tipo I, e sobretudo pelos resultados significativos (P < 0,05) obtidos na avaliação biomecânica. Desta forma, esta linhagem foi escolhida para o bioensaio de avaliação pré-clínica, associando o transplante alogênico destas células à eletroporação do gene do mGH. As técnicas utilizadas foram baseadas em protocolos pré-clínicos realizados por nosso grupo de terapia gênica, tanto para a melhora fenotípica de modelos GH-deficientes, quanto para a de camundongos oim heterozigotos. Os resultados revelaram que a associação entre a terapia gênica in vivo e o transplante das CTM-TA foi estatisticamente significativa (P < 0,05) em relação ao controle negativo para praticamente todos os parâmetros avaliados, mostrando que estas células possuem sua atividade reparadora, possivelmente, potencializada pela super expressão do mGH. Coletivamente, os dados encontrados neste trabalho abrem novos horizontes para o entendimento da ação das CTM-TA na reparação tecidual, assim como o papel anabolizante do GH sobre a melhora do fenótipo da OI tipo I.

    Palavras-Chave: sth; hormones; gene therapy; stem cells; bone cells; fibroblasts; proteins; biological functions; molecular structure; electrical properties; magnetic fields; cobalt 60; carbon dioxide fixation; skeletal diseases; adenovirus; in vivo; rats; rodents

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  • IPEN-DOC 28010

    OTOMO, JULIANA I.; JESUS, TATIANE A de; COELHO, LÚCIA H.G.; MONTEIRO, LUCILENA R. ; HUNTER, COLIN; HELWIG, KARIN; ROBERTS, JOANNE; PAHL, OLE. Effect of eight common Brazilian drugs on Lemna minor and Salvinia auriculata growth. Environmental Science and Pollution Research, v. 28, n. 32, p. 43747-43762, 2021. DOI: 10.1007/s11356-021-13795-9

    Abstract: The growth of two species of macrophytes (Lemna minor and Salvinia auriculata) under the effect of a mixture of amoxicillin, caffeine, carbamazepine, dipyrone, ibuprofen, losartan, omeprazole, and tenivastatin was investigated by bioassay. Three concentration levels were utilized in this study (10, 200, and 500 μg L−1) using a growth inhibition test based on the OECD 221/2006 guidelines. The frond number, total area, and chlorophyll a level were selected as suitable end points. For L. minor, at all concentrations, a significant difference in the total frond number was observed and the growth inhibition varied from 30 to 70% at the low and high concentrations, respectively. No significant growth change was observed to S. auriculata exposed to the mixture of drugs. Thus, individual drug tests were performed for L. minor which demonstrated stimulation in growth, when exposed to most drugs individually, except tenivastatin which was identified as the drug responsible for the significant growth inhibition seen in the mixture. The L. minor enhanced growth was probably caused by N molecule transformation to ammonium and nitrate, essential nutrients for plants.

    Palavras-Chave: waste water; bioassay; algae; drugs; growth; inhibition

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  • IPEN-DOC 28025

    VARGAS, DOUGLAS D.T. . Desenvolvimento de modelo de gestão da qualidade de produto e processo produtivo de placas cerâmicas / Development of a quality management model of product and productive process of ceramic tiles . 2007. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 165 p. Orientador: Claudio Rodrigues. DOI: 10.11606/T.85.2007.tde-14072021-141456

    Abstract: A placa cerâmica é um material que faz parte da cadeia produtiva da construção civil destinada a revestir pisos e paredes de ambientes residenciais, comerciais e industriais. A indústria brasileira de placas cerâmicas destaca-se no cenário nacional e internacional, e em 2006 foi a terceira maior produtora mundial. As empresas brasileiras investem continuamente na modernização do parque industrial, no aumento da produtividade, na fabricação de novos modelos, na diversificação de tamanhos e na melhoria da qualidade buscando satisfazer as exigências do consumidor. A disputa pelo mercado fez com as empresas adotassem diferentes estratégias para conquistar o consumidor. De um modo geral, as empresas que utilizam o processo de moagem via úmida adotaram a estratégia de diferenciação do produto e as empresas que utilizam a moagem via seca a estratégia baseada em custos. De acordo com o Código de Defesa do Consumidor as placas cerâmicas devem atender a norma técnica NBR 13818 de 1997, editada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que estabelece as especificações que o produto deve cumprir. No presente trabalho foi desenvolvido uma proposta de modelo gestão da qualidade para a indústria cerâmica constituída dos principais requisitos que interferem na qualidade do processo de fabricação e do produto que contribua para o atendimento das especificações da norma técnica. Foi realizada uma avaliação preliminar da qualidade de placas cerâmicas fabricadas no Brasil para determinar o grau de conformidade em relação à norma técnica NBR 13818:1997. O modelo de gestão foi aplicado em empresas fabricantes de placas cerâmicas para avaliar as práticas de gestão da qualidade, identificar oportunidades para a melhoria e verificar os resultados na qualidade do produto. Verificou-se que a implantação do modelo de gestão contribuiu para que as empresas fabricantes de placas cerâmicas aperfeiçoassem os controles internos nas matérias-primas e processos produtivos, padronizassem a execução das atividades de fabricação e melhorassem o treinamento do pessoal.

    Palavras-Chave: ceramics; coatings; walls; buildings; floors; ceramics industry; domestic supplies; construction; standardization; production; knowledge management; milling; water supply; drying; separation processes; quality control; consumer products; consumer protection

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  • IPEN-DOC 28024

    SILVA, NATALIA F. da . Desenvolvimento e caracterização de um detector do tipo TH-GEM para metrologia das radiações ionizantes / Development and characterization of a TH-GEM based detector for ionizing radiation metrology . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-14072021-123833

    Abstract: O campo de detectores gasosos microestruturados representa atualmente um setor de tecnologias em crescimento dinâmico, entre as quais os detectores do tipo TH-GEM (THick Gas Electron Multiplier ) estão em destaque para uso em larga escala e aplicações generalizadas. As variações de detectores neste conceito têm sido utilizadas para dosimetria para diversos tipos de feixes de radiação e na produção de imagens. Com o intuito de contribuir com essa linha de pesquisa, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um protótipo com características adequadas para metrologia das radiações ionizantes de baixas energias (feixes padronizados de mamografia). Este estudo foi pautado em simulações para otimização das condições de detecção e do detector, construção de um protótipo e na sua caracterização experimental. Determinou-se, por simulação de Monte Carlo, a influência de cada componente do detector do tipo TH-GEM na energia depositada no volume sensível, obtendo-se os valores de 0,09% para o invólucro, 0,01% para a placa coletora e 44% para a placa de amplificação. A espessura de 6 mm de alumínio para a blindagem foi obtida para uma eficiência de 99%. A placa de amplificação construída consiste em uma placa de circuito impresso perfurada em um padrão hexagonal, com orifícios de (0,254 ± 0,021) mm de diâmetro e (1,11 ± 0,12) mm de distância entre eles. A placa de amplificação foi submetida à caracterização elétrica onde foram obtidos os valores de (15,3 ± 0,4) GΩ para resistência e de (65,3 ± 1,7) pS para condutância. Para a caracterização experimental o detector do tipo TH-GEM foi preenchido com a mistura de Ar/CH4 na concentração 90/10. Foram obtidos experimentalmente valores para o ganho efetivo de 1,45 ± 0,10, 1,60 ± 0,10, 1,90 ± 0,12 e 2,20 ± 0,10 para as diferenças de potenciais aplicadas à placa de amplificação de 200 V, 300 V, 400 V e 450 V respectivamente. Além disso, foi possível verificar um comportamento linear da resposta do detector com a variação da corrente no tubo de raios X.

    Palavras-Chave: beams; computerized simulation; dosimetry; electron multipliers; mammary glands; monte carlo method; radiation detectors; radiation metrology

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  • IPEN-DOC 28023

    DANTAS, ANA C.B. . Análise de sensibilidade em códigos de desempenho de combustíveis nucleares / Sensitivity analisys in nuclear fuel performance codes . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-114644

    Abstract: Para o licenciamento de reatores nucleares é essencial que sejam apresentados cálculos e evidência experimental comprovando que sua operação obedece à normas de segurança impostas pelos órgãos reguladores. Este trabalho se propõe a efetuar uma análise de sensibilidade e quantificação de incertezas sobre o código TRANSURANUS adaptado para o uso do revestimento de aço inoxidável AISI-348 em varetas de combustível de um reator PWR, permitindo identificar quais os dados de entrada mais relevantes aos modelos do TRANSURANUS, bem como um intervalo de confiança para os resultados obtidos. A análise foi feita através da amostragem por métodos de Monte Carlo, onde os dados de entrada referentes à geometria e composição da vareta de combustível apresentam uma distribuição normal truncada nas tolerâncias de fabricação. Os valores aleatórios gerados foram usados como dados de entrada do TRASURANUS e, após múltiplas execuções, os resultados do TRANSURANUS referentes à temperatura central do combustível, pressão interna da vareta e deformação do revestimento foram usados para a obtenção do intervalo de confiança e a realização de uma análise de sensibilidade por decomposição da variância.

    Palavras-Chave: nuclear fuel; fuel management; spent fuel elements; production; fuel rods; cladding; surface coating; stainless steel-348; pwr type reactors; activation analysis; accuracy; performance; sensitivity; data covariances; computer codes

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  • IPEN-DOC 28022

    PIRANI, DEBORA A. . Resinas de troca iônica e materiais nanoestruturados aplicados no tratamento de efluentes de urânio / Ion exchange resins and nanostructured materials applied to the treatment of uranium effluents . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-110940

    Abstract: Os inúmeros processos do ciclo do combustível nuclear além de produzir os materiais de interesse, geram efluentes contendo urânio em concentrações suficientemente elevadas que impedem que se descarte diretamente na rede de coleta de esgotos. Devido ao seu comportamento químico, o urânio estará presente em solução aquosa predominantemente como íon uranila, UO22+ (UVI). Na presença de ânions como SO42-, Cl-, PO42- e CO32- o íon uranila formará outros complexos aniônicos. Técnicas como a extração por solvente, co-precipitação, troca iônica e separação por membranas são usadas para a separação do urânio em solução aquosa. O objetivo deste trabalho é separar o urânio em concentrações da ordem de 100 mg L-1 presentes em soluções aquosas e avaliar a adequação de materiais nanoestruturados e/ou trocadores iônicos no tratamento de efluentes contendo esse metal. Para remover o urânio de efluentes foram utilizadas duas técnicas: troca iônica e adsorção em quitosana depositada sobre nanopartículas de magnetita. Na técnica de troca iônica avaliou-se as resinas Dowex 1-X8 e IRA 910. Utilizou-se uma coluna de 2 cm de diâmetro empacotada com 30 mL de resina. Foram realizados quatro experimentos variando o pH (3, 5, 7 e 8). O experimento realizado com pH 8 apresentou melhores resultados para remoção de urânio. Houve uma eficiência de remoção de 99,99%, diminuindo o teor de urânio da solução de 163 para 0,02 mg L. As amostras foram analisadas por Espectrometria de Emissão Óptica com Fonte de Plasma de Argônio, ICP-OES e por Espectrometria de Massas com Fonte de Plasma de Argônio, ICP-MS. As nanopartículas de magnetita revestidas com quitosana foram preparadas em quatro etapas: a obtenção das nanopartículas de magnetita por precipitação simultânea dos íons férrico e ferroso em pH 11; o preparo da solução acética de quitosana e a obtenção do revestimento das partículas de magnetita por quitosana. As nanopartículas foram posteriormente caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, MET, e por Difratometria de Raios X, DRX.

    Palavras-Chave: aqueous solutions; chitin; fuel cycle; ion exchange; magnetite; nanoparticles; nuclear fuels; transmission electron microscopy; uranium; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 28021

    MARCELO, LARISSA A. . Caracterização da união por brasagem MIG entre o aço endurecido na estampagem a quente (PHS) e o aço carbono (CR4) utilizando ensaios metalográficos e mecânicos e por correlação de imagens digitais (DIC) / Characterization of the MIG brazing joint between heat strengthened steel (PHS) and carbon steel (CR4) using metallographic and mechanical tests and by digital image correlation (DIC) . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Cristiano Stefano Mucsi. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-105705

    Abstract: A busca em fabricar veículos cada vez mais sustentáveis e seguros, por conta da crise dos recursos naturais e a preocupação com a segurança veicular, fez crescer o uso de novos matérias e métodos de conformação e união dos componentes da carroceria. As propriedades da coluna B determinam a segurança dos passageiros em caso de colisão lateral. A coluna B é constituída por materiais diferentes, e por isso, necessitam de uma técnica de reparo com a mesma qualidade da fabricação das montadoras. Assim, o objetivo do presente trabalho é realizar a caracterização mecânica da união entre o aço 22MnB5 endurecido na estampagem a quente e o aço CR4, pela brasagem MIG com adição do arame Cu-Si e o gás de proteção argônio. Os materiais utilizados foram, amostras do aço 22MnB5 revestidas por Al-Si e CR4 revestido por zinco. A união foi realizada a partir de dois projetos de corpo de prova, nomeados de furo regular circular e furo oblongo regular. Os ensaios realizados (dureza Vickers, metalografia e tração), se enquadram na norma AWS A5 C3. 3-2008. Os resultados obtidos, demonstraram uma queda na resistência mecânica na zona termicamente afetada pelo calor do aço 22MnB5 e sugere-se problemas no reaquecimento da região que apresentou mudanças na microestrutura. Porém no ensaio de tração com a técnica de correlação de imagens digitais (DIC), as propagações das trincas e as fraturas ocorreram no material de base CR4.

    Palavras-Chave: hardening; steels; sample preparation; shape; materials working; hot working; brazing; aluminium alloys; silicon alloys; chromium alloys; welding; gas metal-arc welding; argon; shielding; performance testing; sintering; correlations; digital systems; image processing

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✔ É possível efetuar a busca de um autor ou um termo em todo o RD, por meio do Buscar no Repositório , isto é, o termo solicitado será localizado em qualquer campo do RD. No entanto esse tipo de pesquisa não é recomendada a não ser que se deseje um resultado amplo e generalizado.

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Exemplo:

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

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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