Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 29787

    REIS, EDUARDO A. dos; SILVA, GELSON T.S.T. da ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; RIBEIRO, CAUE. Revisiting electrocatalytic CO2 reduction in nonaqueous media: promoting CO2 recycling in organic molecules by controlling H2 evolution. Energy Technology, v. 11, n. 6, p. 1-18, 2023. DOI: 10.1002/ente.202201367

    Abstract: Electrochemical CO2 reduction to fuels or commodity chemicals using renewable energy has drawn attention as a strategy for closing the anthropogenic chemical carbon cycle. More than that, enhancing the C–C coupling between the intermediates could lead to producing a range of high-value multi-carbon molecules. Although the research mainly focuses on the aqueous media for the electrochemical CO2 reduction reaction (eRRCO2), using nonaqueous electrolytes has the advantage of suppressing the hydrogen evolution reaction, controlling the protonassisted reduction reactions, and favoring the C–C coupling. Herein, the use of nonaqueous electrolytes for eRRCO2 and the components of the electrochemical reactor that affect the selectivity of the reaction are revisited. This review provides a perspective view of recent findings compared to well-established papers while presenting what is known about eRRCO2 in nonaqueous media.

    Palavras-Chave: nonaqueous solvents; electrocatalysts; chemical reactions; reduction; electrolytes; carbon dioxide

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  • IPEN-DOC 29786

    ERNESTO-JIMENEZ, VILLAR ; MARTINS, WELITON S.; WETTER, NIKLAUS U. . Ordered photonic colloidal suspensions. Applied Optics, v. 62, n. 11, p. 2707-2710, 2023. DOI: 10.1364/AO.477410

    Abstract: Ordered photonic structures (photonic crystals) have seen increasing interest in recent years due to their potential applications, which depend on fabrication technologies suitable for mass production. In this paper, we studied by light diffraction the order in photonic colloidal suspensions composed by core-shell (TiO2@Silica) nanoparticles suspended in ethanol and water solutions. Light diffraction measurements show order in these photonic colloidal suspensions, being stronger in ethanol compared with suspensions in water. Strong and long-range Coulomb interaction explains the order and correlation in the scatterers’ (TiO2@Silica) position, which favors significantly the interferential processes as localization of light.

    Palavras-Chave: crystal structure; photons; titanium oxides; silica

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  • IPEN-DOC 29785

    DIPOLD, JESSICA ; BORDON, CAMILA D.S.; MAGALHAES, EVELLYN S.; KASSAB, LUCIANA R.P.; JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO; WETTER, NIKLAUS U. . 1337 nm emission of a Nd3+-doped TZA glass random laser. Nanomaterials, v. 13, n. 13, p. 1-11, 2023. DOI: 10.3390/nano13131972

    Abstract: Random lasers have been studied using many materials, but only a couple have used glass matrices. Here, we present a study of zinc tellurite and aluminum oxide doped with different percentages of neodymium oxide (4 wt.%, 8 wt.%, and 16 wt.%) and demonstrate for the first time random laser action at 1337 nm. Laser emission was verified and the laser pulse’s rise time and input–output power slope were obtained. A cavity composed of the sample’s pump surface and an effective mirror formed by a second, parallel layer at the gain-loss boundary was probably the main lasing mechanism of this random laser system. The reason for the absence of emission at 1064 nm is thought to be a measured temperature rise in the samples’ active volume.

    Palavras-Chave: doped materials; laser materials; neodymium lasers; scattering; glass; tellurium oxides

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  • IPEN-DOC 29784

    ZAMBONI, CIBELE B. ; METAIRON, SABRINA ; GIOVANNI, DALTON N.S. ; MEDEIROS, JOSE A.G. de ; AZEVEDO, MARIA R. . Ions and metal dosage in human health: trends and progress using radiations. In: REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS 42, 26-29 de setembro, Natal, RN. Resumo... 2022.

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  • IPEN-DOC 29783

    PRADO, FELIPE M. ; FRANCO, TOMAS J. ; VIEIRA, TARCIO de A. ; WETTER, NIKLAUS U. . High-power Nd:YLF four-level lasers with 68% slope efficiency. Applied Optics, v. 62, n. 8, p. C49 - C52, 2023. DOI: 10.1364/AO.476541

    Abstract: Three laser resonators are demonstrated emitting at 1053 nm and pumped at 797 nm by volume Bragg gratingequipped diodes, achieving the highest reported efficiencies for Nd:YLF in a four-level system, to the best of our knowledge. A peak output power of 880 W is achieved by pumping the crystal with a diode stack of 1.4 kW of peak pump power.

    Palavras-Chave: neodymium lasers; resonators; optical radar

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  • IPEN-DOC 29782

    BERECZKI, ALLAN ; WETTER, NIKLAUS U. . Dynamic stable ring resonator for high-power continuous single-frequency lasers: conditions for a compact resonator. Applied Optics, v. 62, n. 8, p. C38 - C42, 2023. DOI: 10.1364/AO.477415

    Abstract: When considering dynamically stable resonators, ring lasers are good choices because they have a stability interval that is twice as large as that of linear resonators and sensitivity to misalignment decreasing with pump power; however, the literature does not provide easy design guidelines. A ring resonator utilizing Nd:YAG side pumped by diodes allowed single-frequency operation. The output single-frequency laser had good output characteristics; however, the overall length of the resonator did not allow for building a compact device with low misalignment sensitivity and larger spacing between longitudinal modes which could improve single-frequency performance. Based on previously developed equations, which allow for ease of design of a ring dynamically stable resonator, we discuss how to build an equivalent ring resonator, aiming to building a shorter resonator with the same stability zone parameters. The study of the symmetric resonator containing a pair of lenses allowed us to find the conditions to build the shortest possible resonator.

    Palavras-Chave: resonators; lasers; neodymium lasers; yttrium compounds; length; semiconductor diodes

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  • IPEN-DOC 29781

    LEVY, D. ; LEVY, P.J.; VILLAVICENCIO, A.L.C.H. . La interdisciplinariedad en la educación básica: libro didáctico para la enseñanza de las ciencias nucleares. In: SIMPOSIO INTERNACIONAL SOBRE EDUCACIÓN, CAPACITACIÓN, DIFUSIÓN Y GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO NUCLEAR, 3rd, July 26-29, 2022, Santiago, Chile. Proceedings... 2022.

    Abstract: La Base Nacional Común Curricular (BNCC) es un documento de carácter normativo que define el conjunto de aprendizajes esenciales, competencias y habilidades de la escolaridad básica para todas las escuelas brasileñas. El documento que define las etapas de la educación infantil y enseñanza fundamental fue homologado en 2017, y en 2018 se aprobaron las etapas para la Enseñanza Secundaria. La BNCC contempla cuestiones relacionadas con las ciencias nucleares, buscando el desarrollo de habilidades y competencias para una comprensión justa sobre reacciones nucleares y sus aplicaciones. Sin embargo, los propios profesores no fueron preparados para discutir el tema con profundidad y, generalmente, el tema se aborda de forma superficial a fin de cumplir el contenido mínimo requerido. El presente trabajo presenta el desarrollo de una propuesta pedagógica interdisciplinaria pasible de ser incorporada en la Enseñanza Básica, de forma transversal y integradora, desmitificando la irradiación de alimentos y la generación de energía nuclear, estes controvertidos temas que afectan a la vida humana en escala local, regional y global. El material consiste en una colección de libros ilustrados para los estudiantes, libros para docentes y un manual con actividades que se pueden desarrollar en diferentes disciplinas: portugués, matemáticas, ciencias, inglés, historia y geografía. Los libros son elaborados con alto rigor científico y articulan la tecnología nuclear con temas de interés a la sociedad en los más diversos aspectos, como el social, sanitario y económico, entre otros. El objetivo de esta propuesta pedagógica, a ser sometida al Ministerio de Educación de Brasil, es auxiliar a profesores y estudiantes en la construcción colectiva del conocimiento, incentivando la investigación de las ciencias nucleares, imprimiendo nuevos sentidos a la vida cotidiana, ampliando los horizontes de elecciones personales y profesionales de las nuevas generaciones.

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  • IPEN-DOC 29780

    LEVY, D.; LEVY, P.J.; PAZ, A.L. . El uso didáctico de las tecnologías digitales para la divulgación científica de la tecnología nuclear. In: SIMPOSIO INTERNACIONAL SOBRE EDUCACIÓN, CAPACITACIÓN, DIFUSIÓN Y GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO NUCLEAR, 3rd, July 26-29, 2022, Santiago, Chile. Proceedings... 2022.

    Abstract: El presente trabajo describe la evolución de una plataforma educativa para la divulgación de las ciencias nucleares, una temática que sigue siendo un misterio para gran parte de la sociedad brasileña. El objetivo de esta propuesta es la diseminación de la información científica de forma gratuita, inclusiva y amplia, posibilitando el acceso de la información a niños y profesores, incluyendo los públicos geográficamente distantes o socialmente desvalidos. Para la orientación y el desarrollo tecnológico del proyecto los investigadores acompañan anualmente las publicaciones oficiales sobre tendencias de acceso a las Tecnologías de la Información y Comunicación (TICs), con indicadores sobre posibilidades y limitaciones en cuanto al acceso a la Internet en domicilios y escuelas en Brasil y Latinoamérica. Paralelamente, se desarrollan los contenidos didácticos de cuño científico sobre las diversas aplicaciones de la tecnología nuclear: uso médico, aplicaciones industriales, generación de energía, preservación del patrimonio histórico e irradiación de alimentos, entre otros. Esta acción educativa va al encuentro de los informes oficiales del gobierno brasileño sobre acciones anheladas por las políticas públicas acerca de los medios digitales para potenciar la diseminación de la información. Por ser un material inédito en Brasil y en el mundo, de interés para otros países de la Región, la plataforma inicialmente disponible en portugués fue enteramente traducida al español. Esta es una acción educativa en consonancia con las más modernas tendencias para la divulgación científica, en un mundo de rápidos cambios tecnológicos donde se hace necesaria la adopción de nuevos enfoques pedagógicos y un mayor uso de las TICs en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Especialmente en un mundo post pandemia, donde educadores y estudiantes experimentaron el aislamiento social y reclamaron soluciones virtuales de calidad para mejorar el aprendizaje académico, este proyecto educativo sigue contribuyendo a la construcción del conocimiento de niños, adolescentes y docentes.

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  • IPEN-DOC 29779

    LEVY, D. ; SORDI, G.M.A.A. ; RODRIGUES, D.L. ; CARNEIRO, J.C.G.G. . Digital technology tools to improve professional development in brazilian radioactive facilities. In: SIMPOSIO INTERNACIONAL SOBRE EDUCACIÓN, CAPACITACIÓN, DIFUSIÓN Y GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO NUCLEAR, 3rd, July 26-29, 2022, Santiago, Chile. Proceedings... 2022.

    Abstract: This article focuses on digital technology tools to improve workers' skills in Brazilian radioactive facilities. Uniprorad is a web-based system designed to improve the global communication about radiological protection in this very large country, where it is a strong challenge to ensure high quality professional information to as many people as possible. This article presents the authors' experience in the communication of radiological protection and the evolution of this web-based system. Created in 2013, the system Uniprorad is constantly updated to offer a complete web-based repository in Portuguese for research, consultation and information. The content presents discussions related to optimization (since 2013), monitoring (developed in 2015), potential exposure (since 2017) and communication on occupational risk agents in the workplace (started in 2019). Regarding risk agents in the workplace, the content has been developed to teach the identification and evaluation of the various risk agents (physical, chemical biological and ergonomic) and their association to ionizing radiation. In addition, to concepts, definitions and theory, the Project Uniprorad counts on interactive exercises, about radiological protection taking into account.the best practices for radioactive facilities in order to meet both national standards and international recommendations. The aim of this paper is to provide a critical review of the evolutions of this web-based system to outreach this target audience, and to assist other experts on planning and implementing effective strategies to communicate radiological protection. The results of this experience support the idea that in a rapid-changing world it is a must to invest in constant innovations to improve professional development.

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  • IPEN-DOC 29778

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento: Criticalidade Inicial do Reator IPEN/MB-01 – Núcleo com Elementos Combustíveis Tipo Placa. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Julho, 2023. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-083-05). Restrito.

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

    Abstract: Este relatório trata do comissionamento operacional da Criticalização inicial do Reator IPEN/MB-01. Para tal são colocadas 3 das 4 barras de controle (BC#1, BC#2 e BC#4) na posição obtida pelo cálculo, obtendo-se a posição de criticalidade do sistema através da Curva do inverso de multiplicação dos nêutrons (1/M) para a barras de controle BC#3. O comissionamento visa a verificar se o procedimento atende aos critérios de projetos estabelecidos no relatório de análise de segurança (RAS).

    Palavras-Chave: commissioning; criticality; reactors; control elements; safety analysis; ipen-mb-1 reactor

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  • IPEN-DOC 29777

    BERRETTA, JOSE R. . Desenvolvimento de detector de nêutrons utilizando cristal cintilador de CsI dopado com Li / Development of neutron detector using Li-doped CsI scintilator crystal . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 112 p. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-21062023-154456

    Abstract: A detecção da radiação e a medida de suas propriedades são requisitos para o desenvolvimento de todas as áreas da tecnologia nuclear e suas aplicações. Entre as suas aplicações, destacam-se: a pesquisa científica, a aplicação médica, a operação de reatores, a área de proteção radiológica e as aplicações industriais. A detecção dos nêutrons não é trivial, tendo em vista a falta de cargas elétricas dessas partículas e a peculiaridade de suas interações com a matéria. Outra dificuldade na detecção de nêutrons é que a radiação emitida pela fonte de nêutrons está sempre acompanhada de radiações de outras naturezas, o que dificulta a discriminação eletrônica dos impulsos gerados pelos nêutrons, dos gerados por outras radiações. Neste trabalho, foram estudados cristais baseados em CsI para aplicação como detectores de nêutrons usando como dopante o Li, avaliando a resposta de detecção de nêutrons em diferentes concentrações de dopantes (entre 10-1 M a 10-4 M). A reação do nêutron com o Li é dada como: n+6Li→3H(2,75 MeV) + 4He(2,05 MeV) com σ= 940 b. Foram feitos estudos com nêutrons provenientes da fonte de AmBe incidindo em blocos de parafina e avaliando a resposta dos detectores aos nêutrons termalizados incidentes no cristal. Um cristal puro de CsI foi usado como referência para avaliar o ganho de eficiência com o aumento da concentração de dopante na matriz CsI. O código MCNP foi usado para avaliar qual a melhor espessura do cristal cintilador para a obtenção de maior eficiência de detecção de nêutrons

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  • IPEN-DOC 29776

    HAYEK, RICARDO R.A. . Análise comparativa da integração de enxertos alógenos liofilizados e irradiados versus enxertos xenógenos em áreas submetidas à cirurgia de levantamento de seio maxilar bilateral para implantes dentários / Comparative Analysis of the Integration of Lyophilized and Irradiated Allograft Versions Versus Xenograft Grafts in Areas Submitted to Bilateral Maxillary Sinus Surgery Surgery for Dental Implants . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 199 p. Orientador: Monica Beatriz Mathor. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-06062023-154353

    Abstract: O objetivo deste trabalho foi realizar análise clínica, torque de instalação, Ostell® ISQ, análise histomorfométrica, tomográfica, microtomografia computadorizada e tomografia por coerência óptica, comparativa do aloenxerto ósseo liofilizado irradiado (FDBA) com o mineral ósseo bovino (BBM) nas elevações do assoalho do seio maxilar. No total, 15 seios maxilares bilaterais de 15 pacientes (idade média = 52,71 ± 15 anos) foram submetidos a aumento sinusal. Os pacientes foram divididos em dois grupos de teste (15 seios cada). O primeiro grupo foi enxertado com osso aloenxerto liofilizado irradiado (FDBA) e o segundo grupo recebeu mineral ósseo bovino (BBM). Após 6 meses, amostras ósseas de cada grupo foram coletadas para análises não destrutivas e destrutivas. As taxas de sobrevivência do implante foram de 86,7% (grupo FDBA) e 93,4% (grupo BBM) 6 meses após o carregamento funcional. No grupo FDBA observamos osso primário com osteócitos mais irregulares, áreas mais organizadas do que outras demonstrando um crescimento irregular. O osso neoformado estava em contato estreito com os chips residuais de osso alógeno liofilizado, que foram lentamente substituídos por osso novo pelo processo de substituição rasteira, confirmando que esse material do enxerto tem um grande potencial de osteocondução e deve ser manipulado diferente do osso congelado (FFB). O grupo BBM mostrou partículas de BBM em contato próximo com o osso novo, com pontes visíveis da matriz osteóide e células osteoblásticas ao seu redor. Nenhum caso mostrou sinais de infiltrado inflamatório agudo ou crônico. Ambos os materiais atuaram como arcabouços ou scaffolds osteocondutores e podem ser utilizados com sucesso como substitutos ósseos em cirurgias de aumento de seios maxilares. Observou-se na histomorfometria que houve uma neoformação óssea significante no grupo alógeno em relação ao grupo xenógeno. Conclui-se que tanto o FDBA quanto o BBM no aumento do seio maxilar resultaram em altas porcentagens de formação óssea nova e permitiram a colocação do implante com uma baixa taxa de falha da osseointegração no seguimento de 6 meses.

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  • IPEN-DOC 29775

    SOUZA, GIOVANNI . Study of cirrus clouds physical properties over the state of São Paulo, Brazil, from CALIPSO/CALIOP level 2 data / Estudo das propriedades físicas das nuvens cirrus sobre o estado de São Paulo, Brazil, a partir dos dados de nível 2 do CALIPSO/CALIOP . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06062023-145409

    Abstract: Satellite measurements have made an enormous contribution to the development of scientific knowledge. By providing data on atmospheric components over large areas and long periods of time, these instruments have enabled researchers to gain a much deeper understanding of the environment. In this study, we analyzed level 2 data from the CALIPSO/CALIOP satellite to investigate the physical and optical characteristics of cirrus clouds in the state of São Paulo between 2007 and 2017. The study showed that cirrus is the most present type of cloud in the region, and they mainly form at altitudes between 10 km and 14 km, and average thickness of 1.4 km. They form at low temperatures, typically less than -40°C. The analysis of the seasonal characteristics showed that the frequency of occurrence of cirrus clouds increase during summer, and coincide with the formation of convective clouds due to the formation of cirrus from anvil clouds. The optical depth analysis revealed that the most common type of cirrus is thick (optical depth > 0.3), with a overall frequency of occurrence above 45%. These results provide valuable insights into the behavior of cirrus clouds in the region and demonstrate the important role that satellite measurements can play in advancing our understanding of the atmosphere.

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  • IPEN-DOC 29774

    NOGUEIRA, ANDRE L. . Algoritmos matemáticos aplicados em resultados experimentais / Mathematical algorithms applied to experimental results . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 147 p. Orientador: Casimiro Sepúlveda Munita. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-06062023-143404

    Abstract: Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da imputação de dados (métodos: média, autoencoder, análise de agrupamento e c-médias), avaliar os métodos de detecção de outliers (métodos: Mahalanobis e Mahalanobis robusta) e padronização de dados (transformadas z-score, mínimo-máximo, mínimo-máximo melhorada, logarítmica e Box-Cox) na análise de agrupamento, assim como identificar os métodos mais adequados para a base de amostras arqueológicas estudada. A base de dados foi fornecida pelo Grupo de Estudos Arqueológicos do IPENCNEN/SP, de modo que foram analisadas 140 amostras de fragmentos cerâmicos de três sítios arqueológicos. Para análise das amostras foram utilizados 13 elementos químicos: As, Na, Ce, Cr, Eu, Fe, Hf, La, Nd, Sc, Sm, Th e U. Os resultados mostraram que não houve impacto da imputação de dados nos métodos de agrupamento hierárquicos, particionais/crisp, c-médias e c-médias com polinômio fuzzificador. A exclusão dos outliers detectados pela distância Mahalanobis teve impacto no aumento da coesão entre as amostras dos sítios B e C. As transformadas utilizadas para padronização das amostras alteraram os valores da estatística de Hopkins, bem como as imagens VAT. As funções implementadas, desenvolvidas no software estatístico R, deram origem a uma aplicação web.

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  • IPEN-DOC 29773

    SILVA, DEBORAH Y.B. da . Propriedades dielétricas da titânia co-dopada / Dielectric properties of co-doped titania . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-144132

    Abstract: Neste trabalho foram investigadas a microestrutura, as propriedades elétricas e dielétricas da titânia contendo dopantes à base de terras raras. O principal objetivo foi avaliar o efeito da temperatura de sinterização e da concentração de dopantes tri- e pentavalentes na microestrutura e nas propriedades elétricas e dielétricas dos materiais sinterizados. Cerâmicas de TiO2 contendo Y2O3 e Nb2O5 foram preparadas pelo método convencional de mistura dos reagentes na proporção estequiométrica seguida de reação em altas temperaturas. Os teores de dopantes foram de 2,5; 5 e 10% mol e as temperaturas de sinterização foram 1480 e 1500 ºC. A caracterização das amostras foi realizada por meio de técnicas de difração de raios X, para identificação das fases cristalinas, e observação da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura com espectroscopia de energia dispersiva associada e microscopia de varredura por sonda. As propriedades elétricas e dielétricas foram estudadas por meio de medidas de espectroscopia de impedância. A microestrutura resultante evidenciou a formação de fases de impureza, especialmente YNbTiO6, para 5% e 10% mol de dopantes, e densidades aparentes acima de 80% da densidade teórica. Além da fase de impureza, excesso de dopantes deram origem a outras fases nos contornos de grão, como evidenciado por microscopia eletrônica. Os tamanhos médios de grão variaram entre 20 e 30 µm. A sinterização em 1500 ºC produziu uma fase amorfa nos contornos de grão e crescimento acentuado dos mesmos, sugerindo a formação de fase líquida durante a sinterização. Para todas as composições foi obtida permissividade elétrica colossal (acima de 1.000). Valores de energia de ativação para a condução através dos contornos de grão variaram entre aproximadamente 0,2 e 0,33 eV evidenciando um comportamento semicondutor. A tangente de perdas a 60 ºC foi de ≈ 0,2. A maior permissividade elétrica foi obtida para a composição contendo 5% mol de dopantes.

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  • IPEN-DOC 29772

    BORAZANIAN, TATYANA C.F. . Síntese e caracterização de filmes autolimpantes aplicados sobre rochas carbonáticas / Synthesis and characterization of self-cleaning films applied on carbonate rocks . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 89 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-06062023-091111

    Abstract: Nesta pesquisa, a superfície de rocha carbonática mármore branco nacional, que é um material usado como revestimento externo na construção civil foi recoberta com filmes fotocatalíticos autolimpantes à base de titânio. Os filmes foram obtidos pela aplicação de um sol à base de titânio utilizando-se um aerógrafo. As amostras foram tratadas termicamente a 400 e 450 ºC ou irradiadas por luz UVC por até 5 h. Nos testes de autolimpeza, as amostras foram previamente manchadas com o corante azul de metileno e submetidas à radiação UVA por até 60 h. Os testes de aquecimento das amostras antes da deposição do filme indicaram leve alteração do padrão colorimétrico do mármore. Entretanto, todas as amostras presentaram ΔE < 5, considerado um padrão aceitável para manutenção e restauração de superfícies históricas. A presença dos filmes sobre a superfície das rochas não alterou significativamente o padrão colorimétricos desses substratos, os quais se mantiveram dentro dos valores aceitáveis. Todas as amostras, inclusive sem filme, apresentaram caráter hidrofílico. As amostras tratadas em mufla apresentaram acentuada hidrofilicidade e, quanto maior a temperatura de tratamento térmico, mais acentuado o caráter hidrofílico. As amostras tratadas em luz UVC, apesar de se mostrarem hidrofílicas, apresentaram ângulos de contato bem maiores, da ordem de 79º. Nos testes de autolimpeza após manchamento com corante azul de metileno e exposição à luz UVA observou-se que os filmes tratados em mufla mancharam pouco, o que pode ser atribuído à maior hidrofilicidade dessas superfícies, e a variação colorimétrica ao final do ensaio era pouco perceptível. Os filmes expostos à radiação UVC, entretanto, apresentaram manchas muito visíveis ao final do tratamento, embora a descoloração ocorra de forma contínua ao longo do tempo. Tanto para as amostras tratadas termicamente em mufla, quanto para as amostras irradiadas em luz UVC não foram observadas diferenças significativas de variação colorimétrica entre filmes bicamada e tricamada, o que indica que o aumento da espessura é desnecessário para atingir resultados equivalentes.

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  • IPEN-DOC 29771

    TEIXEIRA, ANDRE L. de M. . Detecção de borda em imagens de escoamento bifásico de um circuito experimental de circulação natural pelo método FUNED (Fuzzy Number Edge Detector) / Edge detection in biphasic flow images of an experimental natural circulation circuit by the FUNED (Fuzzy Number Edge Detector) method . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Roberto Navarro de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-103507

    Abstract: Este trabalho aplicou o método FUNED (do inglês "Fuzzy Number Edge Detector") que é baseado em números Fuzzy para detecção de contornos em um conjunto de imagens digitais de escoamento bifásico obtidas em experimentos no Circuito de Circulação Natural (CCN) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). O algoritmo se baseia na utilização de cada pixel da imagem adquirida como um número Fuzzy para gerar uma imagem que permita mostrar a pertinência do pixel em relação às regiões de borda e fundo. A imagem-pertinência gerada é utilizada como base para a identificação das bordas, onde um pixel branco significa valores acima do limiar e um pixel preto indica valores abaixo desse valor, processo conhecido como binarização da imagem. Após encontrar-se o limiar ótimo, é aplicada a técnica de supressão de não-máximos para criar uma borda mais fina. As imagens finais do método são comparadas com imagens idealmente classificadas (construídas pixel a pixel por um especialista). A mesma comparação foi realizada utilizando-se o clássico detector de bordas de Canny, permitindo-se mostrar a eficiência do detector de bordas FUNED. Os resultados mostraram que o método FUNED detectou corretamente entre 19% e 25% dos pixels que foram idealmente classificados como borda pelo especialista e, de forma complementar detectou corretamente entre 96% e 98% dos pixels classificados como fundo. O detector de Canny foi aplicado nas mesmas imagens e sob a mesma análise, apresentou um percentual de acertos entre 25% e 39% na predição do que era borda e complementarmente, entre 98% e 99% do que era fundo.

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  • IPEN-DOC 29770

    ZUFFI, ARMANDO V.F. . Creation and spatial-temporal characterization of gas targets and plasmas for laser-electron acceleration / Criação e caracterização espaço-temporal de alvos gasosos e plasmas para aceleração de elétrons por laser . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 147 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-111730

    Abstract: The acceleration of electrons by lasers is a technique that has been gaining importance all over the world in recent years due to its potential to decrease the size and complexity of accelerators, favoring the diffusion of this technology to conventional laboratories, with the inevitable emergence of new science and applications. The High Intensity Ultrashort Laser Pulses Laboratory at IPEN has been working to implement the first laser-electron acceleration infrastructure in Brazil and Latin America. For this purpose, we are currently focusing efforts on different challenges, ranging from the creation and characterization of micrometric gaseous targets and laser-induced plasmas for particle acceleration, to the upgrade of a laser system to achieve the needed peak powers. This PhD thesis explores a significant portion of these challenges, starting with the fabrication of micrometric de Laval nozzles by ultrafast laser micromachining in alumina, to generate laser targets in the form of supersonic gas jets in vacuum. Nozzles were manufactured in a home-built trepanning setup, and their geometry and surface quality dependence on the laser and machining parameters were studied, resulting in fabrication protocols that create de Laval nozzles capable of generating supersonic jets used as targets for laser-plasma interactions. To diagnose the micro-jets and the plasmas, a time-resolved Mach-Zehnder-like interferometer was developed, built, and coupled to a pump-probe setup to study the plasma dynamics with femtosecond resolution. In this setup, density profiles of gas jets and laser-induced plasmas were measured with a spatial resolution of a few micrometers. In addition, a detailed study of the laser-induced plasma evolution in air was conducted from tens of femtoseconds to hundreds of picoseconds, in which plasma formation, impact ionization, and electron recombination were investigated, using algorithms and softwares developed by our group. This diagnostic setup proved to be reliable to characterize the density gradients of micrometric laserinduced plasmas, becoming a permanent setup for further laser-electron acceleration developments at IPEN.

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  • IPEN-DOC 29769

    GALVAO, HUGO P. . Análise de desempenho da contenção e dos sistemas de segurança do reator nuclear modular IRIS para um cenário de acidente severo / Contaiment and safety system performance assessment of IRIS nuclear reacotr IRIS for severe accident scenario . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Julian Marco Barbosa Shorto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-153951

    Abstract: Os reatores nucleares modulares (SMRs) são os mais recentes reatores nucleares projetados para gerar energia elétrica, cujos componentes e sistemas podem ser fabricados no mesmo local e transportados como módulos para os locais de instalação, gerando considerável redução nos custos do projeto. A maioria dos projetos de SMR adotam recursos de segurança avançados ou mesmo inerentes e podem ser projetados como uma planta única ou de múltiplos módulos. Os SMRs estão em desenvolvimento para todas as principais linhas de reatores, como por exemplo, reatores refrigerados a água, a gás, metal líquido e sal fundido. Neste trabalho, o SMR IRIS (International Reactor Innovative and Secure) foi abordado como reator de referência. Tal modelo de reator foi representado por meio da aplicação de três códigos de referência na área nuclear. Para avaliar o desempenho dos sistemas de segurança e da contenção, o SMR IRIS foi condicionado à evolução de um cenário de acidente severo com a imposição de uma série de condições de contorno, de forma a desafiar a capacidade de mitigação desse reator. A análise dos resultados obtidos permitiu verificar o comportamento dos principais sistemas do reator. Destacando-se a capacidade de remoção do calor residual e redução da evolução temporal da pressão. Além disso, demonstrou-se a capacidade da contenção deste reator em atuar como uma importante barreira de confinamento de material radiativo para o ambiente externo.

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  • IPEN-DOC 29768

    TABUTI, FRANCISCO N. . Desenvolvimento de célula a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária a etanol direto com camada catalítica à base de céria / Development of direct ethanol intermediate temperature solid oxide fuel cell with ceria-based catalytic layer . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 106 p. Orientador: Fabio Coral Fonseca. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-150928

    Abstract: As células a combustível de óxidos sólidos (SOFC) apresentam diversas vantagens com relação a dispositivos tradicionais geradores de energia, inclusive se comparadas a outros tipos de célula a combustível. Entre as principais características das SOFC destacam-se: elevada eficiência de conversão, descentralização da produção de energia, possibilidade de uso de combustíveis diversos como gás natural e etanol - que são estratégicos para Brasil - e a baixa emissão de poluentes. Entretanto, existem várias barreiras a serem superadas para a difusão dessa tecnologia. Entre elas, a alta temperatura de operação da célula - que resulta em vários problemas para montagem e operação de um sistema de potência elevando o custo do sistema - e a desativação da célula devido à deposição de carbono na superfície do anodo de níquel quando a célula é alimentada com hidrocarbonetos. Muitas pesquisas têm buscado superar estes problemas garantindo a estabilidade da SOFC. A estratégia escolhida para se tentar solucionar esse problema é a utilização de componentes anódicos ativos para reforma catalítica do combustível, associado a um processo de reforma interna do combustível, fornecendo H2 e CO, passíveis de oxidação eletroquímica. Desta maneira, este trabalho de doutoramento aborda estes dois aspectos: (I) baixar a temperatura de operação da célula para temperaturas intermediárias, ou seja, de 850 °C para 600 °C e (II) utilização direta do etanol como combustível pelo processo de reforma interna. São apresentados os resultados de testes de células operando com etanol direto em alta temperatura e resultados de células suportadas no anodo com camadas catalíticas - sem a presença de metais preciosos - operando com etanol direto em temperaturas intermediárias. São descritos os procedimentos para fabricação da célula suportada no eletrólito e para preparação e aplicação das suspensões utilizadas nas diferentes camadas da célula. Também são descritos os sistemas utilizados nos testes de célula. Como principal resultado, obteve-se a estabilização da corrente de saída da célula vii operando com etanol direto tanto a 850 °C quanto a 700 °C sem adição de água ao combustível.

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  • IPEN-DOC 29767

    SILVA, LEANDRO G. de M. e . Visita virtual ao reator nuclear de pesquisa IEA-R1 / Virtual visit to the IEA-R1 nuclear research reactor . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 128 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-162824

    Abstract: Diante de uma iminente crise mundial de combustíveis fósseis, preocupações com o meio ambiente e aumento crescente na demanda por energia, a expectativa de crescimento de reatores nucleares no mundo é algo que vem sendo cada vez mais considerado. Faz-se necessário então, a divulgação dessa tecnologia para que a sociedade e o meio estudantil possam receber informações corretas sobre os benefícios da tecnologia nuclear. Embora o Brasil tenha dois reatores de potência e quatro reatores de pesquisa espalhados pelo país, as visitas a essas instalações são praticamente inviáveis, por questões de distância e segurança. Pensando nisso, o uso de aplicativos utilizando a tecnologia de óculos de realidade virtual com auxílio de um smartphone, para a realização de uma visita virtual a instalações de reatores nucleares, poderá contribuir para a divulgação em escolas e para a comunidade em geral sobre os benefícios e uso pacífico da tecnologia nuclear. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma ferramenta de navegação amigável e educacional, por meio de realidade virtual, utilizando um par de óculos do tipo Google Cardboard, que permitirá a imersão do usuário nas instalações do reator de pesquisas IEA-R1 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) em São Paulo. Para isso, utilizou-se as técnicas de documentação do mercado de desenvolvimento de jogos virtuais, bem como diversas ferramentas de modelagem 3D, texturização, iluminação, programação, Inteligência Artificial (IA), animação, tratamento de áudio, entre outros. Como resultado desta pesquisa foi obtido um aplicativo amigável que permite realizar uma visita virtual ao IEA-R1. Este trabalho poderá beneficiar educadores e alunos nos estudos relacionados a tecnologia nuclear ou na área de desenvolvimentos de jogos ou aplicativos na área da educação.

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  • IPEN-DOC 29766

    CARVALHO, DANIEL S. de M. . Simulações numéricas de testes de queda livre de modelo em escala 1:2 de embalagem de transporte de elemento combustível irradiado de reator nuclear de pesquisa / Numerical simulations of drop tests of 1:2 scale model of research nuclear reactor spent fuel element transport packaging . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-05062023-141937

    Abstract: Parte essencial do desenvolvimento e operação da indústria nuclear, seja produção de energia seja de pesquisa, ocorre através do transporte de elementos combustíveis. Tanto órgãos nacionais como internacionais, detém normas e instruções de engenharia que regulamentam projetos de embalagens de transporte de combustível nuclear. Dessa forma, é descrito especificamente a que condições acidentais o projeto deve suportar e, portanto, um conjunto de testes deve ser aplicado contemplando essas situações. Um dos testes mais importantes é o teste de queda livre de nove metros sobre superfície rígida, onde após o impacto a embalagem mantenha a integridade estrutural e funcional de seus componentes, ou seja, deve garantir a blindagem à radiação e evitar vazamento de material radioativo. O avanço computacional e a evolução de ferramentas de análises permitiram economizar tempo e recursos, e este trabalho apresenta as bases de simulações numéricas para testes de queda livre das embalagens. Através de análises distintas foram discutidos os principais parâmetros de controle dos fenômenos conhecidos, como a deformação plástica, as propriedades dos contatos e a absorção de energia de forma qualitativa. Em seguida, um caso de estudo de modelo em escala 1:2 do conceito de embalagem de transporte foi constituído através de ferramentas de modelagem e cálculo como o ANSYS LS-DYNA. Os resultados das análises confirmaram os fenômenos esperados para o ensaio adequadamente e permitiram comparar configurações diferentes quando se tratar do uso de materiais ortotrópicos. O caso de estudo reproduziu satisfatoriamente o comportamento dos testes de queda livre de 9 m descritos.

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  • IPEN-DOC 29765

    AQUINO, CARLOS A.B. . Estudo do balanço de gases estufa na bacia amazônica utilizando medidas de coluna total por meio da técnica de FTIR / Study of the greenhouse gas balance in the amazonic basin using total column measures through the ftir technique . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 93 p. Orientador: José Oscar William Vega Bustillos. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-05062023-120558

    Abstract: A intervenção humana no ciclo do carbono vem provocando alterações nos ciclos biogeoquímicos. Um dos efeitos mais significativos é o efeito estufa que está provocando um aumento da temperatura média do planeta. O presente trabalho, tem como objetivo a caracterização química dos gases da atmosfera, considerados Gases de Efeito Estufa (CH4, N2O) e Compostos Orgânicos Voláteis (C2H2, C2H6, H2CO e HCN) e o CO, (traçador de queimadas) que podem interferir no clima e no ecossistema da Bacia Amazônica, e correlacioná-las com fatores climáticos: previsão de chuva e chuva efetiva. A concentração dos gases: foi medida aplicando a técnica da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier – FTIR, utilizando um espectrômetro de absorção Bruker 125M FTIR, num período de 4 anos por meio de medidas de perfil vertical em Porto Velho (8,8°S, 63,9°O), Rondônia. Local privilegiado pela sua posição na América do Sul e por ser caminho das massas de ar que transportam humidade para diversas regiões do Brasil. Para obtenção dos dados climáticos desenvolveu-se um sistema (software) utilizando a metodologia de desenvolvimento por prototipação (Robô de banco de dados). A análise dos dados, obtidos pelos diferentes equipamentos, utilizou um processo que combina diversas áreas de descoberta do conhecimento: Aprendizagem de Máquina, Reconhecimento de Padrões, Estatística e Inteligência Artificial. Com os resultados encontrados, observamos que a concentração dos gases, possuem relação com a movimentação atmosférica relativa às altitudes estudadas (troposfera). Os valores de acurácia encontrados nas análises, são considerados promissores para uma nova metodologia de análise e estudos climáticos. Ressaltase a necessidade da continuidade e aprofundamento dos estudos, aplicando a metodologia criada, aperfeiçoando as análises e utilizando dados recentes, considerando que este método pode contribuir para as previsões climáticas da região.

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  • IPEN-DOC 29764

    ARAUJO, JOAO V. de S. ; MILAGRE, MARIANA ; COSTA, ISOLDA . A historical, statistical and electrochemical approach on the effect of microstructure in the anodizing of Al alloys: a review. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, p. 1-61, 2023. DOI: 10.1080/10408436.2023.2230250

    Abstract: Anodizing is a well-documented surface treatment that is inserted in a complex protection system against corrosion applied to Al alloys. In the scientific literature, there are many works about this topic, which are concentrated on: (1) anodic aluminum oxide (AAO) growth mechanism; (2) anodized alloys corrosion behavior, or (3) the influence of anodizing parameters on the following steps of corrosion protection of the anodized layer. However, the effect of the microstructure on the AAO formation is not yet well established. This paper aims to review the effect of the microstructure of Al and its alloys on the anodizing process by a historical, statistical, and electrochemical approach, considering the advantages in understanding the influence of intermetallics in this process. Besides, this review brings a comparison among the number of publications and the types of alloys studied by statistical analyses. Finally, it emphasizes the importance of anodizing in the aeronautical industry, in which a great number of studied alloys are applied, mainly the 2XXX (Al-Cu) and 7XXX (AlZn) series alloys.

    Palavras-Chave: anodization; aluminium oxides; microstructure; corrosion protection; statistical data

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  • IPEN-DOC 29763

    DELLAMANO, JOSE C. ; DAMATTO, SANDRA R. ; MADUAR, MARCELO F. ; MARUMO, JULIO T. ; CARVALHO, RICARDO N. ; VICENTE, ROBERTO ; MENEGHINI, ARTHUR A. . In situ characterization of NORM waste from the oil industry. In: DANAHER, T. (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON THE MANAGEMENT OF NATURALLY OCCURRING RADIOACTIVE MATERIALS (NORM) IN INDUSTRY, october 19-30, 2020, Online. Abstract... 2020.

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  • IPEN-DOC 29762

    TRINDADE, FABIANE D.; DAMASCENO, SERGIO; OTUBO, LARISSA ; FLORIO, DANIEL Z.; FONSECA, FABIO ; FERLAUTO, ANDRE S.. Tuning of shape, disorder and oxygen vacancies in lanthanum-doped (0-70%) ceria shaped nanoparticles for oxidative coupling of methane. In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd, July 17-22, 2022, Boston, MA. Abstract... 2022.

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  • IPEN-DOC 29761

    PATRICIO, NICOLE B. ; CARDOSO, JULIANO C. ; ESCOTE, MARCIA T.; LANFREDI, ALEXANDRE J.C.; SANTIAGO, ELISABETE I. . Electrochemical reduction of methane to value-added products using bifunctional CeO2/ZrO2 catalysts. In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd, July 17-22, 2022, Boston, MA. Abstract... 2022.

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  • IPEN-DOC 29760

    OLIVEIRA, RAPHAEL A.M.P. de; FERLAUTO, ANDRE S.; TRINDADE, FABIANE D.; FLORIO, DANIEL Z.; FONSECA, FABIO . Effects of La Content in Ceria-Lanthana thin films prepared by pulsed laser deposition. In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd, July 17-22, 2022, Boston, MA. Abstract... 2022.

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  • IPEN-DOC 29759

    BARBOSA, ANDREY S. ; BIANCOLLI, ANA L.G. ; LANFREDI, ALEXANDRE J.C.; RODRIGUES JR., ORLANDO ; FONSECA, FABIO ; SANTIAGO, ELISABETE I. . Effects of irradiation conditions on LDPE-Based anion exchange membranes properties—performance and stability. In: YILDIZ, BILGE (Org.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE IONICS, 23rd, July 17-22, 2022, Boston, MA. Abstract... 2022.

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  • IPEN-DOC 29758

    GUERRA, D. ; MARTINS, T.T.M. ; RODRIGUES JUNIOR, O. ; SOUZA, C.D. de . RDC 330 in practice: analysis of the challenges of implementing normative instruction 97 in the private magnetic resonance services of the city of Fortaleza-CE. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FISICA MEDICA, 26th; CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE FISICA MEDICA, 9th, June 8-11, 2022, Fortaleza, CE. Proceedings... São Paulo, SP: Associação Brasileira De Física Médica, 2022.

    Abstract: Medical radiology has social and academic relevance because it is a specialty that uses different types of radiation for diagnostic and therapeutic purposes. It requires a multidisciplinary team that is attentive to the changing guidelines imposed by the government. The rules are presented and enforced by the National Health Surveillance Agency (ANVISA) and the State and Municipal Health Surveillance (VISA). Currently, the ANVISA standard that regulates radiodiagnostic clinics is Collegiate Board Resolution 330 (RDC) and Normative Instructions (INs) 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96 and 97, which dictate the rules of operation of the clinic in general and each equipment in particular. In this work, we evaluated the implementation of this new resolution, through a qualitative study, with the following procedures: interviews, analysis, comparison of results, and direct observation in 05 magnetic resonance centers of the private hospital network of the metropolitan region of Fortaleza. A question that the work intends to try to answer: Given the data collected, what will be the possible initial, medium and long-term impacts of the implementation of these Ins.

    Palavras-Chave: diagnosis; documentation; equipment; health services; nmr imaging; occupational exposure; radiation protection; recommendations; regulations; safety

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  • IPEN-DOC 29750

    VILLELA, ANNA L.M. . Avaliação de escores preditores de mortalidade em pacientes com tumor sólido em um centro de Cuidados Paliativos / Assessment of mortality predictor scores in patients with solid tumor in a Palliative Care center . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 69 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-152516

    Abstract: Prever a expectativa de vida em pacientes com câncer em Cuidados paliativo (CP) é ainda um grande desafio. Os modelos de avaliações prognósticas são calibrados para populações específicas. É essencial identificar a ferramenta que melhor se adapte a cada cenário clínico. Trata-se de um estudo de coorte, prospectivo com pacientes portadores de neoplasias sólidas em fase avançada, em um hospital oncológico, com o objetivo de avaliar os escores prognósticos PaP (Palliative Prognostic Score), PPI (Índice de prognóstico paliativo) e estimativa clínica de sobrevida (ECS). Analisou-se a sobrevida observada e comparou-se com essas ferramentas. O tempo de sobrevida foi definido como a diferença em semanas entre o dia da primeira consulta e óbito do paciente. Para as análises estatísticas, utilizou-se um nível de significância de 5% e um intervalo de confiança de 95%. Foram incluídos 88 pacientes no estudo. O tempo médio entre o diagnóstico e o encaminhamento aos CPs foi de 84 semanas. A mediana da duração de seguimento na Unidade de CP foi de 16 semanas (sobrevida observada). A maior parte dos pacientes foi categorizada no Grupo A, tanto no escore PaP quanto no PPI. As sensibilidades calculadas para os escores da categota A, PaP e PPI, e para ECS acima de 12 semanas foram de 96,2%, 84,4%, e 68,6 %, respectivamente. A especificidade nos escores PPI e PaP foram maiores para as categorias que estimavam menor sobrevida. Quanto à ECS, a especificidade foi maior no intervalo de 11 a 12 semanas (98,6%). A acurácia do PaP para categoria A foi superior aos demais escores, reforçando o pressuposto de que o escore é mais assertivo para pacientes com expectativa de vida mais alta. Concluiu- se, para a presente amostra, que o escore PAP na categoria A se mostrou a melhor ferramenta para prever a sobrevida de pacientes.

    Palavras-Chave: neoplasms; tumor cells; clinical trials; forecasting; deterministic estimation; projection series; mortality; patients; survival curves; performance testing

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  • IPEN-DOC 29749

    TASSO, ORION G. . Comparação de desempenho do espectrômetro portátil de fluorescência de raios-X utilizando alvos de Au e Ag para análise de amostras na área da saúde / Performance comparison of portable X ray fluorescence spectrometer using Au and Ag targets for sample analysis in healthcare . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 54 p. Orientador: Cibele Bugno Zamboni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-121043

    Abstract: Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do espectrômetro portátil e compacto de Fluorescência de Raios X (pFRX), para análise de elementos químicos em amostras biológicas de interesse na área da saúde humana (prioritariamente fluidos corpóreos como soro e urina) bem como para medicina veterinária, utilizando alvos de prata (Ag) e ouro (Au). O foco das comparações foi direcionado às análises quantitativas de elementos de relevância clínica e nutricional (prioritariamente a dosagem de Ca, Cl, Fe, K, P e S). Para este estudo foram avaliados, para cada alvo, os parâmetros: linearidade, reprodutibilidade, acurácia, sensibilidade e limite de detecção. Essas investigações permitiram a realização de um estudo comparativo entre os alvos com a finalidade de fornecer subsídios que permitem a escolha adequada do alvo (Ag e/ou Au), agilizando as medidas além de fornecer resultados mais precisos.

    Palavras-Chave: x-ray fluorescence analysis; spectrometers; gold; silver; targets; portable sources; performance testing; clinical trials; samplers; urine; fluorescencia; espectrometria; x radiation

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  • IPEN-DOC 29748

    SILVA, PAULA C.M. . Influência do titanato de neodímio na microestrutura, propriedades mecânicas e bioatividade de cerâmicas de alumina / Influence of neodymium titanate on the microstructure, mechanical properties and bioactivity of alumina ceramics . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-121825

    Abstract: A utilização de materiais cerâmicos na biomedicina tem se destacado devido as suas propriedades químicas e mecânicas e ausência de toxidade, sendo a alumina uma das biocerâmicas mais utilizadas, principalmente na fabricação de próteses para substituições de quadril e joelhos, reconstrução maxilofacial. Com o objetivo de controlar a microestrutura, densificação, propriedades mecânicas e acelerar a osteointegração de biocerâmicas de alumina, aditivos óxidos e não óxidos têm sido adicionados durante sua síntese ou processamento. O presente trabalho visa avaliar o efeito da adição do Nd2Ti2O7, sobre a densificação, propriedades mecânicas e bioatividade in vitro, em cerâmicas de alumina. Os resultados mostraram que a adição do composto Nd2Ti2O7, favoreceu a densificação da alumina durante o processo de sinterização a temperaturas relativamente baixas, 1500 e 1550°C/1h. Valores de densidade relativa acima de 95% foram alcançados, observando-se uma tendência no aumento na densificação com o aumento no teor do composto. As micrografias eletrônicas de varredura por elétrons retroespalhados, mostraram que todas as amostras desenvolveram uma microestrutura caracterizada por matriz de alumina, com grãos alongados além de fases secundárias, identificadas por difração de raios X como, Nd2Ti2O7, Nd1,65Al23,43O38 e Al0,1Nd0,7Ti0,9O3. Os dados obtidos para os valores de tenacidade à fratura e dureza, foram similares em ambas as temperaturas de sinterização, embora tenha sido observado uma tendência no decréscimo dos valores, com o aumento do teor de Nd2Ti2O7. A partir das análises de reatividade in vitro por imersão em Simulated Body Fluid (SBF), foi possível observar que houve nucleação de cristais de fosfato de cálcio em todas as amostras a partir do 3º dia de imersão, e que quanto maior a quantidade de Nd2Ti2O7 nas amostras, maior foi a formação de hidroxiapatita, evidenciando que a adição do aditivo tende a favorecer o comportamento biológico dos materiais estudados.

    Palavras-Chave: sintering; microstructure; neodymium alloys; mechanical properties; biological pathways; aluminium oxides; ceramics

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  • IPEN-DOC 29757

    MELLO-CASTANHO, S. ; SILVA E COSTA, D.L. ; FUNGARO, D.A. ; VICENTE, R.; BORTOLOME, J.F.. Influência do nióbio na estrutura de vidros borossilicatos para uso nuclear. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A imobilização de rejeitos radioativos em vidros é uma técnica utilizada em muitos países que possuem programas de energia nuclear, constituindo uma importante rota de tratamento dos rejeitos radioativos de alta atividade, resultantes do reprocessamento do combustível nuclear. Este trabalho estuda a utilização de uma matriz vítrea com a adição de óxido de nióbio para a aplicação futura em imobilização de rejeitos radioativos de média e alta atividade. O estudo foi conduzido a partir de formulações de composições contendo teores de até 8,0 % em mol de Nb2O5 no sistema SiO2-Na2O-CaOB2O3-Al2O3. A funcionalidade do nióbio na estrutura de rede foi avaliada por meio de técnicas espectrométricas, de ensaios de irradiação ? e ? e de resistência hidrolítica, os quais forneceram informações importantes sobre a atuação do óxido na estrutura vítrea. Os resultados obtidos demonstram que a composição selecionada apresenta as especificações adequadas para incorporar e imobilizar elementos de radionuclídeos em sua estrutura de rede em nível atômico. Estas considerações foram obtidas utilizando-se as técnicas: espectroscopia vibratória no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia por ressonância magnética nuclear com rotação em ângulo mágico (MAS-RMN), análise térmica diferencial (ATD), irradiação por fontes de 241Am e por acelerador de feixe de elétrons (60Co) e ensaios de resistência hidrolítica. Os materiais vítreos obtidos são perfeitamente compatíveis com a aplicação proposta de imobilização de rejeitos radioativos por possuírem:superior estabilidade à radiação nuclear e notável resistência química. As pesquisas aqui desenvolvidas tiveram o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, projeto n. 2018/10114-7.

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  • IPEN-DOC 29747

    SILVA, DANIEL V. da . Síntese de nanoestruturas à base de grafeno para aplicação em supercapacitadores / Synthesis of graphene based nanostructures for supercapacitors applications . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 105 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-112447

    Abstract: Supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia que tem tido muita atenção nas últimas décadas e são considerados promissores para trabalhar em conjunto ou para substituir as baterias, tendo as vantagens de: ter longos ciclos de vida, altas densidades de potência e taxas de carga e descarga rápidas. Com a aplicação das nanoestruturas à base de grafeno como eletrodo, estes dispositivos tornaram-se ainda mais promissores. Considerando-se a variedade de métodos para síntese dessas nanoestruturas, a presente dissertação teve como objetivos a avaliação de duas rotas de síntese de nanoestruturas à base de grafeno na eficiência dos eletrodos de supercapacitores: (a) esfoliação química do grafite (seguida de redução química do óxido de grafeno gerado com ácido ascórbico e etapas adicionais de redução térmica a vácuo e por micro-ondas) e (b) ação de um arco voltaico em reagente orgânico por meio de um gerador de plasma frio. Avaliou-se também o efeito da presença de ureia como agente dopante de nitrogênio. Para caracterizar estes materiais foram utilizadas as técnicas de: análise termogravimétrica, fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Os materiais sintetizados foram utilizados como material ativo para eletrodos de supercapacitores que foram caracterizados eletricamente por voltametria cíclica. Os valores de capacitância obtidos foram comparados com valores de capacitância de um supercapacitor comercial à base de carvão ativado e de um supercapacitor à base de óxido de grafeno reduzido obtido comercialmente. Os resultados obtidos indicaram que a metodologia de esfoliação química do grafite foi efetiva para obtenção de óxido de grafeno e óxido de grafeno reduzido de poucas camadas e que a realização de etapas de redução térmica promove a eliminação de grupos funcionais. A síntese por plasma a frio permitiu a síntese de grafeno em uma única etapa. Os supercapacitores à base dos nanomateriais de grafeno demonstraram grande estabilidade, quando comparados com supercapacitores de carbono ativado de origem comercial, sendo que a dopagem com ureia se mostrou eficiente para aumentar a capacitância desses dispositivos. O material produzido por plasma frio apresentou maior valor de capacitância em corrente constante nas medidas realizadas em ensaios de meia célula quando comparado com o grafeno comercial.

    Palavras-Chave: synthesis; graphene; oxides; nanostructures; capacitive energy storage equipment; thermal gravimetric analysis; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

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  • IPEN-DOC 29746

    SALGADO, MICHELLY G.S. . Exposição à radiação ionizante em récem-nascidos prematuros hospitalizados em uma unidade neonatal / Exposure to ionizing radiation in premature newborns hospitalized in a neonatal unit . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 119 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-151054

    Abstract: A prematuridade é um dos principais preditores de mortalidade infantil e, junto ao baixo peso ao nascer, é responsável pela maior proporção de morte neonatal. São considerados causas evitáveis de óbito por meio do adequado acompanhamento de pré-natal e do acesso aos serviços de saúde. Avanços nos cuidados de terapia intensiva neonatal tem proporcionado progressivamente a redução da mortalidade de crianças nascidas em baixa idade gestacional e baixo peso. Pacientes prematuros, especialmente os portadores de doença respiratória, e que estão sob suporte ventilatório, frequentemente são submetidos a exames radiológicos, preferencialmente por meio de raio X de tórax. Muitas vezes esse exame é realizado sem indicação evidente e com tendências ao aumento dessas solicitações devido ao maior acesso e disponibilidade, o que leva a exposição desnecessária à radiação ionizante e seus riscos, muitas vezes contrariando os princípios do cuidado com a saúde infantil no que diz respeito à redução inteligente do uso da radiação em pacientes, especialmente neonatais. O aumento do número de recém-nascidos prematuros extremos na unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN) exige múltiplos exames radiológicos e o risco de exposição à radiação se torna um problema mais prevalente. O presente estudo foi realizado em Ipatinga, Minas Gerais, e teve o objetivo de avaliar o perfil epidemiológico dos pacientes, em especial dos recém-nascidos prematuros, e correlacionar ao número de exames de imagem solicitados e, consequentemente, a exposição à radiação ionizante daqueles que necessitaram de internação na Unidade de Tratamento Intensivo Neonatal (UTIN). A pesquisa consistiu em 300 recém-nascidos prematuros em idade gestacional de até 36 semanas e seis dias que necessitaram de internação após o nascimento. Foram coletados e analisados também os dados registrados em prontuários de suas respectivas mães, totalizando em 600 amostras. Os resultados obtidos neste estudo não deixam dúvida de que o conhecimento da epidemiologia dos pacientes prematuros e os dados sobre realização de exames radiológicos nesses pacientes, é de fundamental importância na elaboração de protocolos de atendimento, destinados à redução da exposição à radiação ionizante dos recém-nascidos prematuros durante a hospitalização.

    Palavras-Chave: radiation doses; spatial dose distributions; temporal dose distributions; maximum permissible exposure; biological effects; ionizing radiations; newborns; neonates; prenatal exposure; biological stress

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  • IPEN-DOC 29745

    RODRIGUES, VANESSA G. . Processamento da zirconita : de tecnologia nuclear a biomaterial / Zircon sand processing: from nuclear to biomaterial . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-12042023-142442

    Abstract: O processo de metalurgia extrativa de zircônio e háfnio para obter ZrO2/HfO2 grau nuclear, que foi desenvolvido no IPEN, inclui desde a abertura da zirconita (ZrSiO4) por fusão alcalina, separação e purificação de Zr/Hf de outros elementos do minério até processos especiais de separação de Zr e Hf por técnica de extração por solventes para obtenção desses em grau nuclear. Em reatores nucleares, Zr grau nuclear é usado como material de contenção de combustível e Hf nuclear, em barras de controle de nêutrons. A zircônia (ZrO2) apresenta três formas polimórficas: cúbica (c), tetragonal (t) e monoclínica (m). Recentemente, YSZ, ZrO2 estabilizado com Y2O3 na fase cúbica tem sido estudado como candidato à matriz cerâmica inerte, devido às suas excelentes propriedades mecânicas e resistência a danos por radiação. Neste trabalho, foram utilizadas soluções de oxicloreto de zircônio e cloreto de ítrio obtidos a partir da dissolução de hidróxido de zircônio (do processo IPEN de metalurgia extrativa de Zr e Hf) e Y2O3 em HCl. O pó cerâmico YSZ foi sintetizado por coprecipitação de hidróxidos Zr e Y na mistura dessas soluções, por adição de NH4OH. Calcinação a 550ºC por 1h destes hidróxidos resultou em YSZ estabilizada na fase cúbica. Os nanocristais de zircônia incorporados na sílica têm grande potencial de aplicação na área biomédica. Diferente de outros estabilizantes, como alcalinos terrosos e algumas terras raras, a sílica induz a formação de rede de oxigênio que estabiliza a fase tetragonal de ZrO2, através de ligações Si-O-Zr, o que poderia promover a propriedade bioativa. Zircônia estabilizada tetragonal de composição molar de SiO2:ZrO2 de 62:38 foi sintetizada pelos métodos sol-gel seguido de precipitação. As soluções ZrOCl2 e Na2SiO3, ambas derivadas do processo de metalurgia extrativa do IPEN, foram utilizadas como fonte de ZrO2 e SiO2, respectivamente. Pó de ZrO2 tetragonal foi obtido após tratamento térmico a 950ºC por 3h do produto sintetizado. A cerâmica sinterizada a 1100 ºC por 3 h foi submetida ao teste de citotoxicidade e bioatividade. O produto não apresentou citotoxicidade e bioatividade nos períodos analisados.

    Palavras-Chave: synthesis; coprecipitation; nanocomposites; zirconium silicates; powder metallurgy; sol-gel process; toxicity; materials testing; biological materials

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  • IPEN-DOC 29744

    OLIVEIRA, SORAIA B. de . Análise do perfil da expressão de canais de zinco no adenocarcinoma renal humano após quimioterapia / Analysis of zinc channels expression profile in human renal adenocarcinoma after chemotherapy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 72 p. Orientador: Maria Helena Bellini Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-124258

    Abstract: O Carcinoma de células renais (CCR) representa, aproximadamente, 90% das neoplasias malignas renais, e é o mais agressivo dos tumores urológicos. Seu subtipo patológico mais frequente é o de células claras (CCRcc), frequentemente associado a mutação do gene supressor de tumor de Von Hippel-Liundal (VHL). O Temsirolimus (TEM) é um fármaco de terapia-alvo, com ação antiangiogênica e antiproliferativa que atua como um inibidor seletivo da via da Mammalian target of rapamycin (mTOR). O Zn é um elemento essencial para o metabolismo e homeostase celular. A família de transportadores responsáveis pelo controle homeostático do Zn são o ZnT e a família de transportadores ZIP. Dada a a importância do elemento Zn para a homeostase celular e a escassez de trabalhos encontrados sobre os mecanismos de controle de sua homeostase, o objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil da expressão dos transportadores de Zn em células normais do túbulo proximal renal e no adenocarcinoma renal humano de células claras e o perfil da expressão dos transportadores das células do adenocarcinoma renal após o tratamento com TEM. Desta forma, foi verificada a avaliação da expressão do RNAm dos canais de Zn das amostras HK-2, 786-0 e 786-0/TEM pela técnica de Real Time q-PCR e a avaliação da expressão proteica dos grupos de amostra pela técnica de Western Blotting. Houve concordância entre resultados das duas técnicas empregadas. Verificou-se uma diminuição significativa na expressão dos canais ZnT1 e ZIP10 e um aumento significativo na expressão do canal ZIP11 na linhagem 786-0 quando comparado ao HK-2. Após o tratamento da linhagem 786-0, os canais ZnT4, ZIP10, ZIP11 e ZIP14 apresentaram uma diminuição significativa. O único canal que não apresentou diferença de expressão entre os grupos avaliados foi o ZIP4. Os resultados obtidos apresentam uma diferença no perfil de expressão entre a linhagem tumoral e a linhagem normal. Observou-se que o tratamento quimioterápico modulou a expressão dos canais transportadores de forma negativa.

    Palavras-Chave: neoplasms; carcinomas; kidneys; chemotherapy; metabolismo; omeostasis; zinc ions; bioassay

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  • IPEN-DOC 29743

    OLIVEIRA, LEANDRO da S. . Obtenção de alumina anódica nanoporosa em liga AA 1050 / Obtention of nanoporous anodic alumina on AA 1050 alloy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-12042023-115026

    Abstract: O ramo da nanotecnologia tem sido o foco de desenvolvimento em diversas áreas, tendo como finalidade melhorar as propriedades de materiais. Aplicações para materiais na escala nanométrica têm sido buscadas pelas indústrias de microeletrônica, revestimentos de ferramentas, aplicações biomédicas e na indústria aeronáutica, entre outras. Alumina anódica nanoporosa (AAN) tem atraído muito interesse devido ao arranjo regular de nanoporos e têm sido utilizadas, por exemplo, em aplicações como processos de filtração, biossensores, biomateriais, catálise, fotocatálise e sensores de umidade, ou ainda como molde para componentes, tais como nanotubos e nanofios. O presente trabalho teve como objetivos a obtenção de uma camada de AAN e a análise da influência dos parâmetros de processo durante a anodização da liga de alumínio AA 1050 fazendo uso do ácido sulfúrico como eletrólito. Foram estudadas as variáveis relacionadas a tempo-concentração, onde as amostras foram anodizadas por tempos de 2, 4, 5, 6 e 8 h em eletrólitos de 0,35 M H2SO4, 0,40 M H2SO4 e 0,45 M H2SO4. Observou-se que a camada de AAN é amorfa e cresce perpendicularmente à superfície da amostra e que o aumento do tempo de anodização resultou em superfícies de maior molhabilidade, independente da concentração do eletrólito. Para uma dada concentração, a espessura da camada de alumina anódica aumenta com o aumento do tempo de anodização até 5 h de processo. O diâmetro médio de nanoporos variou entre 38 e 54 nm e a espessura da camada oxidada variou entre 42 e 200 μm.

    Palavras-Chave: corrosion protection; anodization; aluminium oxides; aluminum alloy; sulfuric acid; electrolytes; nanotubes; layers

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  • IPEN-DOC 29742

    BURIN, ANA L. . Cálculo da espessura equivalente de água (WET) para diferentes tecidos humanos para dosimetria em protonterapia / Calculation of water equivalent thickness (WET) for different human tissues equivalent materials for dosimetry in proton therapy . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Hélio Yoriyaz. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10032023-153729

    Abstract: A terapia de prótons é uma modalidade de tratamento avançada que explora a profundidade definida de penetração e o alto poder de ionização dos feixes de prótons no final do seu alcance (range) na região estreita chamada de pico de Bragg. Essa deposição de energia altamente localizada torna a distribuição de dose geometricamente precisa aos tumores. A presente dissertação apresenta um estudo comparativo de dois códigos diferentes baseados no método de Monte Carlo: MCNP e TOPAS dos valores da razão equivalente de água (WER), da espessura equivalente de água (WET) e do espalhamento múltiplo coulombiano (MCS) para várias energias. Os parâmetros WER e WET são utilizados para relacionar o range em água com outros materiais e tecidos do corpo humano. O MCS é um componente importante para a distribuição lateral de dose, sendo que, os modelos utilizados para seu cálculo influenciam substancialmente no resultado final. O principal objetivo deste trabalho é contribuir com o aprimoramento do cálculo de dose em protonterapia, mais especificamente no cálculo de WER, WET e MCS. Dentre os vários resultados apresentados, este estudo apresenta os valores de WET e WER para diferentes tecidos humanos e para diferentes energias. Demonstrou que os valores de WER e WET são constantes com a energia, sendo que, as diferenças encontradas são inferiores a 1% para ambos os parâmetros, o que simplificará os cálculos de dose futuros. Para o estudo realizado sobre MCS foi observado que o uso do modelo GAUSSIAN do código MCNP é desaconselhável, obtendo diferenças relativas maiores quando comparado com o modelo default (FNAL1) e com os fornecidos pelo código TOPAS.

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  • IPEN-DOC 29756

    MARINHO, T.C. ; CARVALHO, E.F.U. ; FERNANDES, V.C.; SANTIAGO, E.I. . Emprego de rotas eletroquímicas na separação seletiva e de alto rendimento de iodo-131 para aplicação como radiofármaco. In: CONGRESSO LATINOAMERICANO DE QUÍMICA, 35th; CONGRESSO BRASILEIRO DE QUÍMICA, 61th, November 14-18, 2022, Rio de Janeiro, Brasil. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Química - ABQ, 2022.

    Abstract: O iodo-131 é um radiofármaco emissor de partícula β- , utilizado no tratamento do câncer de tireóide. Os processos de produção do iodo-131 via fissão de urânio-235 ou irradiação de alvos de telúrio, resultam em soluções compostas por diferentes metais, como molibdênio (Mo), telúrio (Te) e rutênio (Ru). O objetivo deste trabalho foi empregar rotas eletroquímicas baseadas na mudança de temperatura e aplicação de potencial para separação de iodo. Inicialmente Mo, Te e Ru foram analisados quanto à sua interferência no processo de separação e o iodo quanto ao potencial em que a reação se processa com maior velocidade. Em seguida, o iodo foi separado, capturado e testado qualitativamente. Os testes indicaram boa captura em 25° C e 40 °C e pouca captura em 60 °C.

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  • IPEN-DOC 29741

    BOIANI, NATHALIA F. . Avaliação da toxicidade aguda e dos efeitos da irradiação com feixe de elétrons em misturas de compostos farmacêuticos / Evaluation of acute toxicity and effects of electron beam irradiation in a mixtures of pharmaceuticals . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Sueli Ivone Borrely. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-10032023-113529

    Abstract: Atualmente uma vasta gama de contaminantes vêm sendo detectados no meio hídrico, os produtos farmacêuticos merecem atenção especial, pois representam mistura complexa de contaminantes no ambiente, podendo causar efeitos deletérios a biota. Esses compostos possuem alta produção, utilização, descarte incorreto, chegando a rede coletora de esgoto através principalmente, da excreção humana e de residuos da indústria farmaceutica e agropecuária. Em águas superficiais, contribuem na alteração do padrão de qualidade das águas e redução da biodiversidade de organismos aquáticos, afetando tanto os ecossistemas quanto a saúde humana. As técnicas convencionais de tratamentos de efluentes são insuficientes na remoção desses compostos e seus metabólitos, sendo assim, buscam-se técnicas avançadas capazes de reduzir esses resíduos nas águas. O processo de irradiação por feixe de elétrons vem mostrando resultados satisfatórios na degradação dos compostos farmacêuticos, podendo ser utilizado como alternativa ou complemento aos processos de tratamento de efluentes. O objetivo deste trabalho foi a avaliação ecotoxicológica de quatro compostos farmaceuticos, isolados e em diferentes misturas (binárias, ternárias e quaternárias), bem como a aplicação da irradiação por feixe de elétrons, como proposta de tratamento para a redução dos efeitos tóxicos. Foram realizados ensaios com o antidepressivo Fluoxetina, o β-bloqueador Propranolol, o antibiótico Sulfadiazina e o estimulante Cafeína, individuais e combinados, antes e após o processo de irradiação. Os organismos-teste utilizados foram o microcrustáceo Daphnia similis e a bactéria Vibrio fischeri. A avaliação de risco através da concentração prevista sem efeito (PNEC), e a interação das misturas binárias (MixTox) também foram abordados no presente estudo. Os resultados dos ensaios de toxicidade para efeitos agudos dos fármacos individuais indicaram possível risco de sua presença para a biota aquática, quanto ao Propranolol e a Cafeína. Nas análises das interações toxicológicas das misturas binárias, foi identificado sinergismo para a mistura de Fluoxetina com Propranolol, e antagonismo para a mistura de Fluoxetina com Sulfadiazina e com a Cafeína. A irradiação por feixe de elétrons foi eficaz na redução da toxicidade dos compostos combinados. Na mistura binária de Fluoxetina com o Propranolol, a eficiência de remoção da toxicidade foi de 80% para D. similis e 30% para V. fischeri, nas doses de 2,5 e 5,0 kGy. A mistura de Fluoxetina com Sulfadiazina apresentou valores entre 20-30% de redução da toxicidade para ambos os organismos e doses aplicadas. Os resultados da mistura de Fluoxetina com Cafeína apresentaram eficiência de remoção da toxicidade de 45% para D.similis e 30% para V.fischeri, nas doses aplicadas. Nas misturas ternárias, a eficiência de remoção de toxicidade foi de 40% e 55% para V. fischeri, e de 25% e 35% para D. similis, respectivamente nas doses de 2,5 e 5,0 kGy. Na mistura quaternária a redução da toxicidade chegou a 80% para V. fischeri versus 60% para D. similis, na dose de 5,0 kGy; e em 40%, para ambos os organismos, na dose de 2,5 kGy. Houve o decaimento da absorbância em todos os comprimentos de onda característicos das amostras, indicando que o processo de irradiação foi eficiente na degradação dos compostos, porém baixa eficiência de remoção de carbono orgânico total, indicando que não houve mineralização significativa das amostras irradiadas.

    Palavras-Chave: pharmacology; drugs; methadone hydrochloride; toxicity; pollutants; pollution control; evaporation; electron beams; x radiation

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  • IPEN-DOC 29740

    BEZERRA, INDIRA Q.M. . Utilização de fibra do coco babaçu (Orbignia, sp) como componente de biomanta na proteção de taludes de solo / Use of babassu coconut fiber (Orbignia, sp) as a componente of natural geotextile to protect soil slopes . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Nélida Lúcia Del Mastro. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-10032023-141906

    Abstract: Uma grande preocupação mundial é a destinação de resíduos, mesmo que estes sejam naturais e degradáveis. A casca do coco babaçu, presente na região norte e nordeste do Brasil, é um exemplo de resíduo gerado pela extração do coco babaçu como o objetivo principal da extração das amêndoas. Assim, neste trabalho buscou-se uma destinação ao epicarpo do coco babaçu, que corresponde à 13 % do fruto. Foi implementado um geotêxtil natural, também denominado de biomanta, para proteção de taludes de solo. A biomanta foi produzida manualmente com a fibra do coco babaçu e protegida por tela de polipropileno biodegradável. A manta foi assentada em um talude natural de solo durante 2 meses, em período chuvoso na cidade de Araguaina-TO, Brasil. O talude foi dividido em blocos com proteção de manta mais grama e sem a proteção da biomanta mais grama, coletando a água e o solo carreados durante as chuvas neste período. Os resultados apontaram que nos blocos com a proteção da manta a água escoada da chuva foi 32% menor que nos blocos sem manta, e que o solo carreado pela chuva foi 80% menor nos blocos cobertos pela manta. O epicarpo do coco babaçu apresentou massa específica de 1,083 g/cm3, absorção de água após 24 h de 0,75% e degradação de 8,87% quando assentada no talude de solo. Estes resultados confirmam a eficácia da biomanta como proteção a erosão de taludes de solo.

    Palavras-Chave: soil conservation; erosion control; biomass; coconuts; shells; fibers; layers

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  • IPEN-DOC 29739

    MACHADO, ARTHUR P. . Preparação de nanopartículas metálicas suportadas em ZnO para uso como fotocatalisadores na conversão de CH4 em produtos de maior valor agregado / Preparation of ZnO-supported metallic nanoparticles for use as photocatalysts in the conversion of CH4 into higher value-added products . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-112024

    Abstract: Converter o Metano em produtos químicos de maior valor agregado é um desafio dada a energia necessária para ativar o CH4. Convencionalmente, essa energia é fornecida a partir de severas condições de temperatura e pressão, promovendo assim quebra da ligação C-H. No entanto, essas severas condições energéticas tendem a desfavorecer os processos de conversão de Metano resultando em produtos indesejados, desativação de catalisadores e baixas taxas de rendimento e seletividade. O processo fotocatalítico é uma alternativa para ativação do Metano sob temperatura ambiente. A fotocatálise utiliza a irradiação de semicondutores com radiação eletromagnética (Luz na faixa do UV-Visível do espectro) para gerar espécies reativas que podem promover a formação de radicais metila (•CH3). Além disso, a deposição de nanopartículas de metais nobres na superfície de semicondutores pode aumentar a fotoatividade agindo como co-catalisadores através de fenômenos como o efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada e a barreira de Schottky. Neste trabalho são apresentados fotocatalisadores sintetizados à base de Óxido de Zinco com sua superfície modificada pela deposição de nanopartículas metálicas (Prata, Paládio, Ouro e Platina) para a conversão do Metano em hidrocarbonetos de cadeias mais longas. Utilizou-se um sistema com um fluxo constante de Metano borbulhado em uma solução aquosa contendo o fotocatalisador disperso. Foram analisados e discutidos os processos de síntese e as técnicas utilizadas para a caracterização dos materiais preparados, bem como as medidas de fotoatividade para formação dos diferentes produtos da reação analisados por cromatografia gasosa e espectrometria de massas. Os principais produtos formados foram C2H6 e CO2, além de menores quantidades de C2H4 e CO. Dentre os materiais analisados, o melhor desempenho foi observado pelo fotocatalisador composto de Pd(0,5%)/ZnO, atingindo uma taxa de produção de C2H6 de 686 μmol.h-1.g-1 e uma seletividade de C2H6 de 46%.

    Palavras-Chave: synthesis; semiconductor materials; zinc oxides; nanoparticles; methane; photocatalysis; gas chromatography; mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 29738

    LISBOA, CARINA C. . Aplicação de técnicas analíticas de espectrometria de massas para análises de amostras de esfregaço (swipe samples) para fins de salvaguardas nucleares / Analytical mass spectrometry techniques applications for the analysis of swipe samples for nuclear safeguard purposes . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 167 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10032023-145845

    Abstract: A possibilidade de detecção de materiais e atividades nucleares não declaradas por meio de análises de amostras ambientais por esfregaço (swipe samples) tornou-se uma importante ferramenta de salvaguardas da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) desde 1996. O objetivo desse estudo foi o de verificar a aplicabilidade de uma metodologia para análise em massa deste tipo de amostra, consistindo basicamente nas seguintes etapas: decomposição das amostras por incineração, digestão ácida do resíduo da incineração, separação química do urânio por cromatografia de troca iônica e medições da quantidade e da composição isotópica de urânio por espectrometria de massas. As medidas do teor total de urânio foram realizadas pela técnica de espectrometria de massas com fonte de plasma induzido (ICP-MS) e as medidas de composição isotópica foram realizadas pelas técnicas de ICP-MS e de espectrometria de massas por termoionização (TIMS). Além da validação da metodologia adotada realizada através da avaliação de parâmetros de desempenho, a comparação entre os resultados de composição isotópica entre as duas técnicas de espectrometria de massas empregadas corroborou ainda mais para a confiabilidade dos resultados. O resultado médio da quantidade de urânio presente nas amostras de branco de processo foi de (0,1113 ± 0,0205) ng, e, portanto, não demonstrou uma contaminação notável no local de trabalho, embora a metodologia não tenha sido realizada em um ambiente laboratorial com classificação de sala limpa. As análises de amostras de branco de esfregaço permitiram verificar a quantidade e a composição isotópica do urânio presente naturalmente no material do filtro de algodão no qual as amostras são coletadas; a quantidade obtida de (2,747 ± 0,096) ng está dentro do intervalo especificado pela AIEA e a razão obtida de n(U-235)/n(U-238) de (0,007841 ± 0,000142) está próxima da encontrada na natureza. A verificação da adequabilidade da metodologia adotada foi realizada através das análises de amostras simuladas preparadas com material de referência certificado e apresentaram uma exatidão da ordem de 4% para as medições do teor de urânio e uma exatidão inferior a 1% para as medições da razão de n(U-235)/n(U-238). Por fim, a coleta e a análise de amostras reais permitiram a aplicação prática da metodologia adotada.

    Palavras-Chave: radiation detection;; radioassay; safeguards; uranium isotopes; icp mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 29737

    JUNQUEIRA, LUCAS S. . Determinação da atividade de emissores beta e gama em rejeitos radioativos operacionais da central nuclear de Angra / Activity determination of beta and gamma emitters in operational radioactive waste from Angra nuclear center . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-120926

    Abstract: Todo rejeito radioativo precisa ser caracterizado para que seu repositório final seja definido conforme os critérios de segurança apresentados nas normas CNEN 6.06 e CNEN 6.09. Neste trabalho foram adaptadas metodologias para analisar os rejeitos radioativos de concentrado de evaporador e resinas de troca iônica das usinas nucleares de Angra dos Reis e determinar a concentração de atividade dos seguintes radionuclídeos de difícil medição: 63Ni, 59Ni, 90Sr, 129I e 135Cs, que apresentaram rendimento de separação, em média de 93, 40, 97 e 73% respectivamente. O 63Ni e o 59Ni foram separados por cromatografia de troca iônica em coluna de Ni resin da Eichron Technologies, o 63Ni foi medido por cintilação líquida e o 59Ni por espectrometria gama. O 90Sr foi separado por cromatografia de troca iônica em coluna Sr-spec e precipitação com oxalato. O 135Cs foi separado por cromatografia de troca iônica em coluna com resina Dowex 50W-X12 e coprecipitação com molibdato de amônio e o 129I foi separado por precipitação com PdCl2. As concentrações de atividade em Bq/g encontradas para o 59Ni ficaram entre 123 e 1685, para o 63Ni entre 40 e 6,53X105, para o 129I entre 0,61 e 535, para o 90Sr entre 0,35 e 58,04 e o 135Cs teve todas as suas medidas abaixo dos limites de detecção que variaram de 2,7 a 349. A metodologia desenvolvida para a separação do iodo não foi encontrada na literatura e apresenta melhorias significativas quando comparada com os métodos atuais para a mesma determinação.

    Palavras-Chave: nuclear power plants; angra-1 reactor; angra-2 reactor; angra-3 reactor; radioactive waste management; ion exchange chromatography; beta decay; gamma detection; activity levels; radiochemistry

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  • IPEN-DOC 29736

    GARY, BRUNO C. . Avaliação de compósitos poliméricos de fibra de vidro e resina éster vinílica e de fibra de vidro e resina poliéster revestidos com impermeabilizante em meio ácido e temperatura / Evaluation of polymeric compounds of fiberglass and vinyl ester resin and of fiberglass and polyester resin coated with waterproofing agent in acid medium and temperature . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-06042023-102448

    Abstract: Os compósitos poliméricos possuem uma ampla gama de aplicações na indústria química devido à excelente resistência que tais materiais apresentam na presença de meios alcalinos ou ácidos, condição atribuída à matriz polimérica; com forte atuação nos segmentos de papel e celulose e sucroalcooleira. A literatura mostra que as resinas éster vinílicas oferecem resistência química para essas aplicações, porém com preço superior às resinas comerciais, como os poliésteres insaturados. O objetivo desta pesquisa foi avaliar compósitos de resina poliéster e fibra de vidro impermeabilizados com resina epóxi em meio ácido e compará-los com compósitos de resina de poliéster e fibra de vidro e compósitos de resina éster vinílica e fibra de vidro, ambos sem impermeabilização e submetidos ao mesmo meio, utilizando ensaios mecânicos e térmicos. Os compósitos foram confeccionados pelo processo de hand-lay up e os corpos de prova de poliéster impermeáveis foram mantidos imersos em solução tampão com pH 3 a 70°C por 150 dias. Para avaliar o comportamento dos compósitos de poliéster impermeabilizados, realizaram-se ensaios de flexão, dureza, tração, impacto, MEV e calorimetria exploratória diferencial e comparados com as propriedades dos compósitos de resina poliéster e fibra de vidro e compósitos de resina éster vinílica e fibra de vidro não impermeabilizados. Após o ensaio de resistência química iniciou-se os demais ensaios de caracterização mencionados anteriormente. Não se observou diferenças significativas nas propriedades entre os compósitos de resina poliéster após o ataque químico. Concluiu-se que um compósito de resina poliéster impermeabilizado pode ser uma boa opção para aplicações em ambientes corrosivos onde um compósito de resina éster vinílica seria aplicado.

    Palavras-Chave: berglass; vinyl acetate; resins; polyesters; waterproofing; composite materials; acidization; polymerization; mechanical properties; thermodynamic properties; materials testing; evaluation

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  • IPEN-DOC 29735

    FRENZEL, LUCAS S. . Experimentos no circuito de circulação natural e simulação numérica com o código RELAP5/MOD3.3 / Experiments at natural circulation circuit and numerical simulation with RELAP5/MOD3.3 code . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 129 p. Orientador: Gaianê Sabundjian. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12042023-115922

    Abstract: A circulação natural vem sendo um importante tópico de estudo em relação aos sistemas passivos de segurança no resfriamento do núcleo de reatores nucleares, principalmente pelo fato de ter como base a inerência das leis da Física, não dependendo de nenhuma força externa para sua aplicação. O estudo de circuitos experimentais de circulação natural e a simulação numérica com o código RELAP5, em suas diversas modalidades, para análise de transientes e acidentes que podem ocorrer em reatores nucleares têm sido amplamente estudados pela literatura. O presente estudo tem como objetivo estudar a capacidade do código RELAP5/MOD3.3 em reproduzir a fenomenologia da circulação natural em regimes monofásico e bifásico obtida por meio de um circuito de circulação natural (CCN) que se encontra no laboratório de termo-hidráulica do Centro de Engenharia Nuclear (CEENG) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) em São Paulo. Algumas melhorias foram realizadas no circuito experimental, como a inserção de um medidor de vazão, que mudaram as condições iniciais dos transientes ocorridos no circuito, como um sensor de fração de vazio, onde os dados experimentais da fração de vazio, da vazão, das temperaturas e da pressão são comparados com os resultados da simulação numérica obtida com o código RELAP5/MOD3.3. A modelagem dos dados de entrada (input) do CCN foi feita com uso do pré-processador FastLAP, que possui uma lógica de funcionamento mais intuitiva e visual do que outros pré-processadores, com janelas de criação padronizadas de acordo com o manual de uso do RELAP5/MOD3.3. Os resultados se mostraram satisfatórios, em que o código RELAP5/MOD3.3 é capaz de projetar tanto o escoamento monofásico quanto bifásico, sendo evidenciado que os modelos de transferência de calor e os padrões de escoamento utilizados no RELAP5/MOD3.3 estão em concordância com os resultados experimentais.

    Palavras-Chave: natural convection; reactors; reactor cores; cooling systems; safety engineering; heat transfer; hydrodynamics; reactor accident simulation; computer codes

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  • IPEN-DOC 29734

    BONANI, EDUARDO G. . Avaliação de propriedades mecânicas e caracterização microestrutural de consolidados de pós de aço inoxidável AISI 316L fabricados por manufatura aditiva usando a fusão seletiva a laser / Evaluation of mechanical properties and microstructural characterization of AISI 316L stainless steel powder consolidated manufactured by additive manufacturing using selective laser melting . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 101 p. Orientador: Maurício David Martins das Neves. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-15052023-090609

    Abstract: Neste estudo foi utilizado como material particulado o aço inoxidável AISI 316L, proveniente de dois fabricantes diferentes, para confecção de amostras consolidadas, usando do processo de Fusão Seletiva a Laser (FSL) em leito de pó, que é uma técnica de fabricação por manufatura aditiva (MA). Foram variados alguns parâmetros de processo tais como, potência e velocidade do feixe, distância entre passes do feixe laser (hachura) e estratégia de varredura, visando estudar o efeito na porosidade, rugosidade e propriedades mecânicas. A partir das condições selecionadas foram fabricadas amostras para: medidas de rugosidade, ensaios mecânicos de tração, medidas de dureza Rockwell B e caracterização da microestrutura. Observou-se que pós de diferentes fornecedores, mesmo que na especificação técnica, apresentaram diferentes propriedades de empacotamento e de fluidez ocasionando propriedades distintas no consolidado por FSL. Ainda foi verificado que o uso da relação potência do laser e velocidade de movimentação do laser com intervalos diferentes de distância entre os passes (hachura) foi acertado na fabricação de amostras consolidadas com porosidade aparente, em torno de 1 % e rugosidade menor do que 15 μm. Verificou-se que a construção na posição horizontal propiciou a fabricação de amostras com menores porosidades (maior densidade geométrica) e maiores limites de ruptura e de escoamento e maior alongamento, no ensaio de tração, em relação à construção na direção na posição vertical. Observou-se que a presença de porosidade causa diminuição nas tensões de ruptura e escoamento. As amostras fabricadas com potência do feixe laser de 212 Watts, velocidade de 1600 mm/s, hachura de 0,07 mm e espessura de camada de 0,03 mm apresentaram porosidade em torno de 1,0 %, densidade geométrica de 7,65 g/cm3 (> 95 % da densidade teórica), limite de resistência à tração de (612±43) MPa e limite de escoamento de (544±37) MPa, portanto acima de valores referenciados em normas vigentes. A microestrutura obtida era austenítica, refinada e de morfologia predominantemente celular. A morfologia de fratura indicou características dúcteis e formação de pequenos vazios (dimples), além da presença de descontinuidades.

    Palavras-Chave: powder metallurgy; melting; laser radiation; laser radiation; stainless steel-316l

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  • IPEN-DOC 29733

    BIANCHI, PAULO H. . Desenvolvimento de um procedimento analítico-comportamental baseado em estudos de persuasão em mídias sociais visando sua aplicação na promoção de Cultura de Segurança Física Nuclear / Development of a behavioral-analytic procedure based in social media persuasion studies aiming its application in Nuclear Security Culture promotion . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-15052023-094030

    Abstract: A promoção constante dos valores relacionados à Cultura de Segurança Nuclear é uma atividade essencial para que as instalações nucleares e radioativas operem com segurança. A orientação especializada da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) destaca a importância dos líderes da organização na promoção desses valores, no desenvolvimento adequado das habilidades de comunicação com os subordinados e na criação de mecanismos gerenciais que permitam aos funcionários a liberdade de contribuir para melhorar a segurança. A Governança Baseada em Valores é uma estratégia de gestão baseada na Análise do Comportamento que aborda tanto o aspecto da liderança quanto permitir certo grau de liberdade para os colaboradores melhorarem seu ambiente de trabalho com base em valores importantes para a organização, o que é compatível com a recomendação da IAEA. Tal estratégia baseia-se na capacidade dos líderes de influenciar seus liderados, que pode ser estudada sob a ótica da persuasão, seja ela exercida individual ou coletivamente. A Análise do Comportamento aborda a persuasão individual em seus estudos de Governança Verbal e Controle Instrucional, por meio da Teoria dos Frames Relacionais, e a persuasão coletiva é abordada na literatura de persuasão de massa nas mídias sociais. O presente trabalho vale-se da literatura de persuasão de massa nas mídias sociais para aprimorar estudos recentes sobre persuasão que utilizam o referencial teórico da Teoria das Molduras Relacionais, mais especificamente, procedimentos de Coerência Relacional com efeitos no Controle Instrucional. Foram realizados dois procedimentos experimentais manipulando estímulos verbais relacionados a valência do tipo "certo" e "errado", o primeiro manipulando estruturas relacionais previamente treinadas (derivação baixa) e o segundo manipulando estruturas relacionais de implicação combinatória (derivação alta). Em ambos os experimentos, observou-se que o procedimento de Coerência provocou o efeito de preferência desejado por determinado interlocutor e aumentou sua influência no comportamento dos participantes de forma estatisticamente significativa. Com base nesses resultados, tentou-se demonstrar a eficácia do uso do procedimento de Coerência para influenciar o comportamento humano, com o objetivo de propô-lo como uma tecnologia comportamental aplicada para promover uma Cultura de Segurança Nuclear em instalações nucleares e radioativas.

    Palavras-Chave: radiation protection; administrative procedures; decision making; data transmission systems; computer networks; communications; man-machine systems; commutation relations; communities; human factors; occupational safety; safety culture; nuclear facilities; reactor safety experiments; nuclear materials diversion; nuclear materials management; response functions

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  • IPEN-DOC 29732

    ALMEIDA, MATEUS R. de . Investigação de elementos químicos em sangue total de judocas utilizando a técnica de fluorescência de raios X / Investigation of chemical elements in whole blood of judokas using the X-ray fluorescence technique . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 65 p. Orientador: Cibele Bugno Zamboni. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-15052023-092759

    Abstract: O objetivo do presente estudo foi direcionado a avaliação de elementos químicos, de relevância nutricional e clínica, em sangue total de judocas submetidos a plano alimentar balanceado com suplementos (G1) e sem suplementação (G2) visando maior entendimento das necessidades nutricionais e adequação das necessidades diárias em função do desempenho esportivo, uma vez que pequenas variações desses elementos podem levar a perda de rendimento e deixar o organismo vulnerável aos problemas de ordem patológica. As coletas de sangue total foram realizadas após 6 meses da implantação do protocolo nutricional para posterior comparação entre os grupos (G1 e G2). Para essa análise foram empregadas as técnicas de Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (FRXDE) e Análise por Ativação com Nêutrons (AAN). Estas técnicas analíticas são complementares e possibilitaram a análise quantitativa dos elementos Br, Ca, Cl, Fe, K, Na, P, Rb, S e Zn compondo dados de uso na medicina esportiva que podem beneficiar o atleta durante o treino e recuperação. Verificou-se que as dosagens de Cl, K, P e S em sangue total para todos os judocas encontram-se dentro dos intervalos de normalidade, independente do controle alimentar. Entretanto, as dosagens dos demais elementos mostraram variações, tanto para G1 como para G2 em relação ao grupo de controle, quando as comparações foram realizadas em função do gênero. Os resultados mostram a necessidade de adotar dieta personalizada, otimizando o desempenho e recuperação dos judocas, além de contribuir para a proposição de novos protocolos de avaliação nutricional e clínica ainda não descritos na literatura.

    Palavras-Chave: nutritional deficiency; diet; sport facilities; occupants; training; clinical trials; bioassay; blood cells; performance testing; neutron activation analysis; x-ray emission analysis; x-ray fluorescence analysis

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  • IPEN-DOC 29755

    BEZERRA, ANDERSON M.; RODRIGUES, DANIEL S.; ANTONIO, PATRICIA L. ; JUNOT, DANILO O.; CALDAS, LINDA V.E. ; SOUZA, DIVANIZIA N.. CaSO4 dopado com manganês e térbio (CaSO4:Mn,Tb): um novo fósforo para dosimetria de radiação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FISICA MEDICA, 26th; CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE FISICA MEDICA, 9th, June 8-11, 2022, Fortaleza, CE. Proceedings... São Paulo, SP, 2022.

    Abstract: Cristais de CaSO4:Mn,Tb foram sintetizados pela rota de evaporação lenta, com dopagens de 0,1 mol% de Mn e Tb. As amostras foram preparadas na forma de pastilhas com adição de Teflon. A estrutura cristalina e as propriedades ópticas dos cristais foram avaliadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e fotoluminescência. As propriedades dosimétricas desses cristais foram investigadas pela técnica de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL). Os cristais irradiados com doses entre 200 mGy e 150 Gy apresentam curva de emissão TL com dois picos em 205°C e 325°C e curva de decaimento de OSL com boa reprodutibilidade e linearidade à dose dos sinais luminescentes. Dois centros de armadilhamento em 0,77 e 1,02 eV foram revelados. A dependência da taxa de aquecimento também foi avaliada. A menor dose detectável foi investigada pelas técnicas TL e OSL, sendo essa da ordem de mGy em ambas as técnicas. Observou-se também que a dopagem e codopagem com Mn e Tb contribuíram para a redução do fading em comparação com resultados sobre CaSO4:Mn e CaSO4:Tb de outros trabalhos.

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  • IPEN-DOC 29754

    FEITOSA, R.; ZAMBONI, C.B. ; SILVA, D.L.; PIMENTA D.C.; BARROS-BATTESTI D.M.; SANTIAGO, A.C.C.; SIMONS, S.M.. Análise do extrato das glândulas salivares de ornithodoros brasiliensis em colônias de alimentação artificial e em hospedeiro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PARASITOLOGIA VETERINÁRIA, 21, 19-21 de outubro, 2022, Ilhéus, BA. Resumos... p. 297.

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  • IPEN-DOC 29753

    CIONGOLI, GIOVANA ; BIATY, FLAVIA P. ; PALADINO, PATRICIA A.; SABUNDJIAN, GAIANE. O uso de veículos subaquáticos operados remotamente nas industriais de energia hidrelétrica e nuclear. In: ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E PÓS-GRADUAÇÃO DO CAMPUS SÃO PAULO, 7, 19-22 de setembro, 2022, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: IFSP - Campus São Paulo, 2022. p. 1-4.

    Abstract: Os veículos subaquáticos operados remotamente, conhecidos como Remotely Operated Vehicles (ROV’s), possuem eficiência comprovada em diversas aplicações. Sua utilização em ambientes insalubres e confinados, tais como usinas hidrelétricas e nucleares, permite maior segurança e eficiência dos trabalhos subaquáticos. Dessa forma, este trabalho buscou apresentar uma perspectiva mundial sobre o uso dos ROV’s na área das indústrias hidrelétrica e nuclear, analisando sua aplicabilidade no âmbito nacional, por meio de uma revisão bibliográfica. Concluiu-se que a aplicação dos ROV’s é pertinente e necessária, considerando a matriz elétrica brasileira. Entretanto, observou-se que essa tecnologia é ainda pouco difundida, de forma que a pesquisa e publicação de trabalhos sobre o tema poderão gerar mais confiabilidade no método apresentado.

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  • IPEN-DOC 29752

    OLIVEIRA, JOAO P.A.; NOGUEIRA, JANINE ; NISHIDA, PAULA; SOUZA, THAIS C.S. de. A importância do DSM na arqueologia: os tijolos da Casa do Grito. In: ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E PÓS-GRADUAÇÃO DO CAMPUS SÃO PAULO, 7., 19-22 de setembro, 2022, São Paulo, SP. Anais... São Paulo, SP: IFSP - Campus São Paulo, 2022. p. 1-5.

    Abstract: Este artigo apresenta a importância da tecnologia e usos de aplicativos utilizados na arqueologia para gerar imagens e orthofotos como documento e arquivo digital. Esse artigo tem como finalidade apresentar a importância do uso da ferramenta DSM na preservação de artefatos arqueológicos. O Dense Stereo Matching (DSM), é o programa que utiliza o processamento digital de imagens fotográficas. Essa nova tecnologia foi desenvolvida nos últimos anos a partir do avanço da fotogrametria digital, e da visão computacional. No intuito de aprimorar as ferramentas para a geração de modelos geométricos a partir de fotografias. O importante método de preservação da história como ferramenta de documentação arqueológica. Processo de levantamento DSM, consiste no planejamento, aquisição de dados, processamento e pós-processamento. Como resultado desse processo de catalogação dos tijolos através das imagens que foram geradas pelo programa 3D. Neste estudo demonstra as imagens e o levantamento dos tijolos da Casa do Grito, em parceria com o Centro de Arqueologia de São Paulo (CASP) - DPH|SMC|PMSP e o IFSP.

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  • IPEN-DOC 29751

    CORREA, E.L. ; BOSCH-SANTOS, B.; SALES, T.S.N. ; CABRERA-PASCA, G.A.; CORREA, B.S. ; CARBONARI, A.W. ; OLESHKO, V.P.; DENNIS, C.L.. Magnetic properties of Er-doped Fe3O4 nanoparticles studied by perturbed angular spectroscopy. In: RIVAS, MONTSERRAT (Ed.); BLANCO, JESUS A. (Ed.); GORRIA, PEDRO (Ed.) INTERNATIONAL CONFERENCE ON FINE PARTICLE MAGNETISM, 10th, May 26-31, 2019, Gijón, Spain. Proceedings... 2019. p. 133-133.

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  • IPEN-DOC 29731

    ABE, ALFREDO Y. . Análise neutrônica e do comportamento sob irradiação de combustíveis tolerantes à falha / Neutronic analysis and fuel performance behavior of accident tolerant fuel . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 213 p. Orientador: Antonio Teixeira e Silva. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-15052023-085500

    Abstract: O presente trabalho apresenta uma avaliação e análise quanto aos aspectos neutrônicos e de desempenho de combustível para os potenciais candidatos a combustíveis tolerantes a falha (ATF). Na fase inicial do trabalho para o levantamento bibliográfico utilizou-se a metodologia baseada na técnica de maturidade tecnológica (TRL) para avaliar as diversas opções e tecnologias desses combustíveis. Esta fase inicial permitiu identificar nos desenvolvimentos dos combustíveis tolerantes a falha as principais lacunas e as atividades necessárias para a obtenção e utilização comercial em reatores de potência. As avaliações e as análises neutrônica e de desempenho do combustível dos principais candidatos à combustíveis tolerantes a falha foram realizadas por meio de simulações computacionais utilizando programas de desempenho do combustível (TRANSURANUS) e neutrônica (SERPENT). As atividades consistiram na avaliação e verificação de um projeto de núcleo de reator constituído de combustíveis tolerantes a falha (combustíveis: UO2, U3Si2, UN, UO2-BeO) e os revestimentos: ZIRLO, SiC, FeCrAl, AISI-348). Para tanto, foram obtidos e avaliados os principais parâmetros associados ao projeto do núcleo do reator. Além disso, o trabalho envolveu a avaliação de desempenho de um dos revestimentos (FeCrAl) do combustível tolerantes a falha mais promissores considerando as condições de operação normal e em cenário de acidente. Como conclusão preliminar das atividades desenvolvidas neste trabalho destaca-se a viabilidade neutrônica dos diferentes combustíveis ATF, no entanto em termos de desempenho do combustível nem todas as opções disponíveis ainda possuem grau de maturidade suficiente para aplicação na indústria nuclear em curto e médio prazo. Destaca-se que este trabalho aborda e busca contribuir com um tema bastante atual e relevante na comunidade nuclear, principalmente os grandes desafios envolvidos no desenvolvimento, fabricação e o licenciamento dos combustíveis tolerantes a falha junto aos órgãos regulatórios.

    Palavras-Chave: accident-tolerant nuclear fuels; nuclear fuels; reactor fueling; neutron oscillation; neutronic damage functions; performance testing; computer calculations; computerized simulation

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  • IPEN-DOC 29710

    CABRAL, FERNANDA V. ; YOSHIMURA, TANIA M. ; SILVA, DANIELA de F.T. da ; CORTEZ, MAURO; RIBEIRO, MARTHA S. . Photodynamic therapy mediated by a red LED and methylene blue inactivates resistant leishmania amazonensis. Journal of the Optical Society of America A, v. 40, n. 5, p. 996-1005, 2023. DOI: 10.1364/JOSAA.482314

    Abstract: Cutaneous leishmaniasis is a neglected parasitic disease that leads to destructive lesions. The emergence of drug resistance has been a global concern over the past years. Photodynamic therapy (PDT) mediated by a red LED and methylene blue (MB) involves the overproduction of oxidative stress, which oxidizes several cellular biomolecules and prevents the selection of resistant strains. Herein, we investigated the potential of PDT mediated by MB against wild-type and miltefosine-resistant strains of Leishmania amazonensis. As a result, both strains were susceptible to PDT, thus encouraging us to seek the best conditions to overcome the drug resistance problem in cutaneous leishmaniasis.

    Palavras-Chave: protozoa; parasitic diseases; skin diseases; photodynamic therapy; methylene blue; light emitting diodes

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  • IPEN-DOC 29709

    COELHO, JESSICA F. ; GUTIERREZ, ISABELY M. ; PEREIRA FILHO, NIVALDO G. ; ZAMBIAZI, PRISCILLA J. ; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; SOUZA, RODRIGO F.B. de . PdxNiy/TiO2 Electrocatalysts for Converting Methane to Methanol in An Electrolytic Polymeric Reactor - Fuel Cell Type (PER-FC). Methane, v. 2, n. 2, p. 137-147, 2023. DOI: 10.3390/methane2020011

    Abstract: PdxNiy/TiO2 bimetallic electrocatalysts were used in fuel cell polymeric electrolyte reactors (PER-FC) to convert methane into methanol through the partial oxidation of methane promoted by the activation of water at room temperature. X-ray diffraction measurements showed the presence of Pd and Ni phases and TiO2 anatase phase. TEM images revealed mean particle sizes larger than those reported for PdNi materials supported, indicating that TiO2 promotes particle aggregation on its surface. Information on the surface structure of electrocatalysts obtained by Raman spectra indicated the presence or formation of NiO. The PER-FC tests showed the highest power density for the electrocatalyst with the lowest amount of nickel Pd80Ni20/TiO2 (0.58 mW cm􀀀2). The quantification of methanol through the eluents collected from the reactor showed higher concentrations of methanol produced, revealing that the use of TiO2 as a support also increased the reaction rate.

    Palavras-Chave: methane; electrocatalysts; polymers; electrolytes; fuel cells

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  • IPEN-DOC 29708

    SILVA, DANIEL J. da; DURAN, ADRIANA; FONSECA, FERNANDO L.A.; PARRA, DUCLERC F. ; BUENO, RODRIGO F.; ROSA, DERVAL S.. Omicron SARS-CoV-2 antiviral on poly(lactic acid) with nanostructured copper coating: wear effects. Applied Surface Science, v. 623, p. 1-9, 2023. DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.157015

    Abstract: Surface modification corresponds to a set of viable technological approaches to introduce antimicrobial properties in materials that do not have such characteristics. Antimicrobial materials are important to prevent the proliferation of microorganisms and minimize the transmission of diseases caused by pathogens. Herein, poly (lactic acid) (PLA) was decorated with nanocones through copper sputtering followed by a plasma etching. Antiviral assays by Quantitative Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-qPCR) show that nanostructured Cu-coated PLA has high antiviral activity against Omicron SARS-CoV-2, showing a relative reduction in the amplified RNA (78.8 ± 3.9 %). Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and wear-resistance tests show that 20 wear cycles disrupt the surface nanocone patterns and significantly reduce the Cu content at the surface of the nanostructured Cu-coated PLA, leading to total loss of the antiviral properties of nanostructured PLA against Omicron SARS-CoV-2.

    Palavras-Chave: coronaviruses; polymers; lactic acid; copper; plasma; nanotechnology; wear

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  • IPEN-DOC 29707

    ANJOS, CAROLINA dos; LEANSE, LEON G.; RIBEIRO, MARTHA S. ; SELLERA, FÁBIO P.; DROPA, MILENA; ARANA-CHAVEZ, VICTOR E.; LINCOPAN, NILTON; BAPTISTA, MAURÍCIO S.; POGLIANI, FABIO C.; DAI, TIANHONG; SABINO, CAETANO P.. New insights into the bacterial targets of antimicrobial blue light. Microbiology Spectrum, v. 11, n. 2, p. 1-13, 2023. DOI: 10.1128/spectrum.02833-22

    Abstract: Antimicrobial blue light (aBL) offers efficacy and safety in treating infections. However, the bacterial targets for aBL are still poorly understood and may be dependent on bacterial species. Here, we investigated the biological targets of bacterial killing by aBL (l = 410 nm) on three pathogens: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa. Initially, we evaluated the killing kinetics of bacteria exposed to aBL and used this information to calculate the lethal doses (LD) responsible for killing 90 and 99.9% of bacteria. We also quantified endogenous porphyrins and assessed their spatial distribution. We then quantified and suppressed reactive oxygen species (ROS) production in bacteria to investigate their role in bacterial killing by aBL. We also assessed aBL-induced DNA damage, protein carbonylation, lipid peroxidation, and membrane permeability in bacteria. Our data showed that P. aeruginosa was more susceptible to aBL (LD99.9 = 54.7 J/cm2) relative to S. aureus (LD99.9 = 158.9 J/cm2) and E. coli (LD99.9 = 195 J/cm2). P. aeruginosa exhibited the highest concentration of endogenous porphyrins and level of ROS production relative to the other species. However, unlike other species, DNA degradation was not observed in P. aeruginosa. Sublethal doses of blue light (,LD90) could damage the cell membrane in Gram-negative species but not in S. aureus. In all bacteria, oxidative damage to bacterial DNA (except P. aeruginosa), proteins, and lipids occurred after high aBL exposures (.LD99.9). We conclude that the primary targets of aBL depend on the species, which are probably driven by variable antioxidant and DNA-repair mechanisms.

    Palavras-Chave: bacteria; germicides; chromosphere; lipids; oxidation; permeability; carbonylation; proteins; oxygen

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  • IPEN-DOC 29706

    LIMA, CAROLINE S.A. de ; RIAL-HERMIDA, MARIA I.; FREITAS, LUCAS F. de ; PEREIRA-DA-MOTA, ANA F.; VIVERO-LOPEZ, MARIA; FERREIRA, ARYEL H. ; KADŁUBOWSKI, SŁAWOMIR; VARCA, GUSTAVO H.C. ; LUGAO, ADEMAR B. ; ALVAREZ-LORENZO, CARMEN. Mucoadhesive gellan gum-based and carboxymethyl cellulose -based hydrogels containing gemcitabine and papain for bladder cancer treatment. International Journal of Biological Macromolecules, v. 242, n. 3, p. 1-16, 2023. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124957

    Abstract: Local treatment of bladder cancer faces several limitations such as short residence time or low permeation through urothelium tissue. The aim of this work was to develop patient-friendly mucoadhesive gel formulations combining gemcitabine and the enzyme papain for improved intravesical chemotherapy delivery. Hydrogels based on two different polysaccharides, gellan gum and sodium carboxymethylcellulose (CMC), were prepared with either native papain or papain nanoparticles (nanopapain) to explore for the first time their use as permeability enhancers through bladder tissue. Gel formulations were characterized regarding enzyme stability, rheological behavior, retention on bladder tissue and bioadhesion, drug release properties, permeation capacity, and biocompatibility. After 90 days of storage, the enzyme loaded in the CMC gels retained up to 83.5 ± 4.9 % of its activity in the absence of the drug, and up to 78.1 ± 5.3 with gemcitabine. The gels were mucoadhesive and the enzyme papain showed mucolytic action, which resulted in resistance against washing off from the urothelium and enhanced permeability of gemcitabine in the ex vivo tissue diffusion tests. Native papain shortened lag-time tissue penetration to 0.6 h and enhanced 2-fold drug permeability All formulations demonstrated pseudoplastic behavior and no irritability. Overall, the developed formulations have potential as an upgraded alternative to intravesical therapy for bladder cancer treatment.

    Palavras-Chave: hydrogels; papain; polysaccharides; drug delivery; bladder; neoplasms

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  • IPEN-DOC 29705

    STAAL, ARIE; KOREN, GERBRAND; TEJADA, GRACIELA; GATTI, LUCIANA V. . Moisture origins of the Amazon carbon source region. Environmental Research Letters, v. 18, n. 4, p. 1-7, 2023. DOI: 10.1088/1748-9326/acc676

    Abstract: The southeastern Amazon has recently been shown to be a net carbon source, which is partly caused by drying conditions. Drying depends on a number of factors, one of which is the land cover at the locations where the moisture has originated as evaporation. Here we assess for the first time the origins of the moisture that precipitates in the Amazon carbon source region, using output from a Lagrangian atmospheric moisture tracking model. We relate vegetation productivity in the Amazon carbon source region to precipitation patterns and derive land-cover data at the moisture origins of these areas, allowing us to estimate how the carbon cycle and hydrological cycle are linked in this critical part of the Amazon. We find that, annually, 13% of the precipitation in the Amazon carbon source region has evaporated from that same area, which is half of its land-derived moisture. We further find a moisture-recycling-mediated increase in gross primary productivity of roughly 41 Mg carbon km−2 yr−1 within the Amazon carbon source region if it is fully forested compared to any other land cover. Our results indicate that the parts of the Amazon forest that are already a net carbon source, still help sustain their own biomass production. Although the most degraded parts of the Amazon depend mostly on oceanic input of moisture, further degradation of this region would amplify carbon losses to the atmosphere.

    Palavras-Chave: climatic change; carbon; atmospheres; recycling; tropical regions; biosphere

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  • IPEN-DOC 29730

    SPATAFORA, A.; CARBONE, D.; CAPPUZZELLO, F.; CAVALLARO, M.; ACOSTA, L.; AGODI, C.; AMADOR-VALENZUELA, P.; BORELLO-LEWIN, T.; BRISCHETTO, G.A.; CALABRESE, S.; CALVO, D.; CAPIROSSI, V.; CHAVEZ-LOMELI, E.R.; CIRALDO, I.; DE GREGORIO, G.; DELAUNAY, F.; DJAPO, H.; EKE, C.; FINOCCHIARO, P.; FIRAT, S.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; GARGANO, A.; HACISALIHOGLU, A.; IAZZI. F.; LA FAUCI, L.; LAY, J.A.; LINARES, R.; LUBIAN, J.; MEDINA, N.; MORALLES, M. ; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, L.; PETRASCU, H.; PINNA, F.; RUSSO, G.; SGOUROS, O.; SILVEIRA, M.A.G. da; SOLAKCI, S.O.; SOUKERAS, V.; SOULIOTIS, G.; TORRESI, D.; TUDISCO, S.; YILDIRIM, A.; ZAGATTO, V.A.B.. Multi-channel experimental and theoretical approach to study the 12C(18O,18F)12B single charge exchange reaction. Journal of Physics: Conference Series, v. 2453, n. 1, p. 1-7, 2023. DOI: 10.1088/1742-6596/2453/1/012019

    Abstract: The broad network of nuclear reactions populated in the 18O + 12C collision was studied to test the capability of state-of-art nuclear structure and reaction theories to describe both the direct and sequential components of the (18O, 18F) single charge exchange nuclear reaction. The experiment was performed using the 18O beam at 275 MeV incident energy produced by the K800 superconducting cyclotron and the MAGNEX magnetic spectrometer at the Laboratori Nazionali del Sud of the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. A unique comprehensive and coherent theoretical calculation, able to describe the whole network of direct reactions, is the approach proposed for the first time to analyse this large set of experimental data. This holistic approach, applied both to the experimental and theoretical analysis, is the main feature and novelty of the work here presented.

    Palavras-Chave: nuclear matrix; matrix elements; transfer reactions; nuclear reactions

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  • IPEN-DOC 29729

    GARCIA, PRISCILA ; ORTIZ, NILCE . Utilização da fotodecomposição solar para remoção de BTEX em água subterrânea contaminada pela atividade de posto de gasolina. In: CONGRESSO DA ÁGUA, 16, 21-24 de março, 2023, Lisboa, Portugal. Proceedings... 2023. p. 96-98.

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  • IPEN-DOC 29728

    CIRALDO, IRENE; CAPPUZZELLO, F.; CAVALLARO, M.; CARBONE, D.; BURRELLO, S.; SPATAFORA, A.; GARGANO, A.; DE GREGORIO, G.; MAGANA VSEVOLODOVNA, R.I.; ACOSTA, L.; AGODI, C.; AMADOR-VALENZUELA, P.; BORELLO-LEWIN, T.; BRISCHETTO, G.A.; CALABRESE, S.; CALVO, D.; CAPIROSSI, V.; CHAVEZ LOMELI, E.R.; COLONNA, M.; DELAUNAY, F.; DJAPO, H.; EKE, C.; FINOCCHIARO, P.; FIRAT, S.; FISICHELLA, M.; FOTI, A.; HACISALIHOGLU, A.; IAZZI, F.; LA FAUCI, L.; LINARES, R.; MEDINA, N.H.; MORALLES, M. ; OLIVEIRA, J.R.B.; PAKOU, A.; PANDOLA, L.; PETRASCU, H.; PINNA, F.; RUSSO, G.; SANTOPINTO, E.; SGOUROS, O.; GUAZZELLI, M.A.; SOLAKCI, S.O.; SOUKERAS, V.; SOULIOTIS, G.; TORRESI, D.; TUDISCO, S.; YILDIRIM, A.; ZAGATTO, V.A.B.. Study of the one-neutron transfer reaction in 18O + 76Se collision at 275 MeV in the context of the NUMEN project. Journal of Physics: Conference Series, v. 2453, p. 1-8, 2023. DOI: 10.1088/1742-6596/2453/1/012013

    Abstract: Heavy-ion one-nucleon transfer reactions are promising tools to investigate singleparticle configurations in nuclear states, with and without the excitation of the core degrees of freedom. An accurate determination of the spectroscopic amplitudes of these configurations is essential for the study of other direct reactions as well as beta-decays. In this context, the 76Se(18O,17O)77Se one-neutron transfer reaction gives a quantitative access to the relevant single particle orbitals and core polarization transitions built on 76Se. This is particularly relevant, since it provides data-driven information to constrain nuclear structure models for the 76Se nucleus. The excitation energy spectrum and the differential cross section angular distributions of this nucleon transfer reaction was measured at 275 MeV incident energy for the first time using the MAGNEX large acceptance magnetic spectrometer. The data are compared with calculations based on distorted wave Born approximation and coupled channel Born approximation adopting spectroscopic amplitudes for the projectile and target overlaps derived by large-scale shell model calculations and interacting boson-fermion model. These reactions are studied in the frame of the NUMEN project. The NUMEN (NUclear Matrix Elements for Neutrinoless double beta decay) project was conceived at the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare–Laboratori Nazionali del Sud (INFN-LNS) in Catania, Italy, aiming at accessing information about the nuclear matrix elements (NME) of neutrinoless double beta decay (0νββ) through the study of the heavy-ion induced double charge exchange (DCE) reactions on various 0νββ decay candidate targets. Among these, the 76Se nucleus is under investigation since it is the daughter nucleus of 76Ge in the 0νββ decay process.

    Palavras-Chave: nuclear matrix; matrix elements; transfer reactions; heavy ion reactions

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  • IPEN-DOC 29704

    POZZO, LORENA ; OLIVEIRA, MÉRCIA L. de; MONTEIRO, LUCILENA R. ; MENEZES, MARIO O. de ; GIAMMARILE, FRANCESCO; SADI, MARCUS V.. Metastatic castration-resistant prostate cancer in Brazil: a real-world investigation using INCA database. Revista Brasileira de Cancerologia, v. 69, n. 2, p. 1-10, 2023. DOI: 10.32635/2176-9745.RBC.2023v69n2.3763

    Abstract: Introduction: Prostate cancer is the second most common cancer in men worldwide. In Brazil, regional disparities in incidences of intermediate and high-risk in late-diagnosed PC cases are expected. Objective: To investigate the clinical and demographic profiles of patients treated with metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) in Brazil, using real-world data from public databases. Method: Prostate cancer data from the Brazilian cancer registries were filtered from Brazilian public databases from 2008 to 2018. The number of health institutions and registries at a cancer public database were used to separate the Brazilian Federative Units into two comparison groups. mCRPC patients were estimated by using a combination of filters of staging and treatment (Tx, Nx and M1 + chemotherapy). The patients’ median age and the number and type of treatments were evaluated. Results: A total of 325,987 patients with prostate cancer and 5,367 patients with mCRPC were identified. The median age of the mCRPC patients was 63 years. The percentage of patients who underwent one, two or three treatments was 21.0%, 43.2% and 28.1%, respectively. In addition, management differences were noticed depending on the group analyzed. Conclusion: The results revealed regional discrepancies in the distribution of registered mCRPC patients in the Brazilian territory and in their treatment. This information can be used to strengthen the recently updated treatment and improve the palliative care offered. This work presents suggestions to improve specific prostate cancer databases.

    Palavras-Chave: prostate; neoplasms; metastases; radiotherapy; public health; data processing

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  • IPEN-DOC 29703

    GOMES, ANDERSON S.L.; SOUZA, EUNEZIO T. de; ZEZELL, DENISE M. . Latin America Optics and Photonics 2022: introduction to the feature issue. Applied Optics, v. 62, n. 8, p. 1-2, 2023. DOI: 10.1364/AO.489414

    Abstract: The 2022 Latin America Optics and Photonics Conference (LAOP 2022), the major international conference sponsored byOptica in Latin America, returned to Recife, Pernambuco, Brazil, after its first edition in 2010.Held every two years since (except for 2020), LAOP has the explicit objective to promote Latin American excellence in optics and photonics research and support the regional community. In the 6th edition in 2022, it featured a comprehensive technical program with recognized experts in fields critical to Latin America, highly multidisciplinary, with themes frombiophotonics to2Dmaterials. The 191 attendees of LAOP2022 listened to five plenary speakers, 28 keynotes, 24 invited talks, and 128 presentations, including oral and posters

    Palavras-Chave: optical activity; photon emission; lasers; fiber optics; meetings

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  • IPEN-DOC 29727

    BRANDAO, ULISSES ; SPINACE, ESTEVAM V. ; SEKO, MURILO H.; FERREIRA, WILLIAM de P.. Projeto e construção de um sistema de aquecimento por micro-ondas de baixo custo para avaliação de susceptores. Anais do Workshop de Micro-ondas, v. 1, n. 6, p. 1-4, 2022. DOI: 10.5281/zenodo.7857092

    Abstract: Este trabalho consistiu no projeto e construção de um forno de micro-ondas de 2,45 GHz, destinado à avaliação de susceptores a serem utilizados como catalisadores, em temperaturas de 400 a 1.100 ºC. Sua construção baseou-se em simulações feitas em computador, seguida de testes e modificações para sua funcionalização.

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  • IPEN-DOC 29726

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento: medida do coeficiente de reatividade de temperatura isotérmico αiso(T), no Reator IPEN/MB01 de 20°C a 50°C e de 50°C a 80°C.. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Junho, 2023. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-124-00). Restrito.

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

    Abstract: Neste relatório apresentam-se o procedimento experimental realizados no comissionamento do Reator IPEN/MB-01 visando a medida do coeficiente de Reatividade de Temperatura Isotérmica, αiso (T) para o novo núcleo com elementos combustíveis tipo placa na faixa de temperatura de 20°C a 80° C [1]. A seguir é apresentada uma tabela 1 resumo dos resultados obtidos nas duas operações do reator realizadas para a realização da coleta dos valores dados experimentais. Tabela 1 – Resumo dos parâmetros obtidos no experimento de comissionamento. Operação ∆Tm (20→50°C) (ºC) Reatividade (pcm) αiso (Tm) pcm/ºC δ(%) = ((C-E)/E).100 C=18,23±3,00 pcm/ºC [4] 1ª: 101n 30,44 ± 0,44 -528,95 ± 7,46 -17,38±0,12 4,90 2ª: 103 n 30,30 ± 0,29 -529,26 ± 3,54 -17,55 ± 0,06 3,88 A media ponderada [2] dos dois valores de Coeficiente de Reatividade de Temperatura Isotérmico de temperatura medidos (tabela 1) é dado a seguir, bem como a sua incerteza associada a um nível do confiança estatística de 95% (2σ). αiso (Tm 20→50ºC) = (-17,52 ± 0,10) pcm/°C com o desvio percentual δ(%) = 4,05% . A reatividade positiva compensada pela barra de controle BC#3 devido ao aumento de temperatura do moderador (20ºC→50ºC) obtida pelo ajuste de uma função polinomial aos valores experimentais pode ser vista no anexo 1 e vem a corroborar com os resultados dos valores de Coeficiente de Reatividade de Temperatura Isotérmica obtidos neste trabalho. O resultado experimental obtido para o valor do Coeficiente de Reatividade de Temperatura Isotérmico de temperatura para a temperatura do moderador (∆Tm) aquecida entre 50°C e 80ºC e a sua incerteza associada (2σ) é dado a seguir. αiso (Tm 50→80ºC) = (-25,70 ± 0,06) pcm/°C O resultado obtido do αiso (Tm) de inserção de reatividade negativa no sistema ao aquecermos o moderador de ~20 à ~50º C mostra que o valor estimado via cálculo de (18,23 ± 3,00) pcm/ºC está superestimando em relação ao valor experimental, dentro de valores aceitáveis. Assim, pelo critério de aceitação [1,3], a metodologia de cálculo utilizada na estimativa de αiso (Tm 20→50ºC) apresentada no Relatório de Análise de Segurança do Reator IPEN/MB-01 (RAS) [4], está aceita e validada por este experimento de comissionamento.

    Palavras-Chave: commissioning; temperature coefficient; reactivity; isothermal processes

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  • IPEN-DOC 29725

    BITELLI, ULYSSES D. . Comissionamento: medida do coeficiente de reatividade isotérmica, αiso(T), no Reator IPEN/MB-01. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2023. (IPEN-CEN-PSE-RMB-005-00-RELT-089-03). Restrito.

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

    Abstract: Neste relatório apresentam-se os procedimentos experimentais a se realizarem no comissionamento do Reator IPEN/MB-01 visando a medida do coeficiente de Reatividade de Temperatura Isotérmica, αiso(T) para o núcleo com elementos combustíveis tipo placa.

    Palavras-Chave: commissioning; reactivity; isotherms; ipen-mb-1 reactor; coefficient of performance

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  • IPEN-DOC 29724

    TORRES, WALMIR M. . Relatório de evolução do projeto 2020.06.IPEN.45 do Edital COPDE 6/2020. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - CEENG, Maio, 2023. (IPEN-CEN-P&D-INTC-001-00-RELT-006-00). Restrito.

    Título do projeto: Intercentros 2020.06.IPEN.45.PD

    Abstract: Este Relatório apresenta um resumo das atividades realizadas e/ou em andamento, referentes ao Projeto 2020.06.IPEN.45 do Edital COPDE 6/2020. São apresentados os principais resultados da sequência de atividades necessárias para o andamento do projeto, cujo título é: Projeto e fabricação de um elemento combustível instrumentado para testes não-destrutivos e qualificação de elementos combustíveis do Reator Multipropósito Brasileiro, denominado por ECI-RMB. Resumidamente, as macroatividades abaixo, fazem parte do projeto: 1. Fabricação de placas combustíveis padrão IEA-R1 e placas combustíveis especiais RMB; 2. Cálculos Neutrônicos; 3. Cálculos Termo-hidráulicos; 4. Modifiçações no projeto do Elemento Combustível Padrão do IEA-R1 para abrigar as placas removíveis e a instrumentação; 5. Projeto de dispositivos e ferramentas de movimentação do ECI-RMB; 6. Projeto de dispositivos e ferramentas para gamagrafia das placas RMB irradiadas; e 7. Projeto de dispositivos e ferramentas para medida da espessura das placas RMB irradiadas. O nosso colaborador de Pós-Doc, Dr. Humberto Vitor Soares, foi contratado através do segundo Edital de chamada de bolsas do Projeto InterCentros 2020, para a realização dos cálculos neutrônicos do novo Elemento Combustível Instrumentado ECI-RMB. A modelagem do problema neutrônico foi elaborada com a importante colaboração de Mitsuo Yamaguchi, e os resultados, bastante satisfatórios, são apresentados neste relatório e serão utilizados para a elaboração de um artigo que deverá ser submetido à uma revista internacional.

    Palavras-Chave: fuel elements; rmb reactor; fuel plates; neutron detectors

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  • IPEN-DOC 29723

    SOBOTYK, CAROLINE; BALDISSERA, FERNANDA G.; RODRIGUES JUNIOR, LUIZ C.; ROMAO, PEDRO R.T.; OLIVEIRA, JULIANA S. de; DORNELLES, GUILHERME L.; ANDRADE, CINTHIA M. de; MACIEL, ROBERTO M.; DANESI, CRISTIANE C.; FERREIRA, RAFAEL V. de P. ; BELLINI, MARIA H. ; BOTTON, SONIA de A.; VOGEL, FERNANDA S.F.; SANGIONI, LUIS A.. Zinc and manganese imbalances in BALB/c mice experimentally infected with Leishmania (Leishmania) amazonensis. Acta Parasitologica, v. 68, n. 2, p. 447-452, 2023. DOI: 10.1007/s11686-023-00666-1

    Abstract: Abstract Purpose The clinical progression of Leishmania (Leishmania) amazonensis infection depends on multiple factors, including immunological status of the host and their genotypic interaction. Several immunological processes depend directly on minerals for an efcient performance. Therefore, this study used an experimental model to investigate the alterations of trace metals in L. amazonensis infection associate with clinical outcome, parasite load, and histopathological lesions, and the efect of CD4+T cells depletion on these parameters. Methods A total of 28 BALB/c mice were divided into 4 groups: 1—non-infected; 2—treated with anti-CD4 antibody; 3— infected with L. amazonensis; and 4—treated with anti-CD4 antibody and infected with L. amazonensis. After 24 weeks postinfection, levels of calcium (Ca), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), Cu, and Zn were determined by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy using tissue samples of the spleen, liver, and kidneys. Additionally, parasite burdens were determined in the infected footpad (inoculation site) and samples of inguinal lymph node, spleen, liver, and kidneys were submitted to histopathological analysis. Results Despite no signifcant diference was observed between groups 3 and 4, L. amazonensis-infected mice had a signifcant reduction of Zn (65.68–68.32%) and Mn (65.98 to 82.17%) levels. Presence of L. amazonensis amastigotes was also detected in the inguinal lymph node, spleen, and liver samples in all infected animals. Conclusion The results showed that signifcant alterations in micro-elements levels occur in BALB/c mice experimentally infected with L. amazonensis and may increase the susceptibility of individuals to the infection.

    Palavras-Chave: protozoa; skin diseases; elements; trace amounts

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  • IPEN-DOC 29701

    SILVA, ANA P.M. da; PIETRO, SICA; PIRES, LUCAS de A.N.; SPIRONELLO, LIANDRA; MOTA, LAYNA A.; PEIXOTO, GUSTAVO T.; CALEGARI, RUBENS P.; BASSO, THIAGO O.; TONSO, ALDO; GOMES, MARCELO P.; SOMESSARI, SAMIR L. ; DUARTE, HEITOR G. ; SOMESSARI, ELIZABETH S.R. ; CARVALHO, RENAN DE S.; BAPTISTA, ANTONIO S.. Integration of corn and cane for ethanol production: effects of lactobacilli contamination on fermentative parameters and use of ionizing radiation treatment for disinfection. Fermentation, v. 9, n. 2, p. 1-13, 2023. DOI: 10.3390/fermentation9020089

    Abstract: Recently, in Brazil, corn ethanol industries are being installed and the integration with sugar/energy-cane has been proposed, using bagasse for cogeneration and the juice to dilute the corn. However, this integration may have some limitations, such as the quality of the cane juice and potential contamination by microorganisms brought with the cane from the field. In this article, we first tested the effects of mixing energy cane juice with corn on fermentative parameters. We also assessed the effects of Lactobacilli. contamination on organic acids produced during the fermentation and fermentation parameters and proposed the use of ionizing radiation to replace antibiotics as a disinfection control method. Our results showed that mixing energy cane juice with corn does not have any negative effect on fermentation parameters, including ethanol production. The contamination with Lactobacilli. considerably increased the production of acetic, lactic, and succinic acid, reducing the pH and ethanol content from 89.2 g L-1 in the sterilized treatment to 72.9 g L-1 in the contaminated treatment. Therefore, for the integration between corn and cane to be applied on an industrial scale, it is essential to have effective disinfection before fermentation. Ionizing radiation (20 kGy) virtually disinfected the wort, showing itself to be a promising technology; however, an economic viability study for adopting it in the industry should be carried out.

    Palavras-Chave: biofuels; refining; sustainability; biomass; antibiotics

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  • IPEN-DOC 29722

    SCAPIN, M.A. ; TESSARI-ZAMPIERIA, M.C. ; GUILHENA, S.N. ; COTRIM, M.E.B. . X-ray fluorescence spectrometry: an alternative technique for analysis of waste. Brazilian Journal of Radiation Sciences, v. 11, n. 1A, 2023. DOI: 10.15392/2319-0612.2023.2144

    Abstract: This study aims to develop reliable analytical methodology that is, cost-effective, and requires minimal sample quantity to quantify uranium content in nuclear waste and others. The Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry (EDXRF) technique was used, and a rigorous comparison was made between the fundamental parameters (FP) method and the empirical (EMP) method. Statistical evaluation of results demonstrated that the FP method showed a satisfactory level of confidence for precision and limit of quantification.

    Palavras-Chave: uranium; x-ray spectroscopy; fluorescence spectroscopy; radioactive wastes; waste management

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  • IPEN-DOC 29721

    VIVEIROS, BARBARA V.G. de ; SILVA, REJANE MARIA P. da ; DONATUS, UYIME ; COSTA, ISOLDA . Welding and galvanic coupling effects on the electrochemical activity of dissimilar AA2050 and AA7050 aluminum alloys welded by Friction Stir Welding (FSW). Electrochimica Acta, v. 449, p. 1-15, 2023. DOI: 10.1016/j.electacta.2023.142196

    Abstract: In this work, the effects of friction stir welding (FSW) on the microstructure and electrochemical activities of dissimilar AA2050 and AA7050 aluminum alloys have been investigated. Local electrochemical tests supported by surface analytical characterization were used to study the local electrochemical activities developed along the weld zones of the dissimilar alloys. The investigation was carried out on the cross-section of the welded Al alloys. The results showed that the friction stir welding (FSW) of the dissimilar alloys affected the microstructure and the electrochemical behavior of the different regions (HAZ, TMAZ, SZ) formed by the welding process. Scanning vibrating electrode technique (SVET) and micropotentiometry by using an ion-selective microelectrode showed that TMAZ was the zone with the highest electrochemical activity. This zone corresponded to the transition region between the two welded alloys. The high electrochemical activity observed in this region was associated with the effect of welding on the microstructure and, also, with the galvanic coupling between the two alloys, where the alloy AA7050 acted as an anode and the AA2050 as a cathode. Preferential corrosion attack on the AA7050 alloy was also evident.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; friction; welding; coupling; electrochemical corrosion; potentiometry

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  • IPEN-DOC 29720

    NAVILLE, WILLIAM ; MAGNABOSCO, RODRIGO; COSTA, ISOLDA . Uniaxial plastic strain effect on the corrosion-fatigue resistance of ISO 5832-1 stainless steel biomaterial. International Journal of Fatigue, v. 173, p. 1-10, 2023. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2023.107701

    Abstract: Orthopaedic implants are used for fracture stabilization or orthopaedic reconstruction. During implantation and even in the implant accommodation process, there may be plastic strain and induction of residual stresses. This information creates a test procedure involving pre-strain, pre-conditioning in the corrosive environment and corrosion-fatigue tests. Two solutions were used, PBS (phosphate-buffered saline, neutral pH, recommended for corrosion evaluation tests) and SHA (saline solution with hydrogen peroxide and albumin pH 3.0). The results showed that, differently from PBS, SHA promoted localized corrosion, reducing fatigue resistance in all tested conditions. In addition, plastic pre-strain influenced the failure process.

    Palavras-Chave: corrosion fatigue; albumins; stainless steels; hydrogen peroxide; environmental effects

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  • IPEN-DOC 29719

    DIMMER, JESICA A.; CABRAL, FERNANDA V.; MONTOYA, SUSANA C.N.; RIBEIRO, MARTHA S. . Towards effective natural anthraquinones to mediate antimicrobial photodynamic therapy of cutaneous leishmaniasis. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, v. 42, p. 1-6, 2023. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2023.103525

    Abstract: Background: Cutaneous leishmaniasis (CL) is an important tropical neglected disease with broad geographical dispersion. The lack of effective drugs has raised an urgent need to improve CL treatment, and antimicrobial photodynamic therapy (APDT) has been investigated as a new strategy to face it with positive outcomes. Natural compounds have emerged as promising photosensitizers (PSs), but their use in vivo remains unexplored. Purpose: In this work, we investigated the potential of three natural anthraquinones (AQs) on CL induced by Leishmania amazonensis in BALB/c mice. Study Design/Methods: : Animals were infected and randomly divided into four groups: CG (control, non-treated group), G5ClSor-gL (treated with 5-chlorosoranjidiol and green LED, 520±10 nm), GSor-bL and GBisor-bL (treated with soranjidiol and bisoranjidiol, respectively, exposed to violet-blue LED, 410±10 nm). All AQs were assayed at 10 μM and LEDs delivered a radiant exposure of 45 J/cm2 with an irradiance of 50 mW/cm2 . We assessed the parasite burden in real time for three consecutive days. Lesion evolution and pain score were assessed over 3 weeks after a single APDT session. Results: G5ClSor-gL was able to sustain low levels of parasite burden over time. Besides, GSor-bL showed a smaller lesion area than the control group, inhibiting the disease progression. Conclusion: Taken together, our data demonstrate that monoAQs are promising compounds for pursuing the best protocol for treating CL and helping to face this serious health problem. Studies involving host-pathogen interaction as well as monoAQ-mediated PDT immune response are also encouraged.

    Palavras-Chave: skin diseases; parasites; protozoa; light emitting diodes; luminescence; pain

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  • IPEN-DOC 29718

    FAROOQ, SAJID ; VITAL, CAIO V.P.; TIKHONOWSKI, GLEB; POPOV, ANTON A.; KLIMENTOV, SERGEY M.; MALAGON, LUIS A.G.; ARAUJO, RENATO E. de; KABASHIN, ANDREI V.; RATIVA, DIEGO. Thermo-optical performance of bare laser-synthesized TiN nanofluids for direct absorption solar collector applications. Solar Energy Materials and Solar Cells, v. 252, p. 1-10, 2023. DOI: 10.1016/j.solmat.2023.112203

    Abstract: Titanium nitride (TiN) nanoparticles (NPs) look very promising for solar energy harvesting owing to a strong plasmonic absorption with the maximum in the near-infrared range. However, the synthesis of TiN nanofluids is very challenging as one has to combine the plasmonic feature and long-term colloidal stability to withstand harsh conditions of direct absorption solar collectors (DASC). Here, we explore solutions of bare (ligand free) TiN NPs synthesized by pulsed laser ablation in acetone as the nanofluid. We show that such NPs are low size-dispersed (mean size 25 nm) and exhibit a broad absorption peak around 700 nm, while their negative charge ensures a prolonged electrostatic stabilization of solutions. Solar weighted absorption coefficient of such TiN nanofluids reaches 95.7% at very low volume fractions (1.0 × 10−5), while nanofluid temperature can be increased up to 29 °C under 1.25-sun illumination. Our data evidence that the thermal efficiency of a DASC using TiN nanofluid is 80% higher compared to Au-based counterparts. The recorded high photothermal efficiency and excellent colloidal stability of TiN nanofluids promises a major advancement of DASC technology, while laser-ablative synthesis can offer easy scalability and relative cost-efficiency required for the implementation of systems for solar energy harvesting.

    Palavras-Chave: nanofluids; titanium nitrides; plasmons; solar energy; lasers; ablation

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  • IPEN-DOC 29717

    CECCHI, CLAUDIA R. ; ALSING, SIDSEL; JESUS, GUSTAVO P.P. ; ZACARIAS, ENIO A. ; KJAER, LISBETH; CLEMENT, MICHELLE S.; KUMAGAI-BRAESCH, MAKIKO; CORYDON, THOMAS J.; BARTOLINI, PAOLO ; PERONI, CIBELE N. ; AAGAARD, LARS. Sustained secretion of human growth hormone from TheraCyte devices encapsulated with PiggyBac-engineered retinal pigment epithelium cells. Tissue and Cell, v. 82, p. 1-13, 2023. DOI: 10.1016/j.tice.2023.102095

    Abstract: Growth hormone (GH) deficiency is characterized by impaired growth and development, and is currently treated by repeated administration of recombinant human GH (hGH). Encapsulated cell therapy (ECT) may offer a less demanding treatment-strategy for long-term production and release of GH into circulation. We used PiggyBac-based (PB) transposon delivery for engineering retinal pigment epithelial cells (ARPE-19), and tested a series of viral and non-viral promoters as well as codon-optimization to enhance transgene expression. Engineered cells were loaded into TheraCyte macrocapsules and secretion was followed in vitro and in vivo. The cytomegalovirus (CMV) promoter supports strong and persistent transgene expression, and we achieved clonal cell lines secreting over 6 µg hGH/106 cells/day. Codon-optimization of the hGH gene did not improve secretion. ARPE-19 cells endured encapsulation in TheraCyte devices, and resulted in steady hormone release for at least 60 days in vitro. A short-term pilot experiment in immunodeficient SCID mice demonstrated low systemic levels of hGH from a single 40 µL capsule implanted subcutaneously. No significant increase in weight increase or systemic hGH was detected after 23 days in the GH-deficient lit/SCID mouse model using 4.5 µL capsules loaded with the highest secreting clone of ARPE-19 cells. Our results demonstrate that PB-mediated engineering of ARPE-19 is an efficient way to generate hormone secreting cell lines compatible with macroencapsulation, and our CMV-driven expression cassette allows for identification of clones with high level and long-term secretory activity without addition of insulator elements. Our results pave the way for further in vivo studies of encapsulated cell therapy.

    Palavras-Chave: hormones; sth; epithelium; pigments; therapy

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  • IPEN-DOC 29716

    AMARO, AUGUSTO A.; MATTOS, GUILHERME R. da S.; NISHIMURA, MARCOS V. de M.; DIPOLD, JESSICA ; WETTER, NIKLAUS U. ; KASSAB, LUCIANA R.P.. Silver nanoclusters tunable visible emission and energy transfer to Yb3+ Ions in co-doped GeO2-PbO glasses for photonic applications. Nanomaterials, v. 13, n. 7, p. 1-15, 2023. DOI: 10.3390/nano13071177

    Abstract: This work investigates the optical properties of Yb3+ ions doped GeO2 -PbO glasses containing Ag nanoclusters (NCs), produced by the melt-quenching technique. The lack in the literature regarding the energy transfer (ET) between these species in these glasses motivated the present work. Tunable visible emission occurs from blue to orange depending on the Yb3+ concentration which affects the size of the Ag NCs, as observed by transmission electron microscopy. The ET mechanism from Ag NCs to Yb3+ ions (2F7/2 → 2F5/2) was attributed to the S1→T1 decay (spin-forbidden electronic transition between singlet–triplet states) and was corroborated by fast and slow lifetime decrease (at 550 nm) of Ag NCs and photoluminescence (PL) growth at 980 nm, for excitations at 355 and 405 nm. The sample with the highest Yb3+ concentration exhibits the highest PL growth under 355 nm excitation, whereas at 410 nm it is the sample with the lowest concentration. The restriction of Yb3+ ions to the growth of NCs is responsible for these effects. Thus, higher Yb3+ concentration forms smaller Ag NCs, whose excitation at 355 nm leads to more efficient ET to Yb3+ ions compared to 410 nm. These findings have potential applications in the visible to near-infrared regions, such as tunable CW laser sources and photovoltaic devices.

    Palavras-Chave: ytterbium ions; silver; nanomaterials; germanates; glass; photoluminescence

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  • IPEN-DOC 29715

    BALTAR, RAPHAEL M.S.M.; FAROOQ, SAJID ; ARAUJO, RENATO E. de. Selecting plasmonic nanoshells for colorimetric sensors. Journal of the Optical Society of America B, v. 40, n. 4, p. C40-C47, 2023. DOI: 10.1364/JOSAB.479446

    Abstract: In this work, the use of gold and silver nanoshells was evaluated as a starting point for the establishment of colorimetric sensor platforms. The sensitivity and linearity of the nanoplatforms (SiO2 core–metallic shell nanoparticles) were assessed under the influence of the nanoshell configuration, color space, and light source illuminant. A computational procedure for selecting high-performance plasmonic colorimetric sensor platforms is described. The evaluation methodology involves considering five different color spaces and 15 different color components. By exploring crucial figures of merit for sensing, the performance of the plasmonic nanoplatforms was evaluated, exploring Mie theory. We determined that gold nanoshells are highly efficient on colorimetric sensing, while silver nanoshells are a better choice for spectroscopic sensors. Plasmonic nanoplatforms based on nanoshells with 10 nm SiO2 core radii and 5 nm thick Au shells presented sensitivity values up to 4.70 RIU−1 , considering the hue angle of the HSV color space. Color variation of up to 40% was observed, due to the adsorption of a 10 nm thick molecular layer on the gold nanoshell surface. In the search for advances in colorimetric biosensors, the optimization approach used in this work can be extended to different nanostructures.

    Palavras-Chave: plasmons; nanostructures; colorimetric dosemeters; gold

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  • IPEN-DOC 29700

    FERREIRA, HORTENCIA de J. ; SOUZA, CARLA D. de ; ROSTELATO, MARIA E.C.M. . Radioactive seed localization for conservative surgery of nonpalpable breast cancer: recommendations for technology implantation program. International Journal of Surgery Protocols, v. 26, n. 1, p. 94-106, 2022. DOI: 10.29337/ijsp.182

    Abstract: Background: The radioactive seed localization (RSL) is used in impalpable breast cancer conservative surgery to assist the surgeon in accurately locating and excising the lesion site. This study aims to present recommendations about the RSL program implementation in health institutions that perform breast cancer conservative surgery with intraoperative localization. Methods: An extensive literature review was performed. It comprehends: the committee responsible for implementation of the program actions; description of the necessary multidisciplinary team; the radiological safety committee role; the facility licensing; professionals training; material and instrumentation associated with the technique; and seed tracking system. Results: 13 topics are presented. The Program Implementation Committee must be formed by leaders from each department. The committee assumes responsibility for evaluating the necessary processes and presenting the schedule for program implementation. Since the procedure is classified as a nuclear medicine procedure it requires licensing. The Professional Team Formation, Education, and Training is a priority and simulation exercises are necessary. The Materials and Instrumentation Associated with the Technique must be well-know by the team and they should practice using radiation detectors. The seed must be always tracked, from moment they are received to discard. An Inventory for Tracking Seeds is provided. The Radiological Safety Aspects such as the ALARA principle are presented. A full description for the Radiological Procedure for Placing the seeds, the surgical removal and the Specimen Handling in Pathology focusing on how to locate the seed and retrieve them. After removed, the seeds can be placed in storage to wait for full radioactive decay or be returned to the manufacturer. Conclusions: The procedure has the advantage to increase to 2 months the time between insertion of the seed and the surgical removal. Regular multidisciplinary team meetings during program development are important to create a realistic timeline, having briefing meetings after the first 1-5 RSL cases and having annual or biannual follow-up meetings to discuss any issues or incidents.

    Palavras-Chave: mammary glands; neoplasms; surgery; radiation doses; radiation protection

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  • IPEN-DOC 29714

    DIAZ, JULIO C.C.A. ; MUCCILLO, ELIANA N. dos S. ; MUCCILLO, REGINALDO . Porous 8YSZ ceramics prepared with alkali halide sacrificial additives. Materials, v. 16, n. 9, p. 1-11, 2023. DOI: 10.3390/ma16093509

    Abstract: 8 mol% Y2O3 -stabilized ZrO2 (8YSZ) ceramics were prepared with KCl and LiF additions to obtain porous specimens with high skeletal density. Thermogravimetric and differential thermal analyses (TG/DTA) were carried out on 8YSZ and on 8YSZ mixed to 5 wt.% KCl or 5 wt.% LiF as sacrificial pore formers that were thermally removed during sintering. The melting and evaporation of the alkali halides were evaluated by differential thermal analysis. Dilatometric analysis was also carried out following the same TG/DTA temperature profile with results suggesting rearrangement of the 8YSZ particles during LiF and KCl melting. The dilatometric data of 8YSZ green pellets mixed to KCl or LiF exhibited an initial expansion up to the melting of the alkali halide, followed by shrinkage due to sintering evolution with grain growth and pore elimination. The time that the alkali halide molten phase was kept during sintering was found to be an important parameter for obtaining 8YSZ-sintered specimens with specific pore content; bulk density and open porosity could then be tuned by controlling the time the alkali halide remained liquid during sintering. Scanning electron microscopy images of the pellet fracture surfaces showed pores that contributed to increasing the electrical resistivity as evaluated by impedance spectroscopy analysis.

    Palavras-Chave: yttrium oxides; zirconium oxides; impedance; thermal analysis; alkali metals; halides

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  • IPEN-DOC 29713

    ERNESTO, JULIA V.; GASPARINI, ISIS de M.; CORAZZA, FULVIO G.; MATHOR, MONICA B. ; SILVA, CLASSIUS F. da; LEITE-SILVA, VANIA R.; ANDREO-FILHO, NEWTON; LOPES, PATRICIA S.. Physical, chemical, and biological characterization of biodegradable chitosan dressing for biomedical applications: could sodium bicarbonate act as a crosslinking agent?. Materials Chemistry and Physics, v. 301, p. 1-15, 2023. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2023.127636

    Abstract: Chitosan, a biomaterial with properties that allows the elaboration of biocompatible and biodegradable systems, was employed to prepare dressings - 2% (w/v) in acetic acid - followed by freezing and lyophilization. Some samples were kept chemically unchanged and used as control, while others were cross-linked with Epichlorohydrin 0.01 mol L− 1 for 24 h being washed, frozen and lyophilized. The neutralization procedure was performed with sodium bicarbonate, which ended up leading to a crosslinking by ionic interactions in the polymer network, and characteristics as promising as those of the chemically cross-linked with Epichlorohydrin. SEM showed that the crosslinking leads to a controlled formation of the polymeric network, conferring suitable steam permeation capacity 107 g mm.day− 1 .m− 2 .kPa− 1 , simulated fluid permeation between 2000 and 2500 g m− 2 .day-1 and porosity with interconnection which allows fluid absorption capacity above 900%. The crosslinking processes favored a better handling mechanical resistance confirmed by biodegradation assays. The dressing blocked micro-organisms permeation, forming an efficient barrier against contamination, is safe and biocompatible, allowing satisfactory cell adhesion and proliferation. These results showed that both dressings present statistically and satisfactory equivalent characteristics to be used as a functional bio dressing suitable for the treatment of different pathologies.

    Palavras-Chave: sodium carbonates; physical properties; wounds; healing; keratin; animal cells

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  • IPEN-DOC 29712

    SILVA, THALITA T. ; JACINAVICIUS, FERNANDA R.; PINTO, ERNANI; BORRELY, SUELI I. . Intracellular microcystins degradation and acute toxicity decrease towards Daphnia similis by low electron-beam irradiation doses. Algal Research, v. 72, p. 1-7, 2023. DOI: 10.1016/j.algal.2023.103086

    Abstract: Ionizing radiation has attracted attention due to its ability to inhibit pathogens and microorganisms, with low doses reported as being able to degrade cyanotoxins and inhibit toxic cyanobacteria growth. In this context, the aim of the present study was to investigate how electron beam irradiation (EBI) applied at doses between 1 and 10 kGy affect intracellular and extracellular microcystin variants. Effects on M. aeruginosa culture recovery, as well as changes in physico-chemical cyanobacterial suspension parameters and water quality alterations were assessed through ecotoxicity assays. The findings indicate that doses over 2 kGy may are lethal to M. aeruginosa even at 48 h post-irradiation. Concerning physico-chemical parameters, exposure to 2–5 kGy doses decrease pH values and later stabilizing. At least 50 % of intracellular MC led to significant degradation of all variants at 3 kGy. No acute toxicity effects were observed in Daphnia similis exposed to sample supernatants. Statistically significant differences were observed when cladocerans were exposed to M. aeruginosa cells treated with EBI doses ranging from 3 to 10 kGy compared to non-treated cyanobacterial suspensions. These findings suggest that low EBI radiation doses are suitable for the control of toxic cyanobacteria in water treatment processes, providing a less toxic environment compared to non-treated solutions.

    Palavras-Chave: daphnia; toxicity; cyanobacteria; electron beams; irradiation; ionizing radiations; oxidation

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  • IPEN-DOC 29699

    OLIVEIRA, BRUNA; AQUINO, KATIA A. da S.; LEVY, DENISE S. ; KHOURY, HELEN J.. O Museu Ciências Nucleares como um espaço interativo para desmistificação das ciências nucleares / The Nuclear Science Museum as an interactive space for demystifying nuclear science. Revista Museologia & Interdisciplinaridade, v. 2, n. 22, p. 242-253, 2022. DOI: 10.26512/museologia.v11i22.39953

    Abstract: O presente artigo discute o potencial educacional do Museu de Ciências Nucleares (MCN) localizado na Universidade Federal de Pernambuco, primeiro museu de Ciências Nucleares da América Latina e o único no Brasil inteiramente dedicado ao tema da radioatividade e suas aplicações benéficas. Também apresenta apontamentos sobre o museu enquanto espaço facilitador para a produção de novos saberes e desenvolvimento de competências e habilidades para a educação básica. Nesta direção, o MCN proporciona uma aprendizagem interativa e significativa da Ciência Nuclear, articulando a informação científica à realidade social, possuindo um grande papel no processo de reconstrução do conhecimento, desmistificando mitos e medos infundados, promovendo um senso crítico e reflexivo acerca da radioatividade. Além disso, a visita ao MCN proporciona o questionamento reconstrutivo sobre riscos e benefícios da radioatividade que oportuniza aos envolvidos a tomarem decisões éticas e cidadãs a respeito do tema com uma visão mais ampliada e cientificamente embasada.

    Palavras-Chave: nuclear energy; nuclear medicine; radioactivity; historical aspects; education; educational tools; information dissemination; public information

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  • IPEN-DOC 29711

    SILVA, SIDNEY L. da; PRADO, FELIPE M. ; TOFFOLI, DANIEL J.; WETTER, NIKLAUS U. . Characterization of the photoelastic dispersion coefficient using polarized digital holography. Journal of the Optical Society of America A, v. 40, n. 4, p. C108-C114, 2023. DOI: 10.1364/JOSAA.482543

    Abstract: The photoelastic dispersion coefficient represents the relationship between stress and the differences in refractive indices in a birefringent material. However, determining the coefficient using photoelasticity is challenging, as it is difficult to determine the refractive indices within photoelastic samples that are under tension. Here we present, for the first time, to our knowledge, the use of polarized digital holography to investigate the wavelength dependence of the dispersion coefficient in a photoelastic material. A digital method is proposed to analyze and correlate the differences in mean external stress with differences in mean phase. The results confirm the wavelength dependence of the dispersion coefficient, with an accuracy improvement of 25% compared to other photoelasticity methods.

    Palavras-Chave: photoelasticity; wavelengths; coefficient of performance; refraction; holography; lasers

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  • IPEN-DOC 29698

    LARA, J.A.C. ; COUTO, C.P. ; NIZES, A.D.C.; ABBADE, L. ; GONSALEZ, B. ; COLOSIO, M.A.; ROSSI, J.L. . Effect of resistance spot welding parameters on the residual stress of automotive ultra high strength steel. In: SENAFOR, 37th; INTERNATIONAL FORGING CONFERENCE, 21th; NATIONAL SHEET METAL FORMING CONFERENCE, 20th; INTERNATIONAL SHEET METAL FORMING CONFERENCE, 7th; BRDDRG CONGRESS, 4th; INTERNATIONAL CONFERENCE ON MATERIALS AND PROCESSES FOR RENEWABLE ENERGIES – BRAZIL/RS, 7th; INTERNATIONAL CONFERENCE ON SURFACE ENGINEERING IN MATERIAL FORMING, October 04-06, 2017, Porto Alegre, RS. Proceedings... 2017.

    Abstract: Studies on residual stress effect in resistance spot welding (RSW) have not been widely explored for the new ultra-high strength steels (UHSS), such as, press-hardened steel (PHS) used for the automotive industry application. The number of PHS parts has been widely increasing in the vehicle structure, due to its ultra-high tensile strength achieved after the hot stamping process, which can reach 1500 MPa. This outstanding steel properties is function of steel grade and is a guaranty for lightweight and safety. Weldability is one of major issues to allow the large product application in the automotive industry however, the numbers of papers and works with focus on PHS weldability is still small. The residual stresses in spot welded joints play an important role in affecting the durability of the joint. It is well known that the residual stresses may reduce the mechanical properties of the welding joint and contribute to hydrogen embrittlement effect. This paper has undertaken an experimental survey of residual stress on 22MnB5 - PHS steel, using X-ray diffraction technique, before any heat treatment, i.e., without hot stamping, with variation of the main welding parameters. In general, it was found that the residual stress results showed a great influence of the resistance spot welding parameters. The residual stress measures showed levels up to 300 MPa in PHS material, which can impair the material usage.

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  • IPEN-DOC 29697

    COLOMBO, MARIA A.S. ; DIAZ, FRANCISCO R.V.; KODALI, DEEPA; RANGARI, VIJAYA; GUVEN, OLGUN; MOURA, ESPERIDIANA A.B. . Influence of reinforcing efficiency of clay on the mechanical properties of poly(butylene terephthalate) nanocomposite. Ceramics, v. 6, n. 1, p. 58-73, 2023. DOI: 10.3390/ceramics6010005

    Abstract: In contrast to traditional fillers, clay, in particular, natural smectite clay, represents an environmentally significant alternative to improve the properties of polymers. Compared to conventional nanofillers, smectite clay can effectively enhance the physical and mechanical properties of polymer nanocomposites with a relatively small amount of addition (<5 wt%). The present study focuses on investigating the reinforcing efficiency of different amounts (up to 5 wt%) of a natural Brazilian smectite clay modified (MBClay) on the mechanical properties of poly(butylene terephthalate) (PBT) nanocomposites and also evaluates the correlation between MBClay addition and the mechanical and thermal behaviors of the PBT/MBClay nanocomposites. Natural Brazilian clay modified by the addition of quaternary salt and sodium carbonate (MBClay) was infused into the PBT polymer by melt extrusion using a twin-screw extruder. It was found that the best properties for PBT were obtained at 3.7 wt% of modified BClay. Tensile strength at break exhibited increased by about 60%, flexural strength increased by 24%, and flexural modulus increased by 17%. In addition, an increase in the crystallinity percentage of PBT/BClay nanocomposite was confirmed by DSC and XRD analysis, and a gain of about 45% in HDT was successfully achieved due to the incorporation of 3.7 wt% of MBClay

    Palavras-Chave: nanocomposites; clays; polymers; matrix materials; mechanical properties; morphology

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  • IPEN-DOC 29696

    FRANCO, MARGARETH K.K.D. ; SERBENA, JOSE PEDRO M.; MATTOSO FILHO, NEY P.; WIENER, DENIS de O.; YOKAICHIYA, FABIANO; FUJIMOTO, MILTON M.. Feasibility of teaching experimental physics during Covid-19 pandemic. Physics Education, v. 58, n. 3, p. 1-8, 2023. DOI: 10.1088/1361-6552/acbf1d

    Abstract: At the beginning of 2020, the COVID-19 pandemic surprised the world, affecting activities that promote attendance, including abruptly impacting the education area. Educational institutions, from preschool to university, were required to adopt alternative teaching methods to continue their activities. Distance learning has been adopted by educators to address this unprecedented challenge. Our University, more specifically the Department of Physics, reacted to the problem in an ambitious and creative way, taking advantage of it as an opportunity to put into practice methodologies related to the teaching of disciplines that were only practiced in person, such as the discipline of Experimental Physics. This study aims to describe the implementation of the discipline of Experimental Physics I at our University, promoted remotely by professors of the Department of Physics. We verified: (i) that the choice of the best technologies as a tool for teaching is fundamental for the better dissemination of knowledge, (ii) that inclusive programs for each course are very important, (iii) the importance of prior presentation of a schedule, (iv) the importance of defining clear assessment rules for students on remote teaching. We also evaluated the number of accesses as a measure of student participation and analysed the statistics of the discipline in several engineering courses.

    Palavras-Chave: education; educational tools; learning; e-learning; coronaviruses; epidemiology; physics

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  • IPEN-DOC 29695

    CAMPOS, FERNANDO de S.; CASTRO, BRUNO A. de; ASSIS, HELDER T. de; ZEITUNI, CARLOS A. ; ULSON, JOSE A.C.; BAPTISTA, FABRICIO G.. Experimental assessment of impedance-based structural health monitoring in radioactive environment. Measurement Science and Technology, v. 34, n. 8, p. 1-11, 2023. DOI: 10.1088/1361-6501/accebd

    Abstract: This work presents an experimental study of the influence of radiation on structural health monitoring systems based on the electromechanical impedance method using low-cost piezoelectric diaphragms. For application of the method, the baseline was obtained without radiation and then compared by damage indices after application of radiation. Considering applications in nuclear power plants, the irradiation and calculation of damage indices were performed in the range of 10 kGy–60 kGy at 10 kGy intervals. Impedance measurements were performed in seven frequency bands between 0 and 65 kHz. The results show that, due to the change in the impedance signatures, the damage indices values increase according to the total applied radiation dose, which may indicate a false indication of damage. Besides, results indicate that there are frequency bands less sensitive to radiation and a threshold can be defined to distinguish radiation from structural damage.

    Palavras-Chave: impedance; radiations; piezoelectricity; health hazards; monitoring

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  • IPEN-DOC 29694

    SILVESTRIN, G.A. ; GONCALVES, M.H. ; GODOI, C.M. ; MAIA, V.A. ; FERREIRA, J.C. ; GUILHEN, S.N. ; NETO, A.O. ; SOUZA, R.F.B. de . Effective phosphate removal from water by electrochemically mediated precipitation with coffee grounds biocarbon obtained by non-thermal plasma method. The Academic Society Journal, v. 7, n. 1, p. 3-12, 2023. DOI: 10.32640/tasj.2023.1.3

    Abstract: This study investigates the use of biocarbon electrodes, produced from coffee grounds through plasma pyrolysis, in the electrochemically mediated precipitation process for phosphorus removal in a flow reactor. The structural and electrochemical properties of biocarbon were analyzed using X-ray powder diffraction (XRD), Raman spectroscopy, and cyclic voltammetry. The results show that biocarbon consists of both graphene oxide and lignocellulose with surface OH groups that facilitate the breakdown of water, a key step in the electrochemically mediated precipitation process for phosphorus removal. The addition of graphite to the biocarbon paste was found to be necessary to obtain a response from the biocarbon in cyclic voltammetry. The Gr75BC25 electrode achieved higher phosphorus removal rates than other tested electrodes, particularly at low flows, due to the functional groups present in biocarbon enhancing the breakdown of water. However, electrodes with a greater amount of biocarbon exhibit lower rates of phosphorus removal and higher consumption of electrical power, which can be attributed to their higher electrical resistivity. Thus, to optimize its use, it is important to balance the benefits of increased phosphorus removal rates with the trade-off of increased energy consumption and decreased phosphorus removal at higher levels of biocarbon. The results suggest that biocarbon produced from coffee grounds by plasma pyrolysis has the potential to be used as an effective electrode material for electrochemically mediated precipitation processes.

    Palavras-Chave: electrochemistry; synthesis; phosphates; removal; carbon; water treatment

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  • IPEN-DOC 29693

    SILVA, LUCAS H. da; RINALDI, LAURA A.; LAZAR, DOLORES R.R. ; USSUI, VALTER ; TANGO, RUBENS N.; BELLI, RENAN; LOHBAUER, ULRICH; CESAR, PAULO F.. Development of Y-TZP/MWCNT-SiO2 nanocomposite for dental protheses. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, v. 143, p. 1-9, 2023. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2023.105888

    Abstract: Y-TZP/MWCNT-SiO2 nanocomposite was synthesized by co-precipitation and hydrothermal treatment methods. After the characterization of the MWCNT-SiO2 powder, specimens were obtained from the synthesized material Y-TZP/MWCNT-SiO2 by uniaxial pressing for a second characterization and later comparison of its optical and mechanical properties with the conventional Y-TZP. The MWCNT-SiO2 was presented in bundles of carbon nanotubes coated by silica (mean length: 5.10 ± 1.34 μm /D90: 6.9 μm). The composite manufactured was opaque (contrast ratio: 0.9929 ± 0.0012) and had a white color with a slightly difference from the conventional Y-TZP (ΔE00: 4.4 ± 2.2) color. The mechanical properties of Y-TZP/MWCNT-SiO2: vickers hardness (10.14 ± 1.27 GPa; p = 0.25) and fracture toughness (4.98 ± 0.30 MPa m1/2; p = 0.39), showed no significant difference from the conventional Y-TZP (hardness: 8.87 ± 0.89; fracture toughness: 4.98 ± 0.30 MPa m1/2). However, for flexural strength (p = 0.003), a lower value was obtained for Y-TZP/MWCNT-SiO2 (299.4 ± 30.5 MPa) when compared to the control Y-TZP (623.7 ± 108.8 MPa). The manufactured Y-TZP/MWCNT-SiO2 composite presented satisfactory optical properties, however the co-precipitation and hydrothermal treatment methods need to be optimized to avoid the formation of porosities and strong agglomerates, both from Y-TZP particles and MWCNT-SiO2 bundles, which lead to a significant decrease in the material flexural strength.

    Palavras-Chave: yttrium oxides; zirconium oxides; tetragonal lattices; polycrystals; hydrothermal systems; carbon nanotubes; hydroxides

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  • IPEN-DOC 29692

    ARBEX, ALEXANDRA A.; REIS, LUIS; ALMEIDA, GISELE F.C.; MERIJ, ABRAO C.; MASSI, MARCOS; COUTO, ANTONIO A. . Cracking failure analysis due to fatigue of the Ti-6Al-4V alloy coated with SiC layer and Cr interlayer deposited by magnetron sputtering. Engineering Failure Analysis, v. 150, p. 1-14, 2023. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2023.107325

    Abstract: This work aimed to study the effects of coating a thin film of Silicon Carbide and chromium interlayer on the fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy and the correspondent failure evaluation. In the characterization of the layer, the roughness, thickness, and adhesion were determined. Uniaxial fatigue tests were performed under R = 0.1 and the fracture surfaces and corresponding failure mechanisms were observed and identified by SEM, respectively. In the specimens coated using the DC source the number of cycles to failure of the fatigue was increased. The fracture surfaces showed that the crack initiation occurred in the internal regions of the specimens and not superficially. In this case, the layer remained adhered to the specimens even after the tests, showing the effectiveness of the film. In specimens coated using the HiPIMS source, the number of cycles to failure decreased, the cracks were mostly superficial, and the deposited film showed low adhesion after the tests. It proved to be ineffective, worsening the material fatigue behavior.

    Palavras-Chave: fatigue; titanium alloys; aluminium alloys; vanadium alloys; thin films; magnetrons; sputtering

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  • IPEN-DOC 29691

    SANTOS, EDGAR do A.; JELINEK, ANDREA R.; STOCKLI, DANIEL; GENEZINI, FREDERICO A. . Contrasting thermal histories in the Dom Feliciano Belt triggered by magmatism related to the Paraná-Etendeka LIP and fracture zone proximity. Tectonophysics, v. 857, p. 1-17, 2023. DOI: 10.1016/j.tecto.2023.229841

    Abstract: The present-day southern Brazilian continental margin rests on top of the Dom Feliciano Belt (DFB) and adjacent cratons. This belt formed through the collision of the Rio de La Plata, Kalahari, Paranapanema, Congo and Luis Alves paleoplates in the Neoproterozoic. Several low-temperature thermochronology works were executed in the area, although none of them demonstrated how the basement temperature of the entire DFB evolved through time. To this end, this work aims to provide new Apatite Fission Track (AFT) and Apatite (U–Th)/He (AHe) ages for samples collected in the Catarinense Shield, in the northern DFB, and to perform inverse modeling in those samples. Besides, the collection of the basement temperature of 128 locations across the entire belt and adjacent cratons provided thermal information to create inverse-distance weighted interpolation maps documenting the progression of the temperature from 360 to 30 Ma. New AFT ages range from 126.6 ± 24.1 to 60.3 ± 6.03 Ma, whereas AHe ages span from 153.0 ± 9.2 to 62.5 ± 3.7 Ma. Mean track lengths are short to medium, suggesting complete thermal annealing of apatite crystals. Apatite single-grain eU concentration range from 4.5 to 96 μg/g and display a sparse correlation with AHe ages. Interpolation maps evidence a contrasting temperature evolution of the northern DFB and bordering cratons relative to the southern segment and surrounding cratons. Nearsurface exposure of the basement in the northern segment was possibly much earlier than in the south, followed by partial burial by the sedimentary successions of the Paran´ a Basin. The emplacement of volcanic rocks of the Paran´ a-Etendeka Large Igneous Province and associated dyke swarms and alkaline volcanic plugs related to the Florianopolis ´ Fracture Zone raised and sustained higher basement temperatures until 30 Ma, resetting lowtemperature thermochronometers in the northern DFB, which was minor to absent in the southern DFB.

    Palavras-Chave: apatites; age estimation; geologic surveys; fission tracks; magmatism

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  • IPEN-DOC 29690

    BULL, HENRIQUE C.; RIBEIRO NETO, MARIO; MAISTRO, CARLOS EDUARDO B.; YORIYAZ, HELIO ; SAMPAIO, CAROLINE C.. Avaliação dosimétrica de erros de posicionamento para implementação da técnica de neuroeixo com arcoterapia volumétrica modulada (VMAT) / Dosimetric Evaluation of Setup Errors for Clinical Implementation of Volumetric Modulated Arc Therapy Technique for Craniospinal Irradiation. Revista Brasileira de Física Médica, v. 17, n. 649, p. 1-8, 2023. DOI: org/10.29384/rbfm.2023.v17.19849001649

    Abstract: Este trabalho avaliou retrospectivamente correções de imagens planares de pacientes já submetidos a tratamentos de neuroeixo, a fim de quantificar a magnitude dos erros de posicionamento e aplicá-los em diferentes técnicas de radioterapia em arco modulada volumetricamente (VMAT) para definir a que possui o menor impacto dosimétrico considerando estes erros, para implementação na prática clínica, que é objetivo deste estudo. Ao todo 219 imagens planares de 15 pacientes foram selecionadas para avaliação estatística de erros de posicionamento. Para os planejamentos, quatro pacientes pediátricos já tratados com técnica 3D conformacional foram selecionados. Para cada um, cinco planos de tratamento VMAT foram otimizados em duas técnicas: sobreposição com 3 cm, 6 cm e 9 cm de junção e gradiente com 6 cm e 9 cm e foram avaliados pelos índices: V100%, V95%, D98%, D2%, número de conformidade (CN) e índice de heterogeneidade (HI). Em cada plano, foram inseridos erros de posicionamento com a magnitude encontrada na análise retrospectiva das imagens, bem como avaliar a diferença na distribuição de dose quando considerado a mesa de tratamento. As imagens demonstraram deslocamentos médios entre 1 e 5 mm e em alguns casos chegando à 15 mm. Em relação à qualidade dos planejamentos, todos obtiveram resultados coerentes baseados nas métricas avaliadas sem diferenças significativas. Porém, a técnica de gradiente (9 cm de junção) reduziu o impacto dosimétrico em comparação às outras técnicas quando submetida aos erros de posicionamento. Por fim, ao considerar a mesa de tratamento nos planejamentos, foi encontrada uma redução de 10% no V100%. Os resultados mostraram que para implementação da técnica VMAT para neuroeixo recomenda-se realizar imagem de posicionamento diária para minimizar erros de posicionamento com magnitudes maiores que a média encontrada de 3 mm no sentido longitudinal, pois estes têm impacto significativo na distribuição de dose nos planejamentos modulados.

    Palavras-Chave: neoplasms; tumor cells; radiotherapy; nuclear medicine; physics

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  • IPEN-DOC 29689

    GODOI, KEMILY S. de; GUIDOLIN, FELIPE R.; PORTARO, FERNANDA C.V.; SPENCER, PATRICK J. ; SILVA, WILMAR D. da. Anti-Metalloproteases: production and characterization of polyclonal IgG anti-F2 fraction antibodies purified from the venom of the snake Bitis arietans. Toxins, v. 15, n. 4, p. 1-22, 2023. DOI: 10.3390/toxins15040264

    Abstract: Bitis arietans is a medically important snake found in Sub-Saharan Africa. The envenomation is characterized by local and systemic effects, and the lack of antivenoms aggravates the treatment. This study aimed to identify venom toxins and develop antitoxins. The F2 fraction obtained from Bitis arietans venom (BaV) demonstrated the presence of several proteins in its composition, including metalloproteases. Titration assays carried out together with the immunization of mice demonstrated the development of anti-F2 fraction antibodies by the animals. The determination of the affinity of antibodies against different Bitis venoms was evaluated, revealing that only BaV had peptides recognized by anti-F2 fraction antibodies. In vivo analyses demonstrated the hemorrhagic capacity of the venom and the effectiveness of the antibodies in inhibiting up to 80% of the hemorrhage and 0% of the lethality caused by BaV. Together, the data indicate: (1) the prevalence of proteins that influence hemostasis and envenomation; (2) the effectiveness of antibodies in inhibiting specific activities of BaV; and (3) isolation and characterization of toxins can become crucial steps in the development of new alternative treatments. Thus, the results obtained help in understand

    Palavras-Chave: metalloproteins; snakes; venoms; antibody formation; antibodies; toxins

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  • IPEN-DOC 29688

    ARAUJO, LEANDRO G. de ; MEDEIROS, VINICIUS L.; GUARNIERI, GUILHERME de P.; SILVA, DANILO A. da; WATANABE, TAMIRES ; MARUMO, JULIO T. ; NERY, JOSE G.. An adsorption agent based on chitosan–zeolite composite: environmental and radioactive liquid waste remediation. Environmental Science: Advances, v. 2, n. 3, p. 484–494, 2023. DOI: 10.1039/d2va00148a

    Abstract: In this article, we present a chitosan–zeolite composite, which was synthesized and used as an adsorbent material for caesium (Cs) removal from aqueous media and real liquid radioactive organic waste (LROW). The compound was characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and scanning electron microscopy techniques. The physicochemical characterization indicates the production of a composite. Adsorption experiments were first performed using the prepared solutions contaminated with Cs using full factorial design with two variables of interest: initial Cs concentration (Cs0) and adsorbent dosage (mg L−1 ). The results indicated a high caesium removal rate with removal values above 93% and adsorption capacity of up to 10 mg g−1 . With the best experimental conditions according to our experimental domain, time was evaluated and equilibrium was reached in 180 min. Finally, the adsorbent material was tested as an adsorbent for Cs, Am, and U from LROW. When in contact with LORW, the removal rates (%) were 21.51 (137Cs), 26.39 (241Am), and 20.26 (U (total)). Although lower, this material indicated that it has the potential to be used for multi-elemental adsorption.

    Palavras-Chave: adsorption; chitin; zeolites; polysaccharides; radioactive wastes; liquid wastes; radioactive effluents

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  • IPEN-DOC 29687

    GERAMI, ADELEH M.; HEINIGER-SCHELL, JULIANA; SILVA, E. LORA da; COSTA, MESSIAS S.; COSTA, CLEIDILANE S.; MONTEIRO, JOAO G.; PIRES, JOSE J.; PEREIRA, DANIELA R.; DIAZ-GUERRA, CARLOS; CARBONARI, ARTUR W. ; LORENZ, KATHARINA; CORREIA, JOAO G.. Cd implantation in α-MoO3: An atomic scale study. Physical Review Materials, v. 7, n. 3, p. 033603-1 - 033603-15, 2023. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.7.033603

    Abstract: Lamellar α-MoO3 crystals were implanted with low fluence of radioactive 111mCd ions at ISOLDE-CERN. Subsequently, we have probed the interaction of the Cd impurity in the lattice with native point defects, such as oxygen vacancies, as a function of annealing temperature using the time differential perturbed angular correlations nanoscopic technique. The experimental data were complemented and interpreted by modeling different Cd-defect configurations in α-MoO3 with first-principles density functional theory (DFT). The agreement between experiments and DFT simulations shows that only the interstitial Cd (CdI) prevails in the van der Waals gap, by inducing a polaron effect. Upon raising the annealing temperature, CdI is able to trap hole charge carriers resultant from the oxygen vacancies VO. Oxygen vacancies were found to form most commonly at two-fold coordinated (O2) atoms. According to comparison DFT results with the experimental electric field gradient values (Vzz and η) and the calculated formation energies for different defect complexes, the configuration of CdI with two (O2) vacancies (VO2), located at different planes, is found to be more favorable and stable than the other defect configurations. The electron-polaron formation around the Cd impurity at an interstitial site is enhanced by inducing (O2) vacancies with the creation of hole polaron states.

    Palavras-Chave: molybdenum oxides; cadmium 111; vacancies; oxygen

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Autor: Maprelian

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

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

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


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

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

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