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  • IPEN-DOC 29802

    DEL VALLE, MATHEUS . Evaluation of breast cancer molecular subtypes using artificial intelligence in micro-FTIR hyperspectral images / Avaliação de subtipos moleculares de câncer de mama utilizando inteligência artificial em imagens hiperespectrais por micro-FTI . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 126 p. Orientador: Denise Maria Zezell. Coorientador: Emerson Soares Bernardes. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-10072023-162427

    Abstract: Breast cancer is the most incident cancer worldwide. The evaluation of molecular subtypes and their biomarkers plays an essential role in prognosis. The biomarkers used are Estrogen Receptor (ER), Progesterone Receptor (PR), Human Epidermal growth factor Receptor-type 2 (HER2), and Ki67. Based on these, subtypes are classified as Luminal A (LA), Luminal B (LB), HER2 subtype, and Triple-Negative Breast Cancer (TNBC). The gold standard for this analysis is histology and immunohistochemistry, semi-quantitative techniques that present inter-laboratory and inter-observer variations. The Fourier Transform Infrared micro-spectroscopy (micro-FTIR), which provides hyperspectral images with biochemical information of biological tissues, is applied together with artificial intelligence (AI) for cancer evaluation. In this thesis, twenty samples of two breast cancer cell lines, BT-474 and SK-BR-3, were used to define the optimal number of co-added scans for machine learning (ML) techniques. Linear Discriminant Analysis (LDA), Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), K-Nearest Neighbors (KNN), Support Vector Machines (SVM), Random Forest (RF), and Extreme Gradient Boosting (XGB) models were used. Sixty hyperspectral images of 320x320 pixels were collected from thirty patients of a human breast biopsies microarray, each containing a breast cancer (CA) and an adjacent tissue (AT) core. Automated methods based on K-Means clustering were developed for data organization and pre-processing to one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) data. The dataset was used to train two new deep learning models for breast cancer subtype evaluation: CaReNet-V1, a 1D Convolutional Neural Network (CNN); and CaReNet-V2, a 2D CNN. All ML models achieved similar performances with the b256_064 (256 background scans and 64 sample scans), b256_128, and b128_128 groups, where the best accuracy of 0.995 was presented by the XGB model. The b256_064 was established as the ideal among the three due to the shortest acquisition time. The K-Means-based method enabled fully automated preprocessing and organization, improving data quality and optimizing CNN training. CaReNet-V1 effectively classified CA and AT (individual spectra test accuracy of 0.89), as well as HER2 and TNBC subtypes (0.83 and 0.86), with greater difficulty for LA and LB (0.74 and 0.68). The model enabled the evaluation of the most contributing wavenumbers to the predictions, providing a direct relationship with the biochemical content of the samples. CaReNet-V2 demonstrated better performance than 1D, with test accuracies above 0.84, and enabled the prediction of ER, PR, and HER2 levels, where borderline values showed lower performance (minimum accuracy of 0.54). The Ki67 percentage regression demonstrated an absolute mean error of 3.6%. On the other hand, its impact evaluation by wavenumber was inferior to 1D. Thus, this study indicates image-based AI techniques using micro-FTIR as potential providers of additional information to pathological reports, also serving as patient biopsy screening techniques.

  • IPEN-DOC 29801

    SILVA, CRYSTIAN W.C. da . Síntese de nanopartículas de Ni/Ni3C via decomposição térmica na presença dos pares ligantes oleilamina/ácido oleico e oleilamina/óleo de palmiste : um estudo comparativo através de técnicas de caracterização convencionais e análise local por espectroscopia de correlação angular γ - γ perturbada / Synthesis of Ni/Ni3C nanoparticles by thermal decomposition in the presence of ligand pairs oleylamine/oleic acid and oleylamine/palm kernel oil: a comparative study using conventional characterization techniques and local analysis by perturbed γ - γ angular correlation spectroscopy . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 118 p. Orientador: Larissa Otubo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-142410

    Abstract: Nesta dissertação foi realizado um estudo sistemático e comparativo da influência dos pares ligantes oleilamina/ácido oleico e oleilamina/óleo de palmiste nas propriedades estruturais e morfológicas de nanopartículas de Ni/Ni3C sintetizadas via decomposição térmica. A investigação foi fundamentada em técnicas convencionais à caracterização de materiais e através da inspeção local por espectroscopia de correlação angular γ - γ perturbada (CAP) utilizando a sonda 111In( 111Cd). Para abordagem experimental foram produzidas amostras radiotivas (dopadas com radioisótopo 111In( 111Cd)) e não-radioativas (sem radioisótopos). As amostras não-radiotivas foram produzidas através da decomposição de acetilacetonato de Ni (II), em atmosfera inerte de nitrogênio, na presença dos pares ligantes como solventes, sendo adotada a temperatura de nucleação de 170 °C e temperatura de crescimento de 240 °C, respectivamente. Além disso, foram sintetizadas nanopartículas utilizando o par ligante oleilamina/ácido oleico a 290 °C, no intuito de averiguar a influência da temperatura de crescimento nas propriedades estruturais desses sistemas. A síntese das amostras radioativas seguiu as mesmas condições descritas para as amostras não-radioativas, apresentando como diferencial a inserção do núcleo sonda dutante as etapas de nucleação e crescimento, através do mecanismo de difusão. Como parâmetro comparativo às nanopartículas sintetizadas, o núcleo sonda também foi difundido em fio de Ni cfc-de alta pureza a 620 °C, com intuito de investigar as interações hiperfinas ocorridas para o núcleo sonda neste ambiente cristalino. Assim, as amostras não-radioativas foram caracterizadas por DRX, TEM, magnetização, TGA/DSC e FTIR, enquanto as amostras radiotivas foram caracterizadas por CAP em uma ampla faixa de temperatura -243 a 420 °C (30 a 693 K). Os resultados obtidos para as amostra não-radiotivas mostraram a influência da temperatura de crescimento nas propriedades estruturais das amostras, propiciando a formação de nanopartículas de Ni/Ni3C a 240 °C e Ni3C a 290 ºC. No âmbito da influência dos ligantes nas propriedades das nanopartículas, os resultados mostraram que nanopartículas obtidas utilizando óleo de palmiste apresentam maior tamanho, maior fração de Ni3C e menor magnetização de saturação, quando comparadas à nanopartículas sintetizadas com ácido oleico. Os parâmetros referentes às interações hiperfinas nas nanopartículas, não indicaram a presença das fases Ni-hcp e Ni-cfc nos espectros de rotação de spin, sugerindo a formação de nanopartículas do tipo caroçocasca para amostras contendo as fases Ni/Ni3C. As análises térmicas (TGA/DSC) e medidas de CAP em atmosfera inerte, a altas temperaturas, indicaram o mecanismo de transição de fase das regiões de Ni3C para Ni-cfc acima de 330 °C (~600 K), culminado na formação de nanopartículas do tipo Ni-cfc com invólucro grafítico. Os resultados de CAP mostraram ainda informações referentes às regiões de interfaces entre Ni e grafite, evidenciando a existência de regiões de magnestimo fraco e elevada frequência quadrupolar, após o tratamento térmico à 420 °C (693 K). Estes aspectos indicam aplicabilidade do óleo de palmiste na síntese de nanopartículas, e mostram o poder de resolução da espectroscopia CAP na aquisição de informações indetectáveis por técnicas convencionais aplicadas na caracterização de materiais, de modo que as caracterizações obtidas no trabalho, foram complementares e fundamentais para a descrição do sistema de interesse.

  • IPEN-DOC 29800

    SANTOS, AMANDA V. dos . Retrieval of the planetary boundary layer height in São Paulo from ceilometer and lidar measurements / Obtenção da altura da Camada Limite Planetária em São Paulo a partir de dados de ceilômetro e lidar . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-094644

    Abstract: Remote sensing systems are powerful tools for atmospheric measurements. In this work, a comparison is presented between two remote sensing systems, a lidar and a ceilometer, in determining the height of the Planetary Boundary Layer (PBL) in the city of São Paulo with the Wavelet Covariance Transform (WCT) method. All data included in this work was collected between February and December, 2021. The systems used were an elastic lidar (MSP-LIDAR I), which operates at 355 nm, 532 nm and 1064 nm, and a ceilometer (Lufft CHM 15k ceilometer) which operates only in the infrared, at 1064 nm. The results are compared in different situations through case studies, which show good agreement between the values obtained with the data from both instruments in calm situations. The monthly average PBL top heights between February and December 2021 and the diurnal average of the PBL are obtained, and it is possible to observe the diurnal and seasonal cycles of the PBL. The results show good applicability of the ceilometer for carrying out measurements to obtain the PBL top height. An application of the data is presented, comparing the heights obtained throughout 2021 with CO2 concentrations measured in three locations in São Paulo, and the results show an anti-correlation between the height of the PBL and the concentration of this gas.

  • IPEN-DOC 29799

    REZENDE, RENATO P. . Avaliação de propriedades de juntas brasadas e de juntas envelhecidas de liga a base de Níquel utilizadas em grades espaçadoras de reatores nucleares do tipo PWR / Evaluation of properties of brazed joints and aged nickel-based alloy joints used in spacer grids of PWR type nuclear reactors . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 177 p. Orientador: Maurício David Martins das Neves. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-12072023-101532

    Abstract: As grades espaçadoras fazem parte do conjunto do Elemento de Combustível (EC) do reator de água pressurizada - PWR (Pressurized Water Reactor). As grades são fabricadas a partir da união dos pontos de interseção de tiras estampadas de Inconel 718®, denominado por Inconel 718, por um processo de união denominado brasagem. Para esse processo, essas tiras são revestidas com uma fina camada de níquel, por meio de eletrodeposição com a finalidade de proteger contra oxidação e permitir uma melhor fluidez e molhabilidade do material de adição (MA) nas tiras durante a brasagem. O MA empregado era composto por níquel, fósforo e cromo. Neste trabalho, as juntas que compõem a grade espaçadora foram brasadas em diferentes condições de: temperatura, tempo e velocidade de resfriamento. Estas juntas brasadas foram comparadas com juntas brasadas e depois envelhecidas por 18 horas em forno a vácuo, usando pressão menor que 10-3 mbar. A fim de avaliar as propriedades mecânicas e microestruturais em diferentes condições de brasagem e de envelhecimento foram realizados ensaios de cisalhamento, fadiga e de dureza, além de utilizar diferentes técnicas para análise da microestrutura das juntas. A partir das imagens obtidas em Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) acoplado a técnica de Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS) foram observadas regiões ricas em fósforo e difusão de elementos do material de base (MB) para a região do MA nas juntas brasadas e brasadas e submetidas ao envelhecimento. A região da junta brasada apresentou uma maior dissolução do MB quando exposta em temperaturas e tempo de brasagem maiores. A análise por Difração de Raios X (DRX) indicou a formação de solução sólida de níquel e cromo (SSNiCr) no MA brasado, no MA envelhecido, na interface MA-MB brasada e na interface MA-MB envelhecida. A fase (Ni, Cr)3P estava presente em todas as amostras, além da presença da fase Cr1.2Ni0.8P na interface MA-MB brasada e na interface MA-MB envelhecida. Os mapas de composição obtidos utilizando a técnica quantitativa por Wavelength-Dispersive Spectroscopy (WDS) indicaram a presença de elementos químicos provenientes do MB na interface MA-MB e na região brasada. Foi também possível verificar maior concentração de Nb em algumas regiões ricas em P e Cr na região brasada. No ensaio de cisalhamento foi observado um aumento da força de resistência, em relação ao aumento da temperatura e do tempo de brasagem. O tratamento térmico de envelhecimento não alterou significativamente as propriedades mecânicas e microestruturais da junta brasada, mas aumentou a resistência mecânica do MB. Os resultados do ensaio de microdureza indicaram regiões com dureza elevada na região brasada que estavam associadas a maior concentração de fósforo. O perfil de dureza se manteve similar para as juntas envelhecidas. O ensaio de fadiga realizado em juntas brasadas a 1060 °C e em juntas envelhecidas indicou tendência de aumento de ciclos à medida que reduzia a amplitude de tensão, no entanto, os resultados do número de ciclos apresentaram grande dispersão. Esta dispersão nos valores do número de ciclos está relacionada à heterogeneidade da microestrutura na região brasada corroborada pela diferença nos valores de dureza.

  • IPEN-DOC 29798

    MENDES, PATRICIA P.M. . Modelo preditivo de infecção hospitalar utilizando aprendizado de máquina / Predictive model of nosocomil infection using machine learning . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 99 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12072023-091827

    Abstract: Cada vez mais o aprendizado de máquina vem ganhando espaço na área da saúde devido à sua capacidade de melhorar a predição de doenças e auxiliar profissionais na condução dos tratamentos clínicos. A infecção hospitalar é o evento negativo mais comum para pacientes hospitalizados e continua a se constituir em séria ameaça à segurança dos pacientes. O objetivo deste trabalho foi encontrar uma técnica de aprendizado de máquina otimizada e eficiente que possa prever efetivamente a condição da infecção hospitalar, identificando os principais fatores responsáveis por esta condição. Neste trabalho, usamos seis técnicas de aprendizado de máquina, os algoritmos utilizados no trabalho foram Random Forest, Regressão logística, KNN, Adaboost, Bagging e XGBoost; também foram empregadas técnicas modernas de explicabilidade a estes algoritmos. Nesse processo, os dados foram divididos em dados de treino e de teste, os modelos foram treinados em um primeiro momento com os hiperparâmetros padrões, em um segundo momento os modelos foram treinados com hiperparâmetros aprimorados. Os modelos que apresentaram as melhores métricas foram o XGBoost e Random Forest, o XGBoost apresentou o melhor resultado em todas as métricas, exceto na Precisão, o Random Forest obteve o segundo melhor resultado na acurácia e na precisão, na validação cruzada o resultado foi o mesmo que o XGBoost. Para a explicabilidade do modelo foi utilizada a biblioteca SHAP, foi avaliado como o valor de cada variável influenciou no resultado alcançado pelo modelo preditivo XGBoost, SHAP apontou como mais importante as variáveis: NR_DIA_INTERNADO (quantidade de dias de internação), CD_DOENCA_PRINCIPAL_E (CID-10 Classificação internacional de doenças), DS_PROC_PRINCIPAL_E (Procedimento principal durante internação) e QT_DIAS_SONDA_VESICAL (Dias que o paciente ficou com sonda vesical). O estudo mostrou-se viável à adoção de aprendizado de máquina nas rotinas da pesquisa em saúde, no trabalho da comissão de infecção hospitalar e nas iniciativas de inovação nas instituições de saúde no Brasil.

  • IPEN-DOC 29796

    EMILIOZZI, CAROLINE Z. dos S. . Aplicação de aprendizado de máquina para melhoria do fluxo de tratamento de radioterapia / Machine learning application to improve the flow of radiotherapy treatment . 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 181 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-12072023-120018

    Abstract: O câncer é o principal problema de saúde pública no mundo. A radioterapia é uma das formas mais comuns e efetivas de tratamento de câncer. Porém, atualmente existe um desequilíbrio entre a demanda de tratamentos e a disponibilidade de equipamentos de radioterapia o que leva a atrasos no início de tratamento, esses atrasos produzem sofrimento psicológico e menor probabilidade de controle da doença. Como há uma grande pressão para a contenção de custos, muitas vezes não é possível resolver o problema da falta de equipamentos com a expansão de centros de tratamento. Por outro lado, existe uma ineficiência nos processos relacionados ao fluxo de trabalho e no agendamento de pacientes para início de tratamento. Neste trabalho buscou-se, através da análise de dados do setor de radioterapia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, estudar meios de otimização do fluxo de trabalho para se obter uma gestão eficaz e eficiente do tempo de espera. Com intuito de fazer previsões do tempo de espera e do tempo de tratamento dos pacientes foram comparados quatro algoritmos de AM (Aprendizado de Máquina) com técnica de regressão (Support Vector Machine, Extreme Gradient Boosting , Random forest e Redes neurais) e para a otimização do agendamento de radioterapia foi proposto um modelo de programação linear inteiro misto. Com base no trabalho realizado, conclui-se que a utilização de AM ajuda entender os problemas encontrados no setor. Foram propostas mudanças na rotina, definidos tempo de espera e de tratamento mais adequados e conseguiu-se que o agendamento automático possibilitasse a diminuição do tempo de espera dos pacientes, com priorização dos pacientes com pior prognóstico.

  • IPEN-DOC 29795

    ANDRADE, LEONARDO G.F. de . Metodologias para correção de tunelamento e plasticidade na flexibilidade elástica de geometrias SE(B) e SE(T) - abordagem numérica e experimental / Correction methodologies of the tunneling and plasticity effects on the elastic unloading compliance of SE(B) and SE(T) geometries numerical and experimental approaches . 2023. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 203 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/T.85.2023.tde-10072023-154936

    Abstract: Buscar o entendimento do comportamento mecânico de materiais modernos de alta resistência e alta capacidade de absorção de energia é de suma importância para garantir integridade de estruturas de alta responsabilidade. Em um cenário onde a otimização de geometrias se mostra cada vez mais relevante, estudar o comportamento destes materiais sob a perspectiva da mecânica da fratura é imprescindível para garantir a operação segura e eficiente destas estruturas. Sabendo disso, este trabalho aborda os efeitos do tunelamento da frente de trinca e da plasticidade na técnica da flexibilidade elástica no descarregamento (do inglês elastic unloading compliance, EUC) com o objetivo de proporcionar a determinação mais precisa do tamanho instantâneo de trincas ao longo de ensaios de mecânica da fratura. Sequência da obra de Andrade (2016), onde estes efeitos foram investigados e propostas preliminares elaboradas, este trabalho almeja o aprofundamento da compreensão fenomenológica e o desenvolvimento de abordagens de correção para ambos os efeitos por meio de exploração numérica e ensaios de corpos de SE(B) e SE(T)c fabricados com aço X65MS. Para o efeito do tunelamento, foi validada a modelagem de trinca semielíptica utilizada por Andrade (2016), enquanto a proposta de correção do tunelamento, apesar de dependente de proporções geométricas dos corpos de prova, se mostrou promissora, o que possibilitou o desenvolvimento de alternativa independente deste fator com resultados no âmbito numérico bastante satisfatórios. Para a plasticidade, é buscado um entendimento individual de efeitos que ocorrem simultânea e concorrentemente ao carregar um corpo de prova da mecânica da fratura (com foco em blunting, redução da área do ligamento remanescente e rotação). Este estudo foi realizado por meio de simulações de elementos finitos, variando as não linearidades de material e de geometria (grandes deslocamentos), onde é possível concluir que o aumento da flexibilidade de corpos de prova ocorre apenas quando ambos os efeitos são ativados simultaneamente nos modelos. Isto possibilitou uma conclusão preliminar da existência de um efeito predominantemente geométrico que afeta a flexibilidade elástica de corpos de prova da mecânica da fratura quando estes são carregados além do limite elástico do material. Com isso, este trabalho demonstra que a redução de área do ligamento remanescente, em uma análise numérica contendo trinca estacionária, é bastante substancial e pode ser responsável pelo comportamento da evolução da flexibilidade com o CMOD mostrado por Andrade (2016). Simulações adicionais contendo modelo de dano GTN calibrados experimentalmente mostram que, apesar de existir correlação entre a área do ligamento remanescente e o tamanho instantâneo de trinca, fatores adicionais existem, e a elaboração de propostas de correção que sejam práticas para aplicação em laboratório necessitam de investigação adicional.

  • IPEN-DOC 29794

    RIBEIRO, ALINE B. . Revisão sobre a hidretação de ligas U-Mo empregadas em combustíveis de reatores nucleares de pesquisa / Review on the hydriding of U-Mo alloys used in research nuclear reactor fuels . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. Coorientador: Michelangelo Durazzo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10072023-091336

    Abstract: Combustíveis nucleares à base de dispersão de partículas de ligas U-Mo em matriz de alumínio, para reatores de pesquisa de alto desempenho vem sendo desenvolvidos há mais de 20 anos. As ligas U-Mo em questão têm entre 7 e 10% em peso de Mo, o que possibilita atingir densidades de 6,5 a 8,5 gU/cm3 . As ligas U-Mo não são frágeis, o que torna impraticável a produção de pó por cominuição mecânica, ao contrário do que ocorre com outras fases físseis, como o U3Si2 ou o U3O8. O Dentre os métodos alternativos, a hidretação foi adotada no IPEN, o que justifica a presente revisão da literatura sobre o assunto, compreendendo não apenas a hidretação das ligas U-Mo, mas também a hidretação do urânio metálico. Foram elaboradas expressões de busca com operadores boleanos, as quais foram aplicadas em cinco bases de dados/site (Free Patents Online, INIS, repositório do IPEN, Science Direct e Web of Science). A busca foi limitada a referências publicadas em português e inglês no período de 1971 a 2021. Da revisão da literatura, constatou-se que há divergências quanto aos procedimentos de hidretação, principalmente no que concerne à ativação térmica (primeira hidrogenação), muito provavelmente em razão de diferentes estados superficiais do material de partida. Tais divergências constituem excelente oportunidade de pesquisa e desenvolvimento, essenciais para a implementação de um processo de produção reprodutível baseado em hidretação.

  • IPEN-DOC 29793

    NUNES, ALACID A. . Avaliação da exposição ocupacional às radiações ionizantes no serviço de ortopedia do Hospital Regional de Araguaína (HRA) / Evaluation of occupational exposure to ionizing radiation at the orthopedics service of the Regional Hospital of Araguaína (HRA) . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 83 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2023.tde-10072023-083419

    Abstract: Introdução: A exposição às radiações ionizantes pode gerar efeitos indesejados e prejudiciais à saúde. Este estudo tem propôs como objetivos: analisar o grau de exposição da equipe cirúrgica ortopédica do Hospital Regional de Araguaína (HRA) à radiação ionizante fluoroscópica; identificar as doses de radiação ionizante dos profissionais que integram as equipes médicas da sala de cirurgia ortopédica do Serviço de Ortopedia do HRA - TO selecionados para este estudo, utilizando dosímetros termoluminescentes; verificar e discutir as medidas de controle da exposição ocupacional às radiações ionizantes adotadas pelos serviços de ortopedia desse hospital selecionado; discutir e comparar os resultados obtidos com os dados de dose citados na literatura. Materiais e métodos: Foram utilizados os métodos de observação, valores da taxa de dose do feixe primário e aferição dos procedimentos metodológicos da equipe cirúrgica ortopédica em processos conduzidos por fluoroscopia. Os princípios primordiais de proteção radiológica relacionados a esses trabalhadores foram observados (15 médicos ortopedistas e 04 instrumentadores). Conclusão: Embora as doses avaliadas, na maioria, estejam abaixo do nível de registro, conforme esperado, uma vez que o dosímetro foi posicionado abaixo do avental, pode ser observada uma dose de 0,50mSv, o que mostra que esses valores podem variar de uma situação para outra. No que se refere aos equipamentos de radioproteção, o hospital possui apenas avental de chumbo e protetor de tireoide, porém, não tem óculos plumbíferos e não possui um programa educacional permanente sobre o uso dos equipamentos de radioproteção.

  • IPEN-DOC 29792

    CORREA, VALERIA R. . Vitamina D e a inflamação sistêmica avaliada pela proteína C reativa, em pacientes com doença de Chagas em Araguaína - Tocantins / Vitamin D and systemic inflammation assessed by C reactive protein in patients with Chagas disease in Araguaína - Tocantins . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 171 p. Orientador: Patrick Jack Spencer. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12072023-111201

    Abstract: A doença de Chagas é bifásica, sendo os eventos imunológicos e a resposta inflamatória aguda que provavelmente irão determinar a evolução para forma crônica, indeterminada, cardíaca, digestiva ou mista, sendo o envolvimento cardíaco o mais grave. Muitos destes pacientes apresentam depressão. Na Amazônia brasileira ocorrem novas infecções, também pela transmissão oral e nos últimos anos, foram detectados vários casos de DC aguda além da transmissão oral do T. cruzi pelo palmito de babaçu, açaí, bacaba também a vetorial. A patogênese inclui processo inflamatório e a Proteína C reativa (PCR) é um marcador inflamatório, portanto é um marcador da evolução da DC. Sabemos que o estresse atua nos eixos hipotálamohipófise-adrenal e simpático-adrenal-medular, elevando o cortisol, reduzindo a imunidade celular, e aumentando a depressão. A Vitamina D é imunomodulador, interferindo na depressão e cardiopatia, aumentando a imunidade inata e regulando a imunidade adquirida. Existe uma correlação negativa da PCR e com sintomas depressivos, e estes, podem estar envolvidos com a evolução da doença, visto que a depressão está intimamente relacionada ao sistema imunológico. A existência de ferramentas diagnósticas para predizer a evolução para cardiopatia chagásica crônica (CCC), como a evolução da PCR, poderiam reduzir a morbimortalidade, alertando para uma maior vigilância. O estudo realizado no ambulatório do Hospital Regional de Araguaína, Tocantins, pareou grupos regionais de 20 pacientes de cada forma da DC: indeterminada, leve e grave, comparados com grupos de sadios ou com outras doenças cardíacas. O estudo foi feito antes e após a administração de vitamina D, através de entrevistas, ECG, ECO, RX tórax, dosagem de PCR e Vitamina D, aplicação do Inventário de depressão de Beck (BDI) e qualidade de vida (SF-36). A caracterização dos grupos estudados, quanto a frequência de variáveis demográficas qualitativas, segmentadas em sexo, faixas etárias e etnias não apresentou diferenças entre os grupos. A dosagem de vitamina D também não apresentou alterações significativas entre os grupos. A PCR, encontrava mais elevada nos pacientes graves (p>0,05) e com outras patologias, e a reposição da vitamina D fez com que a PCR não tivesse muita alteração no grupo dos graves, sugerindo a hipótese da CCC, ter um componente fibrótico maior que inflamatório. A DC grave está relacionada à depressão pelos efeitos cognitivos (P>0,05), houve melhora na qualidade de vida (QV) com a reposição da vitamina D. O ECG e ECO estavam alterados em 95% dos pacientes graves e 75% das outras patologias, havendo redução de eventos relacionados à condução cardíaca, sem significância estatística. Há correlação da PCR elevada e fração de ejeção (FE) reduzida e redução da sintomatologia após suplementação de vitamina D, sem significado estatístico. O presente estudo na Região Norte é relevante e inédito por almejar uma correlação da resposta imunológica dos pacientes com DC, que apresentam insuficiência cardíaca, depressão/QV e da evolução da doença, associada à vitamina D, utilizando a PCR como ferramenta.

  • IPEN-DOC 29791

    AZEVEDO JUNIOR, JAIR da A. de . Aprendizado organizacional aplicado na gestão de projetos complexos, considerando a governança, ganho de rentabilidade e estilo de gestão / Organizational learning applied in the management of complex projects, considering governance, profitability gains and management style . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 161 p. Orientador: Antonio Carlos de Oliveira Barroso. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-06042023-122506

    Abstract: Projetos são definidos como um conjunto de tarefas concatenadas que resultam na consecução de um objetivo dentro de um prazo determinado. O objetivo é descrito por meio de entregáveis bem definidos. Independentemente da natureza dos entregáveis processos, produtos, ou serviços - o objetivo sempre visa uma mudança na organização. Muitos dos problemas de orçamento, cronograma e design derivam de incertezas inerentes ao meio de desenvolvimento e contexto do projeto. A gerência de risco em projetos, por exemplo, se preocupa em avaliar incertezas sob a forma de riscos, explorando possibilidades de atuação e integrando os resultados no planejamento desses projetos. A impossibilidade de se eliminar totalmente os riscos não impede que, pelo menos, eles sejam gerenciados adequadamente, tornando os projetos mais previsíveis e aumentando a qualidade final tanto do produto como do processo e fazendo com o que o gestor tome a decisão para avaliar, explorar e direcionar a ação correta para cada tipo de problema encontrado. Limitações e lacunas têm sido detectadas em pesquisas e nas práticas de gestão dos projetos, seja por falta de uma metodologia adequada ou por falhas na tomada de decisão. Normalmente, parâmetros usuais como tempo, custo e qualidade são nitidamente insuficientes para descrever com propriedade a situação real de um projeto num determinado instante do ciclo de vida. A contribuição original desta pesquisa visa cobrir a falta existente de métodos de avaliação da eficiência e eficácia do estilo de gestão e seus impactos na rentabilidade de projetos complexos através da utilização de técnicas de gestão do conhecimento de forma a explorar o saber e o raciocínio coletivo na tomada de decisão. Neste trabalho investigou-se o impacto do aprendizado organizacional, através da utilização de uma base de conhecimento, no ganho de rentabilidade nas entregas dos projetos de alta complexidade e como os estilos de gestão contribuem para atingir esse objetivo e as similaridades nas tomadas de decisão no ciclo de projeto.

  • 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

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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.

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • IPEN-DOC 29489

    VICENTE, ROBSON V. . Validação de método de pureza radioquímica do radiofármaco GUAN-IPEN-131 / Validation of the radiochemical purity method of the radiopharmaceutical GUAN-IPEN-131 . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 78 p. Orientador: Margareth Mie Nakamura Matsuda. Coorientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: Tumores neuroendócrinos (TNE) têm suas origem nas células especializadas do sistema neuroendócrino difuso pelo corpo. A 131I-MIBG cuja denominação comum brasileira é iobenguano, é um radiofármaco utilizado para diagnóstico, na detecção, localização e estadiamento de TNE e suas metástases, tais como feocromocitomas, neuroblastomas, ganglioneuroblastoma, ganglioneuroma, e etc; sendo a meta-iodo-benzil-guanidina (MIBG) um análogo da guanetidina, um falso neurotransmissor, que é captado pelos neurônios adrenérgicos à semelhança da norepinefrina, mas que não participa do metabolismo intracelular. A Medicina Nuclear contribui para o diagnóstico e terapia de vários tipos de doenças em diferentes órgãos do corpo humano, o uso dos radiofármacos como agentes diagnósticos, podem fornecer informações úteis sobre um câncer em estágio inicial, ou mais avançado, além de viabilizar o prognóstico. Os ensaios de controle de qualidade (CQ) nos radiofármacos devem ser realizados conforme o preconizado nas monografias farmacopeicas nacionais e internacionais, após a preparação do radiofármaco e antes da administração no paciente. As Boas Práticas de Fabricação (BPF) constituem parte do Gerenciamento da Qualidade que garante que os produtos sejam sempre fabricados e produzidos de acordo com os padrões de qualidade apropriados para o uso pretendido. Um dos principais ensaios de CQ é a pureza radioquímica (PRQ) e o atendimento à essa especificação, é um dos requisitos para obter uma biodistribuição do radiofármaco e imageamento por SPECT (Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único) ou PET (Tomografia por Emissão de Pósitrons), livres de artefatos, e de dosimetria em órgãos não alvos, causados pela presença de impurezas radioquímicas. A PRQ é definida como a porcentagem total da radioatividade presente na forma química desejada em um produto farmacêutico radioativo. O objetivo deste trabalho foi revisar o protocolo de validação do método de pureza radioquímica do radiofármaco GUAN-IPEN-131 e executar a validação completa do método, incluindo realizar ensaios de seletividade, linearidade, intervalo (faixa de trabalho), precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e robustez. Os resultados de todos os ensaios atenderam aos requisitos e a pureza radioquímica do produto foi acima de 94%. A execução do protocolo permitiu concluir que a cromatografia em papel é uma técnica adequada para uso rotineiro de controle de qualidade para determinação da pureza radioquímica da GUAN-IPEN-131.

  • IPEN-DOC 29488

    JUNGES, SAMIRA . Elaboração de um sistema de proteção física para fontes radioativas utilizadas nas práticas clínicas de radioterapia / Elaboration of a physical protection system for radioactive sources used in radiotherapy clinical practices . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 85 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni.

    Abstract: A utilização de materiais radioativos na prática clínica é empregada para tratamento ou melhoria da qualidade de vida de pacientes com doenças como o câncer, desde a descoberta da radioatividade. A remoção mal-intencionada e não autorizada destas fontes pode levar a consequências catastróficas e irremediáveis. Pensando na segurança destes materiais radioativos, a norma Comissão Nacional de Energia Nuclear 2.06 foi proposta em 2019, com prazo de adequação para as instalações brasileiras em relação aos requisitos de segurança física por ela definidos. Objetivo: Propor um modelo para a elaboração de sistema de proteção física para fontes de radiação, especialmente as utilizadas na técnica de braquiterapia, que contribua para melhoria da segurança de fontes e na adequação às normas vigentes dos serviços de radioterapia brasileiros. Materiais e Métodos: Um projeto conceitual de um Sistema de Proteção Física para fontes radioativas utilizadas em radioterapia foi elaborado utilizando a metodologia DEPO (Perfil do Processo de Projeto e Avaliação), considerando também as recomendações da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e as exigências da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), em especial a normativa nuclear 2.06. Resultados: As sequências de eventos considerando diferentes caminhos até a fonte foram traçados e a partir deles os pontos críticos de detecção (PCD) foram determinados. As probabilidades de interrupção do sistema foram calculadas e avaliadas e então a eficácia do sistema pode ser estimada, apresentando valores entre 91% 99% considerando otimizações na estrutura do projeto de Proteção Física. Conclusões: Utilizando a metodologia proposta foi possível estruturar o projeto de um sistema de proteção física, delineando as áreas que segurança, os elementos de proteção física e os fluxos de adversários possíveis. Frente às ameaças postuladas, os objetivos de eficácia do SisPF para o projeto conceitual foram atingidos, após adequações do projeto. Medidas personalizadas dos elementos de proteção (detecção, retardo e resposta) para cada SisPF são necessárias para corroborar a robustez de um projeto de proteção física bem como o conhecimento real acerca das ameaças brasileiras às fontes radioativas.

  • IPEN-DOC 29487

    MENDES, VALERIA . Non-ablative treatment of sleep breathing disorders with the association of two high-intensity pulsed lasers : Nd:YAG and Er:YAG / Tratamento não-ablativo dos distúrbios respiratórios do sono com associação de dois lasers pulsados de alta intensidade: Nd:YAG e Er:YAG . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 198 p. Orientador: Denise Maria Zezell.

    Abstract: Primary snoring and obstructive sleep apnea (OSA) represent different severity degrees of the same chronic, complex and progressive disease, which affects about one billion people worldwide. It is more prevalent in elderly men. Historically, snoring is seen as a social problem, being considered the most benign form of sleep breathing disorders (SBD). Because of this, treatment is not prescribed. Snoring noise occurs as a result of soft tissue vibration in the region of upper airway (UA) greater constriction during sleep. Therapeutic options may involve medical treatments, use of devices, and surgical procedures. As for the results, all of them have limitations. Adherence to treatment and cases of relapse over time represent the greatest challenge in disease control. Increased cardiovascular risk, emergence of chronic diseases and use of medications result from worsening and disease progression. A dysregulation of palatopharyngeal muscle tone plays a significant role in this disorder. After determining the best irradiation conditions, this study aims to evaluate the treatment of SBD with high intensity non-ablative irradiation with two pulsed lasers: Nd:YAG laser (1064 nm) followed by Er:YAG laser (2940 nm), both from Fotona LightWalker platform, comparing results before and after the intervention. A controlled, randomized, double-blind clinical trial was performed with approval of the research ethics committee. Thirty volunteers that transitioned between primary snoring and moderate obstructive sleep apnea were treated in three sessions of non-ablative laser irradiation, with a 14-day interval between them. The upper airway lumen for airflow passage was analyzed by photographic record, according to modified Mallampati index. Oxyhemoglobin desaturation parameters, severity of snoring (noise amplitude and sleep time with snoring) as well as aspects of sleep quality were also evaluated. The main clinical result obtained is the expansion of the upper airways lumen by reduction of tissue compliance in an outpatient procedure. Therefore, improvement of sleep breathing disorder.

  • IPEN-DOC 29486

    FERNANDES, JAQUELINE C. . Incidência de eventos adversos relacionados a terapias com o radiofármaco iodeto de sódio (131 I) : contribuição para o histórico de farmacovigilância no Brasil / Incidence of adverse events related to therapies with the radiopharmaceutical sodium iodide (131 I): contribution to the history of pharmacovigilance in Brazil . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 55 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: Radiofármacos com finalidade terapêutica vêm sendo cada vez mais utilizados para tratamento de diversas patologias. Os radionuclídeos emissores beta destacam-se nessa modalidade devido às características físicas da partícula emitida. O iodo-131 (131I) é um exemplo de radionuclídeo emissor beta, aplicado na produção de radiofármacos como o iodeto de sódio (131 I) que representa uma excelente modalidade terapêutica no tratamento de carcinomas diferenciados da tireoide. Assim como as demais modalidades empregadas na terapia do câncer, a terapia radionuclídica utilizando-se radiofármacos também pode provocar reações adversas. Esse estudo teve como objetivo avaliar a incidência de possíveis eventos adversos relacionados à terapia com o radiofármaco iodeto de sódio (131I), bem como correlacionar os mesmos com as atividades administradas, obtendo dados inéditos de farmacovigilância relacionado ao uso de radiofármacos terapêuticos no Brasil. Foi realizada uma análise retrospectiva de prontuários eletrônicos de pacientes diagnosticados com carcinoma diferenciado da tireoide e submetidos à radioiodoterapia. Foram recuperados 116 pacientes no período de Janeiro/2019 a abril/2021 e 89 foram incluídos de acordo com os critérios de inclusão. Dos pacientes recuperados, 47 (54,6 %) relataram algum evento adverso após a radioiodoterapia. Os eventos mais frequentes foram aqueles relacionados ao trato gastrointestinal e irradiação local e foi possível identificar que há um aumento da incidência de eventos naqueles pacientes que foram tratados com atividades maiores. Com base nos resultados obtidos, o presente estudo demonstrou a presença de eventos agudos relacionados à terapia na população estudada, e que a incidência dos eventos apresenta correlação com a atividade prescrita.

  • IPEN-DOC 29485

    FREITAS, GUSTAVO R. . Metodologia de baixo custo para avaliação da dose de radiação ionizante em exames de tomografia computadorizada / Low-cost methodology for evaluating the dose of ionizing radiation in computed tomography . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: Em muitos hospitais brasileiros a tomografia computadorizada (TC) é a modalidade mais utilizada no diagnóstico por imagem com maior poder de dose ionização. Sistemas para monitoramento e gerenciamento de informações não são obrigatórios e o alto valor monetário para aquisição de ‘softwares’ e treinamento faz com que a dose recebida pelo paciente não seja investigada na maioria das vezes. Com isso, existe uma maior probabilidade de exposições desnecessárias violando os princípios da proteção radiológica podendo causar detrimento aos pacientes. Esses danos podem ocorrer por causa de exames realizados fora de protocolo, mal indicados, repetição em intervalos curtos de tempo e falhas operacionais em decorrência imperícia, falta de atualização e treinamento dos profissionais envolvidos. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia de baixo custo para Tomografia Computadorizada, utilizando ferramentas gratuitas para armazenamento e avaliação dos DICOM-Structured Report (DICOM-SR) e interpretação desses dados, podendo se tornar um recurso economicamente viável para todos os serviços de diagnóstico por imagem do Sistema Único de Saúde (SUS). Foram analisados 33617 relatórios de dose de pacientes submetidos a exames de tomografia computadorizada no período de 1 de setembro de 2021 a 31 de agosto de 2022, divididos em grupos de acordo com sua faixa etária. O programa foi utilizado especialmente para otimização do protocolo de TC de Crânio e de TC de tórax. No primeiro caso outliers foram observados e corrigidos. No segundo exame, o retreinamento proporcionou uma redução de 28,37 % nos níveis de exposição no primeiro ano de treinamento. O novo sistema proporciona gratuitamente e de maneira simples o monitoramento da quantidade de tomografias e da dose recebida em comparação com os protocolos que, por sua vez, resultarão em recomendações clínicas de melhora de procedimentos e treinamentos. O procedimento necessário para implementação está divulgado em site próprio gratuitamente.

  • IPEN-DOC 29484

    TRICARICO, JULIANA de M. . Cartilha educativa para pacientes e profissionais da saúde na área de radioterapia com foco em garantir a completude do tratamento / Educational booklet for patients and health professionals in the field of radiotherapy with a focus on ensuring the completeness of treatment . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 89 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: O câncer é um dos maiores infortúnios da humanidade e através de sua alta incidência os pacientes acabam sendo submetidos a diversas modalidades de tratamento. Uma das vias de tratamento é a radioterapia oncológica, que compreende a utilização da radiação ionizante para o tratamento de doenças benignas e malignas. O propósito desse tratamento é a entrega de dose precisa de radiação no volume alvo, resultando no controle ou erradicação da doença, mas também protegendo e preservando os tecidos normais. Sua execução é através de fontes externas (teleterapia) sendo os aceleradores lineares o equipamento mais utilizado nessa modalidade para entrega da dose. Os indivíduos portadores dessa doença, possuem particularidades mais especiais e necessitam de recursos centrados para o seu cuidado, apoio e atenção através do elo criado entre profissional e paciente ao longo das sessões de tratamento. A educação para pacientes e profissionais gera um cuidado centrado e humanizado com objetivo de esclarecer a importância do tratamento e sua finalidade, acima de tudo a compreensão da completude do tratamento. Focando-se nesses pontos, foram desenvolvidas cartilhas educativas para ambos os públicos contendo informações básicas, mas extremamente importantes sobre o tratamento de teleterapia enfatizando a importância de segui-lo. Para essa finalidade foram desenvolvidos tópicos pensados nas necessidades de cada público a fim de orientá-los passo a passo. Na cartilha dos pacientes foram abordados os tópicos “O que é a radiação", “O que a radiação faz", e outros. Já na cartilha dos profissionais encontra-se os tópicos: “Como os profissionais em radioterapia devem se portar dentro do setor", “De que forma os profissionais em radioterapia devem abordar e auxiliar os pacientes”, entre outros. Esses materiais foram disponibilizados em um website (https://61a704c4a40aa.site123.me/ ) desenvolvido exclusivamente para fácil acesso de forma gratuita para todo e qualquer público interessado no assunto. Os resultados obtidos levam a reflexão do quanto a educação tem poder em combate ao câncer e que pode ser utilizada e explorada para gerar o alcance dos públicos alvos a fim de orientar, conscientizar e alertar.

  • IPEN-DOC 29367

    FIGUEIREDO, RENATA F. de . Tecnologias baseadas em luz no tratamento de pacientes com líquen escleroso vulvar em substituição aos corticóides de alta potência : uma revisão sistemática / Light-based technologies in the treatment of patients with lichen vulvar sclerosis in place of high-potency corticosteroids: a systematic review . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 41 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O líquen escleroso vulvar (LEV) é considerado uma dermatose inflamatória crônica, que afeta a pele genital e perianal de mulheres de qualquer faixa etária. Na maioria dos casos causa intenso prurido, dor, manchas hipocrômicas, apagamento dos pequenos lábios e do clitóris, além de dispareunia e outras manifestações sintomáticas. Como ainda não há cura para a doença, o tratamento é realizado com a aplicação tópica de corticosteroides de alta potência. Entretanto, as pacientes relatam que este tratamento causa efeitos adversos como atrofia de pele, estrias permanentes e alterações no processo cicatricial. Como proposta alternativa para o tratamento do LEV, surge a utilização de tecnologias baseadas em luz, por serem menos invasivas e mostrarem bons resultados. Esta revisão sistemática tem como objetivo localizar, avaliar e sintetizar estudos primários publicados na literatura que fizeram uso das tecnologias baseadas em luz no tratamento de LEV em comparação a corticosteroides de alta potência. Foi realizada uma busca nas bases de dados Medline, Web of Science, Embase, Clinical Trials e Cochrane, usando descritores apropriados para a estratégia de busca. Para elegibilidade, os estudos deveriam apresentar número de pacientes por grupo, metodologia consistente, parâmetros das fontes de luz e grupo controle tratado com corticosteroide. A qualidade dos estudos incluídos foi avaliada pela ferramenta de risco de viés (RoB 2) disponibilizado pela Cochrane. Com isso, três artigos compuseram esta revisão sistemática. Embora os três artigos tenham usado diferentes tecnologias baseadas em luz, os resultados obtidos foram promissores, já que houve maior satisfação das pacientes com a terapia baseada em luz. Conclui-se que mais estudos clínicos são necessários para que estas tecnologias possam ser implementadas com segurança em serviços de saúde.

  • IPEN-DOC 29366

    FERNANDEZ, LIZZ N.V. . Avaliação dos Radiofármacos [18F]FDG e [18F]FMISO para a detecção da doença de Chagas por PET / CT / Evaluation of [18F]FDG and [18F]FMISO Radiopharmaceuticals for the detection of Chagas disease by PET/CT . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes.

    Abstract: A doença de Chagas é endêmica na América Latina e afeta aproximadamente 6 - 7 milhões de pessoas em todo o mundo. Esta doença é causada pelo protozário Trypanosoma cruzi e considerada negligenciada pela Organização Mundial da Saúde (OMS). A doença se diferencia em duas fases bem distintas: a fase aguda, que se inicia entre 4 a 10 dias após a picada do vetor e, a fase crônica. Apesar da fase crônica da doença não ter cura, a fase aguda é passível de tratamento. Entretanto, a dificuldade reside no fato dela passar despercebida. Recentemente, o uso de imagem por tomografia por emissão de pósitrons (PET) foi sugerido como uma ferramenta promissora para detetar a inflamação do miocárdio originada pela doença. Além disso, vários estudos têm demonstrado a capacidade do Trypanosoma cruzi de se adaptar ao seu microambiente (local de infeção no corpo humano), levando a um processo inflamatório com produção de ROS e NOS, associados a um ambiente hipóxico. Desta forma, os radiofármacos [18F]FDG (marcador de inflamação) e o [18F]FMISO (um marcador de hipóxia) foram utilizados neste estudo para avaliar através da imagem PET, o curso de desenvolvimento da doença de Chagas desde a fase aguda até à fase crônica da doença. Os nossos resultados mostraram que, in vitro, o T. cruzi não capta [18F]FDG, mas apresenta uma captação pronunciada do radiofármaco [18F]FMISO. As diferentes fases da doença de Chagas foram simuladas em camundongos C57BL/6 utilizando a cepa Y do T. cruzi. Através de estudos de biodistribuição e imagem PET, na fase aguda, foi possível observar uma maior captação no coração e músculo utilizando o radiofármaco [18F]FDG e, nos intestinos e músculo, utilizando o [18F]FMISO, em camundongos infectados quando comparados aos camundongos saudáveis. Com a progressão da doença (fase intermediária e crônica), verificamos uma maior captação do [18F]FDG no coração, músculo e estômago e uma maior captação do [18F]FMISO nos intestinos dos animais infectados em comparação com os animais saudáveis. Além disso, foi possível verificar que tanto o [18F]FDG quanto o [18F]FMISO apresentam uma taxa de eliminação dos tecidos mais lenta nos animais infectados (em qualquer fase da doença) quando comparado com os animais não infectados, sugerindo uma maior retenção dos tecidos. Apesar dos radiofármacos utilizados neste trabalho terem demonstrado um aumento de captação nos locais de inflamação e infeção nos animais infectados com T. cruzi em comparação com animais saudáveis, não foi possível obter uma imagem diagnóstica de alto contraste devido à captação intrínseca do [18F]FDG no coração e, da via de excreção do [18F]FMISO passar pelo intestino, limitando a utilização desses dois traçadores na PET diagnóstica da doença de Chagas. No entanto, foi possível demonstrar a importância da ferramenta PET como ferramenta diagnóstica da doença de Chagas abrindo portas para estudos com outros radiofármacos.

  • IPEN-DOC 29326

    ZEBALLOS, SABRINA F. . Aplicação de curativos hidrogel em lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade neonatal / Hydrogel dressings usage on skin lesions of newborns and infants admitted to a neonatal care unit . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão.

    Abstract: A internação do recém-nascido em unidade de terapia intensiva neonatal causa riscos para que se desenvolva lesões de pele, devido sua anatomia, fisiologia, necessidade de manuseios, submissão a procedimentos e uso de dispositivos invasivos que são essenciais para a manutenção da vida. O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia do curativo de hidrogel de baixo custo desenvolvido e produzido pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN no tratamento de lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade de terapia intensiva neonatal. Trata-se de um estudo prospectivo descritivo de uma série de casos, no qual a avaliação foi realizada através da identificação e classificação das lesões; observação da evolução das lesões submetidas ao uso do curativo de hidrogel segundo as dimensões, características e presença de sinais flogísticos; parâmetros de dor durante a aplicação e remoção dos curativos e identificação do tempo de regressão das lesões, documentadas através de registros fotográficos e mensuração milimétrica em cm². Este estudo apresenta 07 casos de recém-nascidos e lactentes que desenvolveram lesões de pele por queimaduras, lesões por fricção e lesões por pressão. Em todos os casos, as lesões apresentaram progressão para restauração e completa integridade da pele, sem necessidade de mudança terapêutica e as escalas evidenciaram ausência de dor durante os procedimentos. Enfermeiros devem priorizar os cuidados com a pele devido suas características únicas e complexas e a partir deste conhecimento se destaca o uso do curativo avançado hidrogel, pois é composto de substâncias biocompatíveis que minimizam a ocorrência de efeitos adversos, além da sua fácil aplicação e remoção, alívio da dor e possibilidade de avaliação externa por sua transparência, reduzindo assim a necessidade de trocas diárias para garantir melhor recuperação. O curativo avançado de hidrogel demonstrou eficácia no tratamento das lesões de pele e as evidências científicas são promissoras ao uso do curativo em neonatologia pois propiciam um ambiente favorável à cicatrização.

  • IPEN-DOC 29325

    RODRIGUES, GISLANNE de S.B. . Diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em radiofarmácia hospitalar : avaliação comparativa de requisitos da AIEA, PIC/S e requisitos legais do Brasil / Diagnosis for the implementation of a quality system in hospital radiopharmacy: comparative assessment of IAEA, PIC/S and legal requirements in Brazil . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: A Medicina Nuclear (MN) é uma especialidade médica que utiliza fontes radioativas não seladas (radiofármacos) para fins diagnósticos e terapêuticos. São métodos seguros, indolores e principalmente não invasivos, fornecendo informações que outros exames diagnósticos não disponibilizam. Por ser um campo de atuação multidisciplinar, a MN envolve diversos processos, portanto, o controle efetivo dos parâmetros que garantem a qualidade do atendimento à população em aplicações diagnósticas e terapêuticas deve ser realizado periodicamente, visando manter um nível de qualidade satisfatório e seguro em seus resultados. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em Radiofarmácia Hospitalar, levando-se em consideração os requisitos de qualidade e legais no Brasil, além de recomendações preconizadas em guias internacionais, como as normativas do Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme (PIC/S) e da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA). A partir da avaliação comparativa e discussão dos aspectos relacionados à qualidade na preparação de radiofármacos em radiofarmácia hospitalar, incluindo a capacitação profissional, requisitos de infraestrutura e aspectos operacionais e controle de qualidade das preparações, este trabalho buscou contribuir para as discussões necessárias à revisão da regulamentação nacional voltada para a preparação de radiofármacos em Radiofarmácia Hospitalar.

  • IPEN-DOC 29324

    PEREIRA, FERNANDO C. . Avaliação de curativo à base de colágeno com fármaco fotoativo para terapia fotodinâmica pós-cirúrgica in vivo / Evaluation of collagen-based dressing with photoactive drug for post-surgical photodynamic therapy in vivo . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O tratamento de feridas é um problema significativo e crescente em todo o mundo. Algumas bactérias patogênicas podem se instalar nas feridas e promover dificuldade de cicatrização, especialmente em casos onde é difícil manter curativo protetor sobre a lesão ou em pacientes com algum fator que dificulte a cicatrização em tempo regular. Curativos bioativos de colágeno mantêm a umidade em ambientes feridos, são absorventes, conformam-se bem com a superfície da ferida, são não aderentes e fáceis de usar. O objetivo deste estudo in vivo é mensurar a efetividade do curativo à base de colágeno contendo o fotossensibilizador azul de metileno ativado por LED de emissão vermelha, da empresa Revolugenix Biotecnologia, na cicatrização de feridas em um o tecido que esteja contaminado por bactérias. O estudo comparou o processo de cicatrização de 32 feridas cutâneas em 8 ratos Wistar. Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos, escuro (Col, Col+AM) e luz (Col+luz, Col+AM+luz). Cada animal passou pelo procedimento de 4 incisões cirúrgicas cutâneas dorsal no plano coronal de 1cm e curativos com 6 mm de diâmetro (2 de Col e 2 de Col+AM) contaminados com alíquotas de 10 μL de Staphylococcus aureus contendo 1x109 ufc/ml foram implantados e a ferida suturada. Para a aplicação da terapia fotodinâmica mediada pelo fotossensibilizador azul de metileno nos animais do grupo luz, a fonte de luz utilizada foi o LED no comprimento de onda na região do vermelho (λ= 660 nm), seguindo os seguintes parâmetros de irradiação: sessão única no pós-cirúrgico (D0) com duração de 300s, aplicação de modo contínuo, ângulo de 90º em contato com a ferida, área irradiada de 1cm2 por ferida, densidade de potência de 100mW/cm2, densidade de energia de 30 J/cm2 por ferida. Nos dias 1, 3, 7 e 10, um animal de cada grupo (escuro e luz) foi eutanasiado com sobredose de anestésico (cetamina:xilazina 500:50 mg/kg) seguido de ruptura do diafragma para confirmação do óbito. Os tecidos circunvizinhos das regiões das feridas foram coletados para as análises microbiológicas e histopatológicas. Os resultados mostram que, clinicamente os animais do grupo luz apresentaram melhor escore de cicatrização, porém, em relação à análise microbiológica, não foram observadas reduções significativas de microrganismos em favor do grupo irradiado.

  • IPEN-DOC 29323

    FERREIRA, DENISE R. . Estudo comparativo, randomizado e cego para determinar a eficácia e impacto na qualidade de vida da terapia de fotobiomodulação versus Minoxidil 5% tópico no tratamento da alopecia padrão feminino / Comparative, randomized, blinded study to determine the feasibility, safety, and efficacy of photobiomodulation therapy versus topical Minoxidil 5% in the treatment of female pattern alopecia . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: A queda de cabelo padrão feminina ou alopecia padrão feminino (APF) é a principal causa de queda de cabelo nas mulheres. Caracteriza-se pela rarefação dos cabelos na região temporal, frontal, central e vértice do couro cabeludo. Por ser considerado por muitos um atributo de beleza, a sua perda pode causar impactos negativos na qualidade de vida, além de depressão, estresse, baixa autoestima e ansiedade. Assim, é importante a busca por um controle terapêutico capaz de acelerar a normalização do ciclo capilar. O uso do Minoxidil 5% (MIN) em solução tópica é considerado tratamento de escolha, com resultados variáveis e até ausência de resposta. A utilização da Fotobiomodulação (FBM) tem se mostrado uma tecnologia promissora, reduzindo inflamação do couro cabeludo e promovendo o crescimento capilar. Este estudo tem como objetivo avaliar a efetividade da FBM no tratamento da APF associada ao uso de MIN tópico. Foram incluídas 9 participantes, com idades entre 30 e 50 anos, com diagnóstico de APF, graus 2 a 4 de acordo com a classificação clínica de Sinclair. As participantes foram instruídas a aplicar diariamente até o final do tratamento, uma dose total de 1 ml de MIN (7 jatos) no couro cabeludo limpo e seco, sobre a área de rarefação dos cabelos 2 vezes ao dia. No ambulatório, o couro cabeludo foi repartido na linha média e aleatoriamente um dos lados recebeu a FBM e o outro lado manteve apenas o tratamento domiciliar com MIN. Antes de iniciar o tratamento e ao final foram realizados o registro fotográfico na região frontal, fototricograma com contagem de folículos e aplicação de questionário de qualidade de vida (QV) para APF. Cinco participantes compareceram a 25 visitas para aplicação do laser de emissão vermelha (660 nm), 100 mW, em modo pontual com distância entre os pontos de 2 cm e energia por ponto de 4 J. As sessões foram realizadas 2 vezes por semana, com um intervalo mínimo de 48 h entre as sessões. Ambos os tratamentos foram eficazes em promover aumento da densidade capilar pós-tratamento. Houve uma diminuição de 80% nos itens da QV ligados a preocupação com a aparência capilar, porém o medo da persistência da queda reduziu apenas 40%. A análise realizada pelo fototricograma demonstrou que ambos os grupos promoveram maior quantidade, densidade, quantidade e porcentagem de fios em fase anágena após o tratamento. Com relação a porcentagem de fios na fase telógena, houve uma redução em ambos os grupos de forma semelhante, porém a quantidade de fios em fase telógena foi significativamente menor no grupo FBM associada ao MIN. Estes resultados sugerem que a FBM pode ser um coadjuvante ao MIN no tratamento de APF, principalmente para reduzir o número de fios na fase telógena.

  • IPEN-DOC 29322

    DURÃES, ANA R.C. . Desinfecção de ambulâncias utilizando radiação UVC / Disinfection of ambulances using UVC radiation . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 55 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: Ambulâncias, ou unidades móveis de saúde (UMS), são frequentemente contaminadas por agentes patogênicos derivados dos pacientes transportados. O procedimento atual de desinfecção das UMS é árduo e enfadonho, e poderia ser otimizado através de novas tecnologias como a luz ultravioleta (UVC). Embora o potencial germicida da luz UVC seja bem conhecido, só recentemente fontes de luz dedicadas foram desenvolvidas para descontaminação ambiental e de materiais. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é investigar se a luz UVC, acoplada no interior de uma UMS, por tempo determinado, é capaz de ser um adjuvante eficiente à desinfecção preconizada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Foram coletadas amostras de três unidades móveis de saúde que prestam atendimento no município de Guarulhos, sendo uma delas de suporte avançado. As amostras foram obtidas de 5 pontos específicos: banco lateral, cilindro de oxigênio, gaveta de medicamentos, maca e puxador. Após coleta, as amostras foram acondicionadas em meio de transporte Stuart, e semeadas em meio de cultura ágar BHI e Sabouraud acrescido de cloranfenicol, de forma a isolar o crescimento de bactérias e fungos, respectivamente. As placas foram observadas durante uma semana, e foi realizada a contagem de unidades formadoras de colônia. Adotou-se o método de escore para semiquantificar o crescimento de micro-organismos nas placas e os resultados foram apresentados por local de coleta, por UMS, e total, que permitiram observar a diminuição da contaminação de forma geral após a irradiação UVC, porém foram encontradas algumas discrepâncias, como em alguns pontos em que foram identificados o escore 5 em todas as fases do estudo e, para o ágar Sabouraud, foi observado o aumento da contaminação após a UVC. Foi possível concluir que a luz UVC funciona como um bom método adjuvante à higienização terminal, possibilitando que a limpeza terminal priorize a remoção de sujidades visíveis, deixando a cargo da UVC a descontaminação microbiológica da UMS.

  • IPEN-DOC 29254

    LEOCADIO, LEONARDO P. . Análise da escória da metalurgia da cassiterita para utilização como agregado miúdo para a produção de argamassas de blindagem de raios X e Gama / Analysis of cassiterite metallurgy slag for use as fine aggregate for the production of X and Gamma ray shielding mortars . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 63 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-151833

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

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

  • IPEN-DOC 29253

    ARAUJO, DANIELLE G. . Avaliação dos efeitos de pellets e polímeros, oxi-biodegradável e hidrossolúvel, em ambientes marinhos utilizando sedimento marcado e mexilhões da espécie Mytella charruana / Evaluation of the effects of pellets and biodegradable and water-soluble polymers in marine environments using spiked sediment and Mytella charruana mussels . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-150646

    Abstract: Os plásticos estão entre os principais resíduos sólidos encontrados no ambiente marinho e seu uso crescente, descarte não adequado e sua alta persistência a degradação, têm contribuído para o acúmulo deste detrito no meio ambiente, em especial nos oceanos. Os plásticos convencionais fabricados à base de petróleo ainda são os mais utilizados, apesar do grande avanço dos biodegradáveis. Os plásticos biodegradáveis podem diminuir o tempo de vida do material, no entanto, se descartado no ambiente natural, ainda não há dados suficientes sobre a capacidade de biodegradação. Os testes e métodos de biodegradabilidade no ambiente aquático, não consideram testes de toxicidade, nem os possíveis efeitos ecológicos do material e suas micropartículas produzidas pela fragmentação. Nos últimos anos, diferentes estudos vêm sendo realizados para identificar os efeitos negativos do plástico no ambiente marinho e compreender a dinâmica dos aditivos associados a esses materiais. Com base nos fatos acima o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos tóxicos de pellets e polímeros, biodegradáveis e solúveis em água sobre o mexilhão Mytella charruana. Os mexilhões foram expostos por 168 h em sedimentos marinhos com pellets plásticos de polipropileno (PP), polietileno (PE) e poliestireno (PS), uma mistura dos três pellets (PP, PE e PS) e polímeros plásticos, oxi-biodegradável e solúvel em água. A hemolinfa e as brânquias foram extraídas e analisadas após dois tempos de exposição, 24 horas e 168 horas, usando um conjunto de biomarcadores (GST, GPX, LPO, dano ao DNA, ChE e estabilidade da membrana lisossômica). Os resultados demonstraram respostas bioquímicas e fisiológicas em relação às enzimas antioxidantes de fase II, danos ao DNA e estabilidade da membrana lisossômica em mexilhões expostos aos pellets PP, PE e PS e no polímero hidrossolúvel em 24 horas. Análises químicas realizadas por fluorescência de raios-x por energia dispersiva (EDXRF) para identificação de aditivos químicos mostraram a presença de metais como: Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu e Zn nos pellets e polímeros.

    Palavras-Chave: molluscs; biological markers; marine disposal; sediment-water interfaces; environmental impacts; plastics; polymers; gas chromatography; mass spectroscopy; pyrolysis; comparative evaluations

  • IPEN-DOC 29252

    CHAMAS, CLAUDIA . Desenvolvimento e aplicação de governança de dados no Laboratório de Análise por Ativação Neutrônica (LAN) do Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares (IPEN/CNEN) : proposta do modelo estrutural de aplicação para e-Science / Development and application of data governance in the Laboratory of Analysis by Neutronic Activation of the Institute for Energy and Nuclear Research (IPEN/CNEN): proposal of good practices for e-Science . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 134 p. Orientador: Mário Olímpio de Menezes. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23122022-145543

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

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

  • IPEN-DOC 29251

    MARCHIOLI, CARLOS A. . Influência das velocidades das fases de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas de peças da liga de alumínio SAE 380 fundidas sob pressão / Influence of injection phases speeds on the microstructure and mechanical properties of aluminium alloy SAE 380 die-cast parts . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23122022-143704

    Abstract: As ligas utilizadas nesta pesquisa para fundição sob pressão são as de Al-Si, por apresentarem baixo ponto de fusão, dureza, alongamento e um limite de resistência alto, entre 200 a 300 MPa. O processo citado aplica uma alta velocidade de injeção do metal líquido, no molde, obtendo-se uma estrutura com grãos refinados e gerando diversos defeitos como microporosidade, junta fria e falha de enchimento, resultando em baixas propriedades mecânicas do produto. Esses defeitos surgem na deficiência no projeto do ferramental: molde de injeção, na definição dos cálculos e controle dos parâmetros de injeção. Esta dissertação tem como objetivo principal analisar a influência das velocidades da primeira e da segunda fase de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas dos corpos de prova normalizados na liga A380 para melhorar a qualidade dos produtos fundidos sob pressão. O desenvolvimento e a análise dos resultados das propriedades mecânicas da liga A380 basearam-se na obtenção de corpos de prova normatizados via máquina injetora de câmara fria. Os parâmetros de regulagem consideraram 03 variações de velocidades diferentes na 1ª fase:0,10m/s, 0,25m/s e 0,50m/s e da mesma forma, para a 2ª fase: 0,6m/s, 1,5m/s e 3,0m/s. A caracterização das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaios mecânicos de tração e de dureza. A análise dos resultados, foi realizada através da caracterização microestrutural por microscopia óptica para as variações de velocidades de fases. Os resultados preliminares do trabalho permitiram concluir que a velocidade de injeção não influencia nos limites de resistência, tanto na 1ª quanto na 2ª fase. Além disto, o nível de porosidades e descontinuidades e, portanto, a sanidade do produto altera em função das variações de velocidade, interferindo nos resultados do alongamento e do limite de escoamento dos produtos fundidos sob pressão.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; microstructure; mechanical properties; injection; casting; speed regulators; pressure control

  • IPEN-DOC 29250

    SILVA, ARACELI J. . Desenvolvimento de eletrocatalisadores baseados em paládio ou platina aplicados em reatores de eletrólitos poliméricos - tipo célula a combustível / Development of electrocatalysts based on palladium or platinum applied in polymeric electrolyte reactors - fuel cell type . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 82 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-23122022-142753

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

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

  • IPEN-DOC 29249

    SANTOS, CAMILA M.G. . Estudo do efeito do suporte em eletrocatalisadores baseados em páladio e cobre aplicados em reatores de eletrólito polimérico - tipo célula a combustível para co-geraçâo de energia e metanol a partir do metano / Study of the effect of the support on electrocatalizers based on paladium and copper applied in polymeric electrolyte reactors - fuel cell type for co-generation of energy and methanol from methane . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 81 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-09122022-093230

    Abstract: O metano é um dos principais gases estufa, advindo da ação antropogênica, para atenuar esse problema, transformá-lo em um insumo industrial pode ser de grande interesse. Para esse fim o catalisador PdCu preparado em diferentes composições foi aplicado como ânodo em um reator de eletrólito polimérico - tipo de célula de combustível para converter metano em produtos oxigenados e energia em condições amenas de temperatura e pressão. As curvas de polarização realizadas usando reator de eletrólito polimérico. As análises qualitativas do efluente do reator de eletrólito polimérico por FTIR identificaram produtos como íons metanol, carbonato e formiato a partir da oxidação parcial do metano para todos os materiais. Um método de PLC foi usado para quantificar este produto. Além disso, observou-se que à medida que o potencial elétrico do reator aumenta, a geração de produtos diminui. Os melhores resultados para conversão de metano em metanol e cogeração de energia foram obtidos a partir de Pd80Cu20/ATO devido aos melhores efeitos de ativação de H2O e sítio de adsorção para oxidação de CH4.

    Palavras-Chave: fuel cells; palladium alloys; electrocatalysts; liquefaction; chromatography; methane; methanol; infrared spectrometers; fourier transformation

  • IPEN-DOC 29248

    GALIA, MARCUS V.C. . Análise e impacto das matrizes de covariância de dados nucleares com efeitos de auto blindagem em parâmetros integrais de reatores nucleares / Analysis and impact of nuclear data covariance matrices with self shielding effects on integral parameters of nuclear reactors . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Adimir dos Santos. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-05122022-133837

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

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

  • IPEN-DOC 29247

    BENTO, RODRIGO T. . Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C para aplicações fotocatalíticas / Synthesis and characterization of nanocomposite TiO2/C films for photocatalytic applications . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 169 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-05122022-132636

    Abstract: O presente trabalho teve como objetivos a síntese, caracterização e avaliação do comportamento fotocatalítico de filmes de dióxido de titânio (TiO2) e filmes nanocompósitos heteroestruturados de TiO2/C. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel, depositados sobre substratos de vidro borossilicato, por meio da técnica de spray coating, e tratados termicamente em diferentes temperaturas. Grafite expandida, esfoliada em diferentes tempos pelo processo de esfoliação em fase líquida, foi utilizada como fonte de carbono. A descoloração do corante alaranjado de metila foi utilizada para investigar a atividade fotocatalítica dos filmes sob irradiação de luz ultravioleta e visível. A influência da temperatura de tratamento térmico, do teor de carbono e de agentes supressores na eficiência dos filmes também foi estudada. Todos os filmes exibiram a formação da fase anatase. A adição de carbono promoveu evidentes modificações morfológicas nos filmes híbridos que resultaram na melhora do seu desempenho. Os testes de remoção do corante indicaram que os filmes de TiO2 apresentam atividade fotocatalítica apenas sob radiação UV, com eficiência de 76,4 %. O filme híbrido de TiO2/10% de C, tratado termicamente a 450 ºC, exibiu o melhor comportamento fotocatalítico, com 79,5 % de remoção do corante sob luz visível. O mecanismo fotocatalítico dos filmes nanocompósitos foi proposto a partir dos resultados obtidos. A heterojunção TiO2/C formada apresenta um comportamento característico de heterojunções do tipo II. Tal efeito contribui para a ativação do fotocatalisador sob luz visível, o que favorece sua aplicação prática sob luz do Sol.

    Palavras-Chave: synthesis; nanocomposites; titanium oxides; films; photocatalysis; activity levels; sol-gel process; spray coating; heterojunctions; heat treatments

  • IPEN-DOC 29246

    PRIMO, CAMILA de O. . Estudos dosimétricos de fontes de iodo-125 com filmes radiocrômicos e método de Monte Carlo / Dosimetric studies of iodine-125 sources with radiochromic films and Monte Carlo method . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-05122022-123921

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

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

  • IPEN-DOC 29245

    BRANDAO, ULISSES . Projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas para reações heterogêneas gás-sólido em alta temperatura / Design and construction of a simplified microwave heating system for high temperature heterogeneous gas-solid reactions . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10112022-154045

    Abstract: O presente trabalho consistiu no projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas, destinado à avaliação de catalisadores suportados em materiais que sejam estáveis em temperaturas de 400 a 1.100 ºC e que sejam conversores desta radiação, na frequência de 2,45 GHz, em calor. Tais catalisadores são particularmente interessantes no processo de oligomerização de metano, que requer alta temperatura para sua funcionalização. A sua construção teve como base os modelos encontrados na literatura científica e simulações de funcionamento feitas em computador. Os ajustes e alterações foram feitos a partir dos testes realizados com vários materiais utilizados como suporte para catalisadores. Ao final chegou-se a uma configuração de equipamento cujos testes demonstraram que ele atende satisfatoriamente a seu propósito, tendo possibilitado a avaliação das propriedades de absorção e conversão de micro-ondas em calor de vários materiais, de forma controlada, em toda faixa de temperatura para o qual foi projetado.

    Palavras-Chave: microwave radiation; furnaces; resonant-ionization laser ion sources; methane; gas analysis; solids; heterogeneous catalysis; heating systems; design; temperature dependence; temperature control

  • IPEN-DOC 29244

    SANTOS, VINICIUS J. dos . Síntese e caracterização de hidrogéis de poli (n-vinil-2-pirrolidona) contendo nanoprata e argila laponite RD para modulação da liberação de neomicina / Synthesis and characterization of poly (n-vinyl-2-pyrrolidone) hydrogels containing nano silver and laponite RD clay for modulation of neomycin release . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Duclerc Fernandes Parra.

    Abstract: Os procedimentos médicos atuais exigem cada vez mais novos biomateriais. Nesse contexto os hidrogéis que já são biomateriais amplamente utilizados, tornam-se fundamentais para setores da saúde. O objetivo desse trabalho foi desenvolver um hidrogel com características de um curativo: biocompatibilidade, absorção de fluidos e atividade antimicrobiana. Hidrogéis são materiais compostos por cadeias poliméricas reticuladas e água. Existem diversas técnicas de reticulação de polímeros que podem ser utilizadas para a produção de hidrogéis. Nesse trabalho foi utilizada a reticulação via irradiação gama que além de formar ligações covalentes entre as cadeias poliméricas pode esterilizar o material tornando-o pronto para utilização em uma única etapa. Foram utilizados dois agentes antimicrobianos na obtenção dos hidrogéis: neomicina e nanoparticulas de prata. A neomicina é um antibiótico amplamente utilizado em tratamento de feridas e a nanopartícula de prata é um agente biocida historicamente conhecido que ainda não apresenta casos de resistência microbiológica. As nanopartículas de prata desse trabalho foram produzidas via irradiação gama sendo estabilizada com argila laponite, método que se mostrou muito eficiente quanto ao rendimento, estabilidade e tamanho de partícula. Também foi estudado a influência da argila laponite nas propriedades físico-químicas dos hidrogéis de PVP, PEG e ágar reticulados por irradiação gama, onde foi evidenciado uma influência significativa da laponite na estrutura do retículo e em suas características. Os hidrogéis que continham neomicina e nanopartículas de prata apresentaram ação tanto bactericida quanto fungicida mostrando que esse material tem um amplo espectro de ação, além de não apresentarem citotoxicidade.

    Palavras-Chave: synthesis; polyvinyls; pyrrolidones; hydrogels; silver; nanomaterials; clays; neomycin; antibiotics; antimitotic drugs; gamma radiation; ultraviolet spectrometers; site characterization

  • IPEN-DOC 29243

    FREIRE, RENAN P. . Bioquímica estrutural da tireotrofina de Arapaima gigas e sua expressão em células de mamífero / Structural biochemistry of Arapaima gigas thyrotropin and its expression in mammalian cells . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 133 p. Orientador: Carlos Roberto Jorge Soares. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-08112022-105344

    Abstract: Introdução: O Pirarucu (Arapaima gigas) é uma espécie de peixe nativa da bacia amazônica que pode alcançar até 200 kg e dois metros de comprimento. Alvo de pesca predatória e modificações ambientais, especialmente político-econômicas, já se nota um relativo declínio da população local e, segundo órgãos fiscalizadores, a espécie está em possível risco de extinção. Há ainda uma dificuldade no manejo em cativeiro, visto sua gama de necessidades nutricionais e comportamentos que ainda são investigados. A tireotrofina (TSH) atua no controle da reprodução em diferentes espécies de peixes. E do ponto de vista ecológico tem sua expressão modificada quando em contato com substâncias poluentes, como metais pesados e agrotóxicos. O TSH é uma glicoproteína de peso molecular variando de 24-28 kDa formada pela ligação não-covalente de duas subunidades alfa e beta, sendo a alfa comum para outros hormônios glicoproteicos, como o FSH, LH e CG. Sua função é bem estabelecida, participando diretamente na síntese dos hormônios tireoidianos (HTs) que atuam no desenvolvimento embrionário, modulação da atividade cerebral, gonadal, hepática, entre outros. Objetivos: Obter a subunidade beta do TSH de Arapaima gigas, caracterizar sua estrutura in silico e expressar em células de mamífero. Metodologia: Foram utilizadas metodologias de identificação genômica da subunidade beta in silico e construção da estrutura do heterodímero com técnicas de inteligência artificial. Aplicou-se duas ferramentas de predição: gênica (Gnomon) e estrutural (Alphafold), como também se realizou in silico estudos sobre distância evolutiva, dinâmica molecular e propriedades físico-químicas. As informações recuperadas das predições foram em parte confirmadas com PCR de hipófises retiradas de Pirarucus e a expressão de agTSH em células de mamífero HEK293F. Resultados: A similaridade da cadeia beta variou de 40,10-81,60% entre 39 espécies alinhadas com a sequência obtida. São 146 aminoácidos com 12 cisteínas (que formam seis pontes dissulfeto) e um único sítio de N-glicosilação conservados. A árvore filogenética construída indica maior grau de parentesco com a ordem elopiformes e clupeiformes. A estrutura do heterodímero é majoritariamente polar, com predominância de folhas-beta na sua estrutura secundária, sendo uma citocina com nó de cistina (CATH 2.10.90.10). Os estudos de dinâmica molecular da interação do TSH com receptor do seu ancestral comum, Aruanã-dourado (S. formosus), ambos resolvidos por Alphafold, apontam valores comparáveis ao modelo humano, com diferença de valores relacionados a energia de ligação (ΔG) entre 1,50-8,64%, indicando um caminho para estudos in vitro e in vivo. Sua expressão, feita de maneira transiente, obteve rendimento de agTSH 25 mg/L, similar a trabalho anterior com agFSH 28 mg/L, quantificados através de técnicas cromatográficas no meio condicionado. Conclusões: A região codificante e 3' não traduzida da subunidade beta foi identificada e utilizada juntamente com a subunidade alfa para a produção de agTSH em células HEK293. A metodologia utilizada poderá ser aplicada para que novas proteínas da espécie sejam descritas. Muito embora ainda requeria otimização para aumento da expressão, este trabalho contribuirá para que futuros estudos explorem sua atividade biológica, investigando a eficiência quanto à reprodução e melhoria da capacidade reprodutiva em cativeiro do pirarucu.

    Palavras-Chave: pituitary hormones; organic compounds; tsh; fishes; mammals; thyroid hormones; endocrine glands; disturbances; amazon river; biochemistry; structural models; polymerase chain reaction; rna polymerases; artificial intelligence; expert systems; detection

  • IPEN-DOC 29242

    MERGULHAO, MARCELLO V. . Fusão em leito de pó a laser da liga de Co-Cr-Mo: propriedades mecânicas e microestrutura após tratamentos térmicos / Laser powder bed fusion of Co-Cr-Mo alloy: mechanical properties and microstructure after heat treatment . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 154 p. Orientador: Maurício David Martins das Neves. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-08112022-104308

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

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

  • IPEN-DOC 29241

    ANGELOCCI, LUCAS V. . Caracterização dosimétrica de uma nova fonte oftálmica de Irídio-192 usando métodos experimentais e simulações de Monte Carlo / Dosimetric characterization of an ophthalmic Iridium-192 source using experimental methods and Monte Carlo simulation . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 180 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-07112022-165046

    Abstract: Aplicadores contendo sementes com núcleos radioativos são utilizados na braquiterapia oftálmica, para tratamento de câncer ocular, em um processo cirúrgico onde são suturados ao globo ocular do paciente por certo período de tempo, planejado para entregar a dose determinada ao alvo. Um novo modelo de semente para uso em braquiterapia oftálmica de produção nacional foi desenvolvido no Laboratório de Produção de Fontes para Radioterapia do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, de forma que o custo final da semente será menor do que o custo de importação de um modelo internacional, ampliando sua possibilidade de uso. Para que a semente possa ser usada de forma segura na prática clínica, foi realizada uma caracterização dosimétrica da mesma seguindo os protocolos do Task Group 43 da American Association of Physicists in Medicine. Neste trabalho o cálculo dosimétrico foi realizado por três vias diferentes: dosimetria termoluminescente, com filmes radiocrômicos, e por simulações de Monte Carlo; comparando-as para validar os resultados, que se mostraram compatíveis para a maioria dos pontos analisados. Também foram realizadas análises para além daquelas propostas pelo protocolo, como comparações com outras fontes comerciais, avaliação do efeito no perfil de dose da variação de parâmetros de produção da fonte, e estimativas de dose no olho humano. Seus resultados foram discutidos com base na aplicação clínica pretendida, embasando com dados a discussão a respeito do Irídio-192 ser utilizado de forma viável e segura como radioisótopo para o tratamento em braquiterapia oftálmica.

    Palavras-Chave: brachytherapy; iridium 192; monte carlo method; calculation methods; neutron transport theory; radiation doses; dose rates; dose equivalents; radiation dose ranges; thermoluminescent dosemeters; eyes; phase space; coordinated research programs; specifications; standards

  • IPEN-DOC 29240

    CARVALHO, LUCAS A. . Preparação e caracterização do condutor iônico à base de La-Sr-Ga-O / Preparation and characterization of the ionic conductor based on La-Sr-Ga-O . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 104 p. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-163011

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

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

  • IPEN-DOC 29239

    SUZART, KAROLINE F. . Desenvolvimento e caracterização do cristal Csl:TI para uso como detector de radiação / Development and characterization of the CsI:Tl crystal for use as a radiation detector . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-161903

    Abstract: Materiais cintiladores têm como característica a emissão de fótons de luz visível ou ultravioleta quando expostos a radiação ionizante, absorvendo parcialmente ou totalmente a radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver cristais cintiladores inorgânicos em matriz de iodeto de césio utilizando íons de tálio (Tl+) como elemento dopante com concentração de 10-3 M. Foi crescido um cristal CsI puro para fins de comparação. Os cristais foram obtidos por meio da técnica de Bridgman. Foi utilizada a técnica do refino zonal a fim de reduzir as impurezas encontradas no sal de iodeto de césio, obtendo um material o mais puro possível. Obteve-se resultados satisfatórios com a purificação do material e com a produção dos cristais cintiladores. Para detectar tais impurezas e observar a diminuição das mesmas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão óptica por plasma (ICP-OES), em dez partes do lingote, após o refino zonal. Os cristais CsI:Tl foram submetidos à caracterização físico-quimica, tal como: difratometria de raios X para confirmação da rede cristalina, transmitância dos cristais puro e dopados com tálio, emissão de luminescência com pico de emissão máxima em 520 nm devido a presença do tálio, distribuição da concentração de Tl ao longo do cristal e microscopia óptica para comparar a superfície do cristal sem polimento e com polimento. Para avaliar a resposta dos cristais cintiladores quanto às suas características detectoras, foram realizados experimentos utilizando fontes radioativas seladas, a saber: 133Ba (80 keV, 355 keV ), 60Co (1173 keV, 1333 keV), 22Na (511 keV, 1275 keV), 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Foram utilizados como fotosensores uma fotomultiplicadora (ET Enterprise, Modelo 9924SB, Inglaterra) e fotodiodo tipo PIN. Os cristais CsI:Tl apresentaram resposta à radiação com espectros de emissão característicos para cada tipo de fonte.

    Palavras-Chave: crystal counters; crystal growth methods; refining; polycrystalline; bridgman method; bulk semiconductor detectors; radiation detectors; dosemeters; process development units; plasma technology; site characterization

  • IPEN-DOC 29238

    PRADO, FELIPE M. . Laser chaveado bombeado por diodos tipo "stack" para aplicações em monitoração ambiental LIDAR / Q-switched laser pumped by diode stack for applications in environmental monitoring LIDAR . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 61 p. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-160209

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

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

  • IPEN-DOC 29237

    PEREIRA, DAISA de L. . Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG / Optical characterization of irradiated dental hard tissues with Nd:YAG lasers . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 122 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124

    Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

    Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

  • IPEN-DOC 29236

    OTERO, ANDRE G.L. . Aplicação de redes neurais profundas na caracterização de rejeitos radioativos / Application of deep neural networks in nuclear waste characterization . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 100 p. Orientador: Júlio Takehiro Marumo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-153207

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

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

  • IPEN-DOC 29235

    SANTOS, WAGNER I.A. dos . Estudo de tratamentos superficiais à base de cério e moléculas de glicol para resistência à corrosão da liga AA 2024-t3 clad / Study of surface treatments on cerium and glycol molecules for corrosion resistance of aluminum alloy AA2024-T3 clad . 2016. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 158 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-19102022-171245

    Abstract: Neste trabalho foram propostos tratamentos de superfície para proteção contra a corrosão do alumínio AA1230, material utilizado como revestimento (clad) da liga de alumínio AA2024, e as superfícies pós-tratamentos foram caracterizadas quimicamente, morfologicamente e eletroquimicamente. Os tratamentos tinham como meta serem de fácil aplicação, baixo custo, resistentes à corrosão e ambientalmente amigáveis. Os tratamentos pré-selecionados consistiram em imersão em soluções aquosas, seja com cério ou com moléculas de glicol, ou mesmo em etapas sequenciais, cada uma envolvendo um dos dois tipos de compostos, em temperaturas moderadas, seja a 70 ºC ou solução em ebulição. Após seleção dos tratamentos com potencialidade para aplicação, as superfícies com os tratamentos selecionados foram caracterizadas. A morfologia da superfície pós-tratamentos foi caracterizada por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A composição química foi analisada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS). A caracterização da resistência à corrosão das superfícies com os tratamentos selecionados foi realizada por espectroscopia de impedância eletroquímica. Além disso, a resistência à corrosão da liga AA1230 pós-tratamentos foi também investigada por ensaios de névoa salina. Foi observada nas superfícies tratadas em soluções contendo íons de cério a presença de precipitados contendo cério. O tratamento em solução contendo íons de cério mostrou ser altamente benéfico para a resistência à corrosão do alumínio indicando a formação de produtos de corrosão protetores sobre as partículas intermetálicas ricas em ferro após o início da corrosão localizada. O tratamento em solução contendo moléculas de glicol resultou na formação de um filme híbrido orgânico-inorgânico que ofereceu alta proteção à corrosão do substrato metálico. Foi testado então um tratamento em duas etapas, primeiramente em solução com íons de cério e, em sequência, tratamento em solução com moléculas de glicol. O tratamento em duas etapas foi o que resultou em maior resistência à corrosão do substrato (AA1230) entre os testados. A incorporação de cério na camada de boemita (boemita dopada com cério) causou a modificação da morfologia desta e os íons de cério ao serem liberados desta camada e se precipitarem nas áreas catódicas após início do processo corrosivo, ofereceram uma reserva de proteção à corrosão para a superfície tratada. O tratamento em solução contendo propileno glicol resultou na formação de um produto híbrido sobre a superfície do alumínio 1230 que conferiu proteção adicional à superfície. Os tratamentos em duas etapas mostraram alta potencialidade para substituir os tratamentos de cromatos, sendo de facial aplicação, baixo custo, alta resistência à corrosão, além de não gerarem produtos tóxicos para o meio ambiente.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; surface treatments; chromium; coatings; corrosion protection; cerium; glycols; electrochemical coating; electric impedance

  • IPEN-DOC 29234

    BASTOS, VANDERLEI M. . O clinching e a solda a ponto em aço avançado bifásico de 1,3 GPa de resistência mecânica / Clinching and spot welding in 1.3 GPa advanced dual phase steel . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 66 p. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-170258

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

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

  • IPEN-DOC 29233

    SILVA, THIAGO P. da . Análise probabilística de segurança de eventos externos para um reator nuclear em fase de projeto no interior do Estado de São Paulo / External event probabilistic assessment for a nuclear reactor in design phase to be located in the interior of the State of São Paulo . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 167 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-165409

    Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia para a implantação de uma análise probabilística de segurança (APS) de nível 1 para eventos externos. Além disso, tem como objetivo aplicar esta metodologia à análise de um reator nuclear em fase de projeto, localizado no interior do Estado de São Paulo. Dentre as motivações deste trabalho, é necessário destacar a busca por uma abordagem abrangente e estruturada para identificar perigos externos únicos e combinados e selecionar possíveis cenários acidentais decorrentes de eventos iniciadores gerados por estes perigos. O processo de revisão bibliográfica e normativa possibilitou a formulação de uma metodologia alinhada às principais referências elaboradas pela IAEA, U.S.NRC, EPRI, entre outras organizações internacionais. Consequentemente, a metodologia foi delineada de forma a ser desenvolvida por meio de etapas consecutivas, considerando sua aplicação gradativa no que diz respeito à APS de eventos externos ao longo da vida útil do reator. O estudo de caso permitiu demonstrar a aplicação da metodologia até a etapa de seleção de perigos externos únicos. Assim, a aplicação para um reator nuclear experimental em fase de projeto é apresentada, demonstrando que é possível reduzir, de forma justificada e rastreável, o número de perigos externos a serem considerados nas etapas posteriores da APS de eventos externos.

    Palavras-Chave: rmb reactor; pwr type reactors; nuclear power plant; probabilistic estimation; risk assessment; damage; nuclear cores; design; planning

  • IPEN-DOC 29232

    FARIA, TAMIRES M. . Produção de biogás a partir do caldo de cana-de-açúcar "in natura" e deteriorado utilizando como pré-tratamento o feixe de elétrons / Biogas production from "in natura" and deteriorated sugarcane juice using the electron beam as pre-treatment . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 58 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-163530

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

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

  • IPEN-DOC 29231

    SILVA, MARCELO L. da . Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular / Influence of chemical composition and heat treatment of austempering on microstructure and mechanical properties of nodular cast iron . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Antonio Augusto Couto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-19102022-154809

    Abstract: Neste trabalho foi analisado o comportamento do ferro fundido nodular austemperado (Austempered Ductile Iron - ADI) quando submetido a esforços mecânicos, considerando variações de composição química e três diferentes temperaturas de tratamento térmico de austêmpera. O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento mecânico do ferro fundido nodular nas condições de processo estudadas e obter correlações entre a microestrutura e as propriedades mecânicas. Para esse desenvolvimento foram realizadas três corridas de ferro fundido nodular com variações de composição química, considerando como base a Liga FE 70002. O teor de cromo no ferro fundido será mantido em 0,5% nas três composições e variações de níquel de 0 % a 2,0 %. As temperaturas de tratamento térmico utilizadas foram 900 ºC para austenitização e 310 ºC, 290 ºC e 260ºC para austêmpera, de acordo com os procedimentos industriais aplicados na produção em larga escala. A análise das amostras obtidas nas três corridas apresentou composição química compatível com a matriz metálica desejada, com microestrutura composta basicamente por nódulos de grafita, perlita e carbonetos. As análises apontam um aumento gradual significativo dos valores de dureza com o aumento do teor de níquel, associados as variações de temperatura dos ciclos térmicos de austêmpera. Esse aumento gradual foi decorrente da formação de carbonetos em áreas de segregação intercelular dispersos na matriz metálica das amostras com 2% Ni antes e após a austêmpera, não apresentados nas amostras sem níquel e com 1% Ni no estado bruto de fusão. Os valores correspondentes a tenacidade e a resistência à tração permaneceram ligeiramente superiores nas amostras com 1% Ni se comparado aos corpos de prova sem adição de níquel e com 2% Ni. Contudo, os corpos de prova com 2% Ni apresentaram resistência mecânica ao impacto superior às demais quando analisadas individualmente, em função dos ciclos térmicos aplicados. Outro aspecto relevante é a sanidade dos nódulos de grafita quanto ao seu tamanho, formato e quantidade. O ferro fundido com 2% Ni apresentou maior degeneração dos nódulos de grafita e menor nodularidade, desta maneira contribuindo para perda de propriedades mecânicas.

    Palavras-Chave: heat treatments; bainite; austenite; martensitic steels; iron alloys; chemical composition; microstructure; mechanical properties; cast iron

  • IPEN-DOC 29230

    FREITAS NETO, LUIZ G. de . Concepção de núcleo de reator de sal fundido de tório para propulsão naval / Thorium molten salt reactor core design for naval propulsion . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 154 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. Coorientador: Adimir dos Santos. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-19102022-153721

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

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

  • IPEN-DOC 29229

    ASSEMANY, LADYJANE P.F. . Desenvolvimento de um objeto simulador de maxila e mandíbula infantis utilizando impressão 3D para dosimetria em tomografia computadorizada de feixe cônico / Development of a simulating object of children's maxilla and mandible using 3D printing for dosimetry in cone beam computed tomography . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 92 p. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-19102022-152603

    Abstract: A possibilidade de visualizar estruturas sobrepostas por meio da Tomografia Computadorizada de Feixe Cônico (TCFC), fez com que essa modalidade de diagnóstico por imagem se tornasse uma das mais utilizadas em alguns procedimentos odontológicos. Diferente da radiografia convencional onde a imagem reproduzida é plana, a TCFC destaca relações estruturais em profundidade, permitindo a visualização de possíveis irregularidades ou anomalias. O estudo da dose de radiação empregada nos exames de TCFC, é importante não só para o estabelecimento de níveis de referência, como também, para avaliar a probabilidade de ocorrência de efeitos estocásticos, principalmente em pacientes pediátricos. A utilização da manufatura aditiva ou impressão 3D na área da saúde, tornou possível a reprodução de peças anatômicas para diversas aplicações, tais como: próteses e simuladores antropomórficos. Na área de dosimetria das radiações ionizantes, o simulador ou Phantom, é composto por materiais que reproduzem as características de absorção e espalhamento da radiação pelo corpo ou parte do corpo humano. Utilizando filamento à base de Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) e Sulfato de Bário, que tem equivalência ao tecido ósseo, foi impressa uma peça de maxila e mandíbula para compor um simulador pediátrico, preenchido com água que é equivalente aos tecidos moles, para aplicação em dosimetria em TCFC. As variações do valor de referência e do Kerma no volume e no centro do simulador foram entre 10% e 15%. Considerando o limite da variação de dose sugerido pela legislação nacional, que não deve ser superior a ± 20% do valor de referência, os resultados foram satisfatórios. A diferença nos parâmetros e geometria de aquisição de imagens entre as modalidades de exames com TCFC e Radiografia Panorâmica, reforçam a necessidade de se aplicar o princípio da justificativa, se tratando principalmente da proteção a pacientes pediátricos.

    Palavras-Chave: biomedical radiography; computerized tomography; biological models; phantoms; acrylonitrile; three-dimensional calculations; dentistry; diagnosis; image processing; jaw; low dose irradiation; radiation doses; dosimetry; teeth; pediatrics; patients

  • IPEN-DOC 29228

    LINO, JULIANA dos S. . Desenvolvimento de um índice de sustentabilidade ambiental para análise e classificação de áreas contaminadas / Development of an environmental sustainability index for analysis and classification of contaminated land . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 221 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-18102022-172133

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

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

  • IPEN-DOC 29227

    NASCIMENTO, GABRIEL G. do . Implementação da grandeza Hp(0,07) na dosimetria individual de extremidade utilizando o dosímetro de anel do IPEN contendo detectores de LiF:Mg,Ti / Implementation of the quantity Hp(0.07) in individual extremity dosimetry using the IPEN ring dosimeter containing LiF:Mg,Ti detectors . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 74 p. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18102022-165958

    Abstract: A dosimetria das radiações possui a finalidade de quantificar a dose recebida pelo indivíduo ocupacionalmente exposto. O dispositivo utilizado nesse processo se chama dosímetro, o dosímetro pode ser utilizado em diferentes situações, por exemplo, o dosímetro utilizado para quantificar a dose recebida nos dedos é o dosímetro no modelo anel, para extremidade, o qual será o foco neste trabalho. Para que um dosímetro possa ser utilizado em sua respectiva rotina, ele deve apresentar resultados dentro de alguns limites pré-estabelecidos em normas de referência. No Brasil ainda não temos normas voltadas para a calibração de dosímetros de extremidade, portanto, neste trabalho, foram utilizadas as recomendações do CASEC, adaptadas para a dosimetria de extremidade. O Objetivo deste trabalho é caracterizar e calibrar os dosímetros de extremidade do IPEN no modelo anel utilizando a grandeza Hp(0,07), para aplicação na rotina de monitoração individual. Para esse propósito, foram realizados os ensaios de homogeneidade do lote, reprodutibilidade, limite inferior de detecção, linearidade, dependência energética e dependência angular. Para calibração dos dosímetros termoluminescentes de LiF:Mg,Ti foi utilizado um rod phantom. O rod phantom possui a função de simular a região de interesse, no caso deste trabalho, os dedos. Os dosímetros foram irradiados na grandeza Hp(0,07), com as doses e energias recomendados pelas normas do CASEC.

    Palavras-Chave: dosimetry; thermoluminescent dosemeters; lithium fluorides; radiation doses; concentration ratio; radiation monitoring; phantoms; regulating rods; occupational exposure

  • IPEN-DOC 29226

    MELO, FERNANDO B. de . Viabilidade de implementação de Iniciação Científica Júnior no IPEN / Feasibility of implementation of the Scientific Mentoring Program for High School at IPEN . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Roberto Vicente. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-18102022-163446

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

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

  • IPEN-DOC 29225

    CORREIA, CAIO S. de C. . Avaliação da influência climática no balanço de N2O na Amazônia / Evaluation of climatic influence over Amazon N2O balance . 2020. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 117 p. Orientador: Luciana Vanni Gatti. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-27092022-150615

    Abstract: O óxido nitroso (N2O) é o terceiro gás de efeito estufa natural mais importante no planeta Terra, suas emissões são provenientes, principalmente, da atividade bacteriana nos solos em processos de nitrificação e desnitrificação. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar a contribuição da Amazônia nas emissões de N2O nos anos de 2010 a 2018. A quantificação do N2O foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical da superfície até 4,4 km de altitude, em quatro locais, posicionados de tal forma na Amazônia, que tornasse possível um estudo que a representasse regionalmente. As amostras são quantificadas em laboratório em um sistema de alta precisão e acurácia. O fluxo de N2O foi estimado utilizando-se o método de integração de coluna, que consiste na subtração da concentração deste gás no perfil vertical concentração de N2O nas massas de ar que entram no continente (BKG), considerando o tempo que as massas de ar levaram da costa brasileira até o local de coleta. Desenvolveu-se um novo método de determinação das BKG. Foi determinada a emissão de N2O pela queima de biomassa, utilizando a razão CO:N2O, determinada nos perfis amostrados que apresentaram comportamento de emissão de ambos os gases. Os fluxos foram comparados com parâmetros climatológicos e queima de biomassa para serem melhor interpretados. A região tem um comportamento emissor como um todo, lançando para a atmosfera 2,43 ± 0,88 TgN2O ano-1, em média neste período estudado. As fontes Biogênicas representam 81% da emissão total da Amazônia, apresentando uma emissão de 1,95± 0,75 TgN2O ano-1 e as emissões oriundas da queima de biomassa representam 19% da emissão total com 0,47±0,13 TgN2O ano-1.

    Palavras-Chave: greenhouse gases; greenhouse effect; nitrous oxide; emissions tax; absorption; bacterial spores; biomass; burnup; sample preparation; chemical analysis; chromatography; atmospheric circulation; air pollution monitoring; climatic change

  • IPEN-DOC 29224

    ARAUJO, MARIANA S. de . 45S5 Bioglass®-based compositions containing alumina and strontium / Composições à base de Biovidro®45S5 contendo alumina e estrôncio . 2021. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-12092022-114551

    Observação: Há arquivos retidos devido a solicitação (publicação de dados, patentes ou diretos autorais). Data de Liberação: 28/01/2023.

    Abstract: Bioactive glasses are one of the pioneering material for biomedical applications and have been widely used for orthopedic and dental implant surfaces. However, their limited mechanical strength, low toughness, and wear resistance, as well as a high tendency to crystallize, have prevented their use as load bearing devices or that need to undergo thermal treatment during its production. In view of reduce its drawbacks the present research exposes the influence of 2 mol% of Al2O3 and 2 mol% SrO in 45S5 Bioglass®-based compositions. Four compositions were produced to elucidate the difference in how both oxides, separately and their synergy when together, affected the structure, thermal, bioactivity and mechanical behavior. Changes of medium-range structures were characterized by Qn distribution of Raman spectroscopy and evaluation of 31P, 27Al, 23Na and 29Si environment obtained by Magic angle spinning nuclear magnetic resonance (MAS-NMR). Despite Qn distribution was predominantly Q2 in all samples the composition criteria used enabled improved processing and stabilibity characteristics. The addition of Al2O3 and SrO promoted larger sinterability parameter (Sc) which indicates better sintering behavior, the glass stability against crystallization doubled (KH) compared to 45S5 and the processing window enlarged from 106 to 171. Fourier transform infrared (FTIR) analysis after in vitro bioactivity test indicates that 480 min of soaking in simulated body fluid (SBF) solution was sufficient for reconfiguration of the pre-existent features favoring the appearance of phosphate and carbonate phases. Scanning electron microscope (SEM) images and energy-dispersive X-ray (EDX) provided information upon the layers formed rich in calcium and phosphorous and silanol groups. The changes made in composition did not affect the reactivity but caused a decrease in maxima of pH. After overnight incubation, the minimum inhibitory concentration (MIC) was between 4 and 8 and minimum bactericidal concentration (MBC) was 8 ppm. The results suggested that both the different pH and rate of degradation may be the reason for the different antibacterial behavior of the samples. Moreover, all the compositions studied were considered non-cytotoxic by the neutral red uptake methodology. Considering changes in mechanical behavior the bending strength increased by 60% and toughness doubled. On the other hand, the wear resistance obtained against steel was found to be three times higher than 45S5. For the aforementioned reasons, the use of these new bioactive glasses might be a promising solution for the reconstruction of bone defects, as well as for the treatment and eradication of bone infections.

    Palavras-Chave: biological materials; glass; ceramics; composite materials; pharmacology; bioassay; in vitro; aluminium oxides; strontium oxides; apatites; calcium phosphates; fourier transform spectrometers; nuclear magnetic resonance; nmr spectrometers; raman spectroscopy; solid state physics

  • IPEN-DOC 29223

    CASTRO, PEDRO A.A. de . Chemometrics of biological tissues using infrared spectroscopy / Quimiometria de tecidos biológicos usando espectroscopia no infravermelho . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12092022-112422

    Abstract: Vibrational spectroscopy techniques have been considered for the diagnosis of diseases. In particular, Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR) is an optical method widely adopted in biomedical research. This is because FTIR images allow the collection of various molecular information enabling a correlation between spectral characteristics and structural changes. Incorporating qualitative and quantitative aspects is essential to implementing a chemometric procedure that transcribes spectral variance into meaningful information. In the case of burns, the degree of tissue damage will strongly depend on several factors, such as severity, depth, and size, which influence the healing process. Laser scar treatment has been used for decades for post-healing remodeling. However, conventional laser techniques may not wholly normalize mature scar tissue, and a preventive approach to laser exposure during wound healing has emerged. Early intervention has already been investigated in several clinical studies, but there is no consensus. Therefore, the objectives of this study were; to investigate FTIR in biological tissue analysis to provide better chemometric strategies; to study the feasibility of FTIR to establish a profile of the skin and bone tissue, and to evaluate the effect of laser on wound healing and the development of a new chemometric methodology for automatic digital dewaxing. To this end, thermal injuries were performed on the back of Wistar rats by applying water vapor at 90ºC for 12s. Subsequently, on day three post-burn, laser irradiation was performed. In the laser procedure, 3 protocols were adopted: 1) Er:glass (SellasEvo®) with 3025FPA, 100mJ, 3s; 2) LLT with red laser with = 660nm, power 40mW; 3) Combination of the two lasers with the previous parameters. Then, a histological and chemometric analysis was performed. For the chemometric evaluation of the data, an analysis protocol was developed based on a pre-processing using OCTAVVS followed by implementing a baseline, threshold, and application of PCA. From that point, the images are classified, they can be normalized and go through the Fuzzy C-means (FCM) technique to determine the spectral differences. All-laser groups demonstrate a shrinkage of the wound region in the histopathological findings. Er:Glass, showed a smaller retraction area and less epithelium recovery. The PBM group has a dense crust. Both treatments demonstrate intense shrinkage and more consistent recovery of the epidermis. In the FCM, three trends occur 1) in the range of 900-950 cm-1 it has a significantly reduced amplitude in the control group; 2) in the range of 1200-1250 cm-1 the control group has a similar amplitude demonstrating bands of sensitive markers; and 3) the amide regions provide various spectral markers. The control group, as expected, remains with minimal changes in this FTIR region. On the other hand, in the PBM group, there is a shift from 1660 to 1679 cm-1, which may correspond to changes in the molecular structure of a protein in the context of type I collagen. FTIR is a valuable alternative for tissue research on a biochemical level through fingerprints that can be translated into morphological features.

    Palavras-Chave: infrared spectra; absorption spectroscopy; chemical engineering; multivariate statistics; applied mathematics; computer science; biological materials; animal tissues; plant tissues

  • IPEN-DOC 29222

    SILVA, LUIS M.G. da . Conversão de metano em metanol usando complexos moleculares de metais de transição em um reator de eletrólito polimérico tipo célula a combustível / Conversion of methane to methanol using molecular transition metal complexes in a fuel cell polymeric electrolyte reactor . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 104 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-12092022-110803

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

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

  • IPEN-DOC 29221

    SILVA, JOSE T. da . Distribuição e comparação por Método de Monte Carlo da dose de fósforo-32 em placas poliméricas para tratamento de câncer paraespinhal e intracranial / Distribution and comparison by Monte Carlo Method of phosphorus-32 dose in polymeric plaques for the treatment of paraspinal and intracranial cancer . 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 64 p. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-09092022-155409

    Abstract: O Sistema Nervoso Central (SNC) é formado pelo cérebro e a medula espinhal, sendo que o câncer do SNC se origina na região paraespinhal e intracranial. Esse tipo de câncer acometeu, no ano de 2020, 308.102 indivíduos, dos quais 251.329 vieram a óbito em todo o mundo. Esse alto número de óbitos nos mostra como o câncer do SNC contribui de maneira significativa para a mortalidade global. O tratamento do câncer do SNC é realizado de maneira combinada entre: radioterapia (teleterapia e braquiterapia), cirurgia e quimioterapia. Os tumores na região intracranial e paraespinhal são difíceis de serem tratados devido a sua proximidade com o cérebro e a medula espinhal. Placas poliméricas flexíveis de 32P são usadas na braquiterapia como suporte no tratamento paliativo ou no pós-operatório para esse tipo de câncer. As placas são seguras e viáveis, oferecem um tratamento imediato e a sua aplicação direta no tumor minimiza lesão na medula espinhal e cerebral. Devido a curta penetração das partículas betas, o uso do 32P se mostrou viável, pois as doses entregues em regiões tumorais não atingem regiões críticas da medula espinhal e cerebral. Este trabalho apresenta estudos para desenvolver a produção nacional de placas poliméricas de 32P. Para a fabricação da placa utilizou-se a resina epóxi e foram testados dois moldes, silicone e teflon, sendo que o último teve melhor desempenho, resultando em uma placa de espessura média 0,386 ± 0,0005 (mm). A distribuição de dose da placa de 32P foi analisada com filme radiocrômico EBT3 e comparada com simulação por Método de Monte Carlo. A taxa de dose medida na parte experimental e na simulação por Método de Monte Carlo concordaram no valor de 0,04 cGy/s, e assim, os estudos podem ser prosseguidos para dar continuidade no desenvolvimento de fonte radioativa para tratamento por braquiiterapia do câncer paraespinhal e intracranial.

    Palavras-Chave: brachytherapy; phosphorus 32; polymerase; radiation dose distributions; effective radiation doses; comparative evaluations; monte carlo method; statistics; neoplasms; central nervous system

  • IPEN-DOC 29220

    PEREIRA, CONRADO de V. . Síntese e caracterização de eletrocatalizadores de PtSb/C pelo método de redução via borohidreto de sódio para oxidação direta de etanol e glicerol em meio alcalino / Synthesis and characterization of PtSb/C electrocatalysts by sodium borohydride reduction method for direct ethanol and glycerol oxidation in alkaline medium . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 107 p. Orientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-09092022-152218

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

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

  • IPEN-DOC 29219

    SOAVE, AUGUSTO . Sobre o dimensionamento de uniões flangeadas retangulares parafusadas com face inteira (full face) / On the design of full-face rectangular bolted flanged joints . 2022. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 159 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-09092022-151223

    Abstract: As uniões flangeadas parafusadas retangulares são amplamente utilizadas na indústria, porém ainda apresentam escassez de procedimentos para seu dimensionamento, não constando nenhuma metodologia totalmente incluída nos principais códigos de projeto de vasos de pressão, com maior escassez ainda ao se tratar de uniões de face inteira. Levando isso em conta e constatando problemas de vazamento nesse tipo de união, o trabalho propõe uma melhoria dos procedimentos analíticos existentes para dimensionamento de uniões flangeadas retangulares de face inteira, tendo o procedimento proposto duas principais alterações com relação as metodologias existentes: a modificação da área de assentamento da junta e a inclusão de um fator de distribuição linear da tensão de compressão na junta ao longo da face do flange. O procedimento proposto foi então aplicado ao flange retangular de um condensador de superfície, utilizando duas opções de juntas: uma junta em papelão hidráulico e uma junta elastomérica NBR. Para validação do procedimento, foi realizada a comparação dos resultados analíticos com os resultados apresentados por análises numérica não-lineares de elementos finitos. Foi observado uma ótima correlação de resultados entre o procedimento proposto e análise numérica, principalmente com relação ao critério de estanqueidade. Além disso, foi observado um melhor desempenho no dimensionamento da união flangeada retangular de face inteira ao se utilizar a junta elastomérica.

    Palavras-Chave: pressure vessels; bolted joints; flanges; rectangular configuration; design; fully ionized gases; expansion joints; reactor technology; nuclear engineering

  • IPEN-DOC 29218

    CAVALCANTE, ADRIANA K. . Toxicologia in vitro e in vivo das nanopartículas de ouro sintetizadas e estabilizadas com fitoquímicos / In vitro and in vivo toxicology of gold nanoparticles synthesized and stabilized with phytochemicals . 2022. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 177 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-09092022-143807

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

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

  • IPEN-DOC 29217

    LINS, VITOR R.S. . Influência dos insumos hospitalares sobre o feixe de tratamento radioterápico de próstata / Influence of hospital supplies on the prostate radiotherapy treatment bundle . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni.

    Abstract: Introdução: atualmente na medicina, fazemos uso da radiação ionizante para o emprego de tratamentos terapêuticos e diagnósticos, com métodos cada dia mais sofisticados e precisos. O câncer de próstata é a incidência mais comum entre os homens brasileiros, sendo que somente em 2016 foram notificados 62.000 novos casos para este tipo de tumor no Brasil. A radioterapia tem como proposta a oferta de uma dose acumulativa que seja letal a um alvo, e a dosimetria é um instrumento importante para se garantir de que a dose aplicada seja a esperada. A utilização de insumos hospitalares sobre o paciente pode influenciar no feixe de tratamento, impactando no resultado final e esse foi o norteador principal deste trabalho. Objetivo: investigar se determinados materiais e insumos hospitalares influenciam na atenuação e superficialização de dose interferindo no plano final do tratamento e desenvolver recomendações com intuito de alertar a gama de profissionais envolvidos nos serviços de radioterapia. Metodologia: a pesquisa consistiu em quantificar a dose em uma sessão de tratamento de próstata, por intermédio de um phantom de água e de uma câmara de ionização. Foi entregue uma dose equivalente a 200 Unidades Monitoras na energia de fótons de 6 MeV em um campo de referência de 10x10 cm2 a uma Distância Superfície-Foco de 100 cm. A escolha dos materiais e insumos hospitalares testados foi embasada na coleta de dados oriundo de um questionário digital e anônimo. Resultados: com as respostas de 63 participantes, os resultados de absorção obtidos foram: lençóis (0,06-0,42%), cobertores (3,08%), fraldas descartáveis (2,72%) e cateter vesical de demora (1,52%). Discussão: muitos profissionais da comunidade de radioterapia ignoram os efeitos dosimétricos potencialmente maiores de dispositivos como mesa de tratamento, lençóis, cobertores e acessórios de imobilização. Atualmente se reconhece que os dispositivos externos ao paciente podem atuar como atenuadores, dispersores e inclusive como bolus, aumentando a dose da pele e deslocando a curva de profundidade da dose. Considerações finais: a pesquisa bibliográfica e exploratória permitiu observar o impacto dosimétrico de dispositivos externos ao paciente, no tocante aos insumos testados, foi possível observar que a taxa de absorção do feixe de fótons não apresentou resultados muito significativos, pois o limiar de absorção atingiu a casa de 3,08%. Há institutos que possuem ciência das perturbações dosimétricas, mínimas que sejam, entretanto, não buscaram investigar mais a fundo, o que permitiria estabelecer parâmetros mais precisos para o trabalho de planejamento das doses.

  • IPEN-DOC 29216

    OLIVEIRA, BEATRIZ I. de . Levantamento de dados clínicos e não clínicos do radiofármaco fluorestradiol (18 F) - FES-18F : contribuição para avaliação do risco referente à segurança e eficácia e para a elaboração de brochura do investigador / Survey of clinical and non-clinical data on the radiopharmaceutical 18F-fluoroestradiol - 18F-FES: contribution to risk assessment regarding safety and efficacy and to the elaboration of the investigator's brochure. . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: No Brasil, segundo dados mais recentes, o carcinoma de mama representa 29,5 % das neoplasias malignas em mulheres, configurando como a neoplasia mais incidente exceto o câncer de pele não melanoma. Os carcinomas de mama são categorizados em subtipos quanto sua origem, histologia e aspectos moleculares, e cada um dos subtipos possuem diferentes fatores de risco associados, terapias indicadas e prognóstico da doença. A expressão dos receptores de estrogênio (RE) e progesterona (RP) compreendem os principais subtipos moleculares do carcinoma de mama, sendo que o RE é superexpresso em aproximadamente 70 % dos pacientes com câncer de mama. No momento do estadiamento e reestadiamento, é de extrema importância conhecer a situação das lesões quanto à expressão de RE, uma vez que esta é associada a um prognóstico mais favorável, por indicar a presença de lesões sensíveis ao tratamento hormonal. A imunohistoquímica é considerada como técnica padrão para avaliar a expressão do RE, com especificidade de aproximadamente 100 %, mas há potenciais obstáculos associados à técnica, como dificuldade de acesso à lesão no momento da biópsia, heterogeneidade do tumor quanto à expressão de RE e impraticabilidade de realização de múltiplas biópsias no caso de metástases. A tomografia por emissão de pósitrons (PET), uma técnica de imagem molecular não invasiva, combinada à tomografia computadorizada (CT), fornece imagens de alta resolução do corpo inteiro do paciente, e a caracterização da lesão dependerá de sua avidez pelo radiofármaco empregado. Para pacientes com câncer de mama, o PET/CT pode ser empregado no diagnóstico de lesões características desta patologia, por meio do desenvolvimento de marcadores cujo alvo é específico e superexpresso nestes pacientes, como o RE. O radiofármaco emissor de pósitrons, fluorestradiol (18 F), composto por uma molécula análoga ao estrogênio e conjugada a um átomo de 18F, se mostra promissor para a detecção de lesões RE+, uma vez que estudos clínicos comprovam a aplicabilidade deste radiofármaco, já aprovado para uso nos Estados Unidos e na França, no diagnóstico de lesões RE+ em pacientes com carcinoma de mama recorrente ou metastático. No Brasil, a regulamentação de radiofármacos segue as determinações da Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) 738/2022, que abre a possibilidade de comercialização de novos radiofármacos mediante registro ou notificação. Os requisitos e os documentos necessários para registro e notificação são diferentes, sendo a notificação um processo mais simplificado para introdução de novos radiofármacos no país. Com isso, este projeto visou a coleta de dados clínicos e não-clínicos do FES-18F, para subsidiar a elaboração do documento Brochura do Investigador (BI) e a contribuição para análise de eficácia e segurança do radiofármaco. Estes documentos são necessários, respectivamente, para implementação de estudo clínico com o FES-18F no Brasil, e para comercialização do radiofármaco mediante notificação. Adicionalmente, foi feita comparação entre os produtos aprovados para uso no exterior e o FES-18F produzido pelo IPEN, para verificar a equivalência entre os produtos. Os dados obtidos no levantamento da literatura cobrem os tópicos da brochura do investigador e poderão ser utilizados na confecção da BI futuramente. Para a análise de eficácia e segurança, os dados levantados corroboram a eficácia do FES-18F na detecção de lesões RE+, e indicam o baixo risco associado do FES-18F PET no diagnóstico de pacientes com câncer de mama metastático ou recorrente. Adicionalmente, a análise de equivalência sugere que o FES-18F produzido no IPEN é compatível com os produtos comercializados do exterior. Com isso, este trabalho contribui com os avanços para introdução deste radiofármaco inovador no Brasil, que pode proporcionar um diagnóstico personalizado aos pacientes com câncer de mama recorrente ou metastático.

  • IPEN-DOC 28993

    PEREIRA, CAROLINA C. de B.B. . Influência de lençóis e cobertores sob feixe clínico de radiação de fótons e elétrons / Influence of sheets and blankets under clinical beam of photon and electron radiation . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 53 p. Orientador: Carlos Alberto Zeituni.

    Abstract: Atualmente uma das principais modalidades para o tratamento de câncer é a teleterapia através de Aceleradores Lineares (AL). Estes equipamentos são capazes de produzirem feixes de fótons e de elétrons com energias e doses adequadas para eliminar as células tumorais. Os fótons são utilizados para lesões mais profundas e os elétrons para lesões mais superficiais. Os dispositivos utilizados próximos ao paciente podem causar atenuação na dose de radiação, aumentando a dose na pele e deslocando a curva da dose de profundidade em direção à superfície do paciente. Muitos estudos são encontrados em relação ao impacto das doses causados pela mesa de tratamento e pelos acessórios de imobilização, como as máscaras termoplásticas e os imobilizadores a vácuo, porém nenhum estudo caracterizou a influência dos tecidos sintéticos utilizados para cobrir o paciente. O objetivo deste trabalho foi medir a influência do lençol e/ou cobertor na atenuação de dose de radiação de fótons e elétrons gerados em AL, adquirindo dados quanto a estas atenuações para que possam ser usados como parâmetros e padronizar os procedimentos relativos ao uso desses materiais. Para medir estas influências foram feitas 2 medições nas energias de 6MV, 10MV, 6MeV, 9MeV e 12MeV no AL e cálculos sistema de planejamento de tratamento (TPS), nas mesmas energias, com lençóis, cobertor e bólus. Os valores de atenuação encontrados foram inferiores a 0,2% para ambas energias do feixe de fótons (lençóis e cobertores); para o feixe de elétrons mais energéticos os valores de atenuação foram inferiores a 0,6% e para 6MeV inferior a 0,4% (lençóis), portanto conclui-se que a influência desses materiais é insignificante na atenuação da dose de radiação para as energias de fótons. Já para os feixes de elétrons, nos mais energéticos o uso de até 3 lençóis pouco influencia na atenuação de seus feixes, no menos energético o uso destes materiais deve se restringir a apenas um lençol. O uso do cobertor deve ser descartado para elétrons.

  • IPEN-DOC 28955

    MARTINS, TAINA M.T.M. . Perfil epidemiológico de caso de câncer de próstata em centro de referência no estado do Ceará entre o período de 2014 a 2019 / Epidemiological profile of patients with prostate cancer in a reference center in the state of Ceará between 2014 and 2019 . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 80 p. Orientador: Carla Daruich de Souza.

    Abstract: No Brasil, o câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais comum entre os homens. Estima-se que no ano de 2020 ocorreram 65.840 novos casos da doença. Durante a campanha do Novembro Azul, o Ministério da Saúde e o Instituto Nacional do Câncer (INCA) desempenham um papel de suma importância para quebrar preconceitos e paradigmas entre os homens, fazendo com que haja uma busca por informações sobre prevenção e tratamento da doença. Este trabalho tem como objetivo fazer uma análise do perfil epidemiológico para câncer de próstata entre o período de 2014 a 2019, utilizando dados do Centro Regional Integrado de Oncologia – CRIO, localizado no Estado do Ceará. Para isso, foi feito uma revisão dos prontuários dos pacientes. Correlações foram criadas a partir do perfil clinico, social e regional; tipos e dos tratamentos indicados; fatores de risco associados ao câncer; e correlacionar a incidência com a região do acometido. As análises foram realizadas no software IBM SPSS, as variáveis quantitativas passaram pelo teste de normalidade de Shapiro Wilk e a associação de estadiamento com outras variáveis qualitativas foi feita pelo teste Qui Quadrado A idade média dos pacientes encontrada na amostra desta pesquisa foi de 71,3 anos de idade. A análise da escolaridade revelou que 21,5 % dos pacientes são analfabetos e outros 63,5 % possuem apenas o ensino fundamental. A Grande Fortaleza é a região que detém o maior número de pacientes, 52,5 % e o estadiamento que acomete a maioria dos pacientes é o estágio IIB, seguido do III e IV. As principais modalidades de tratamento inicial foram a radioterapia externa, quimioterapia e hormonioterapia. Esse perfil indica que as campanhas de prevenção podem não estar sendo eficientes e necessitam de adaptações regionais.

  • IPEN-DOC 28954

    HATTORI, RODRIGO R. . Estudo das variações das estruturas de cabeça e pescoço no tratamento de radioterapia / Study of variations in head and neck structures in radiotherapy treatment . 2021. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 59 p. Orientador: Helio Yoriyaz.

    Abstract: Na radioterapia em cabeça e pescoço, geralmente o protocolo é tratar o paciente com dose de 7000 cGy dividido em duas fases. 25 frações de 200 cGy por dia, na primeira fase e 10 frações de 200 cGy na segunda fase, completando 7000 cGy. Tudo planejado em uma única tomografia de planejamento. O objetivo desse trabalho é incluir uma segunda tomografia, adquirida no final da primeira fase do tratamento, para realizar um novo planejamento na segunda fase considerando as alterações de volumes encontradas. Na primeira tomografia será feita os dois planejamentos, da primeira fase e da segunda fase. Essa segunda fase planejada na primeira tomografia, não será aplicada no paciente. Servirá apenas para comparação com o planejamento na segunda tomografia. Nessa nova tomografia será planejado somente a segunda fase com os novos volumes. Foi feita uma comparação, avaliando a dose que as estruturas recebem, alteração das lesões e órgãos de risco dentro do campo irradiado. A repetição das imagens de CT e replanejamento da segunda fase na radioterapia ajudam a garantir doses adequadas para volumes alvo e doses seguras para estruturas normais para pacientes que identificaram clinicamente alterações anatômicas durante o curso do tratamento. As principais conclusões desta investigação estão relacionadas às mudanças dosimétricas que foram observadas sem o replanejamento da segunda fase.

  • IPEN-DOC 28953

    SANTOS, PRISCILA L.C. . Guidelines para implantação e utilização de radiofármacos marcados com gálio-68 a partir de gerador de 68Ge/68Ga em radiofarmácia hospitalar / Guidelines for implementation and use of gallium-68 labelled radiopharmaceuticals from 68Ge/68Ga generator in hospital radiopharmacy . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes.

    Abstract: O gerador de 68Ge/68Ga é um sistema portátil de produção de radionuclídeos e possibilita geração de gálio-68 (Ga-68) e a preparação de radiofármacos para medicina nuclear com tecnologia PET. Este radionuclídeo ganhou popularidade nos últimos anos devido à sua capacidade de complexação com o peptídeo DOTATOC para localização de tumores neuroendócrinos positivos para receptores de somatostatina, com o peptídeo PSMA para a avaliação de tumores que expressam PSMA, como o câncer de próstata, e tem potencial promissor para outras aplicações diagnósticas. Embora a importância dessa tecnologia e o número de serviços licenciados para uso deste radionuclídeo tenham aumentado, existem poucos documentos técnicos que orientem a implantação desses novos sistemas em radiofarmácias e o uso rotineiro de maneira segura e com qualidade. O presente trabalho teve como objetivo promover o uso seguro do sistema gerador de 68Ge/68Ga através da criação de três guidelines que abordam os seguintes assuntos: definição de layout, cálculo de blindagem e dosimetria no primeiro guideline, com destaque para o radionuclídeo Ga-68 em virtude da energia 511 KeV responsável pela taxa de dose no ambiente da radiofarmácia, pela dosimetria da equipe e necessidade de blindagem adicional na infraestrutura; gerenciamento de resíduos no segundo guideline, com destaque para o radionuclídeo Ge-68 que possui tempo de meia-vida longo de 270,95 dias e consequentemente necessita de uma condução adequada desde a geração, segregação, armazenamento temporário e definitivo para este rejeito e, por fim, o controle de qualidade de radiofármacos marcados com Ga-68 no terceiro guideline abordando os ensaios necessários para garantir a qualidade do eluato e do produto final para administração nos pacientes. Os documentos criados, uma vez disponibilizados à sociedade científica, contribuirão para a capacitação de profissionais e também para a segurança das instalações, dos indivíduos ocupacionalmente expostos e dos pacientes.

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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.

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

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