Abstract: O rejeito radioativo como qualquer outro tipo de resíduo, precisa receber tratamento adequado. É necessário considerar suas características físico-químicas e radiológicas para a escolha da ação apropriada para o tratamento e a deposição final do rejeito. Muitas técnicas de tratamento utilizadas hoje são economicamente dispendiosas, inviabilizando muitas vezes o seu uso e impulsionando o estudo de outras técnicas de tratamento. Uma dessas técnicas é a biossorção, que demonstra alto potencial quando aplicada a rejeitos radioativos. Essa técnica utiliza materiais de origem biológica para a remoção de metais. Dos potenciais biossorventes encontrados, as macrófitas aquáticas apresentam-se vantajosas e possibilitam a remoção do urânio presente no rejeito radioativo líquido a baixo custo. O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de biossorção das macrófitas aquáticas Pistia stratiotes, Limnobium laevigatum, Lemna sp e Azolla sp no tratamento dos rejeitos radioativos líquidos. Este trabalho foi dividido em duas etapas, uma de caracterização e preparação e outra de ensaios de biossorção, realizados com soluções de urânio e com rejeito real. As biomassas foram testadas na sua forma bruta e os ensaios de biossorção foram realizados em frascos de polipropileno contendo 10 mL de solução de urânio ou 10 mL de rejeito radioativo e 0,20 g de biomassa. O comportamento das biomassas foi avaliado por meio da cinética de sorção e modelos de isotermas. As maiores capacidades de sorção foram observadas com as macrófitas Lemna sp com 162,1 mg/g e para a Azolla sp com 161,8 mg/g. Os tempos de equilíbrio obtidos foram de 1 hora para a Lemna sp, e de 30 minutos para a Azolla sp. Com o rejeito real, a macrófita Azolla sp apresentou uma capacidade de sorção de 2,6 mg/g. Estes resultados sugerem que a Azolla sp possui maior capacidade de biossorção, sendo a mais indicada para estudos mais detalhados de tratamento de rejeitos radioativos líquidos.

Palavras-Chave: radioactive waste management; waste processing; radioactive effluents; liquid wastes; sorptive properties; absorbents; absorption; aquatic organisms; plants; biomass; polypropylene; organic compounds; uranium alloys; isothermal processes; langmuir frequency; scanning electron microscopy; ultraviolet radiation

VIEIRA, LUDMILA C. Aplicação de macrófitas como biossorventes no tratamento de rejeitos radioativos líquidos. Orientador: Júlio Takehiro Marumo. 2016. 80 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-31102016-142433. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26939. Acesso em: $DATA.

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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

CORREIA, CAIO S. de C. Avaliação da influência climática no balanço de N2O na Amazônia. Orientador: Luciana Vanni Gatti. 2020. 117 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-27092022-150615. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33591. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os estudos sobre as análises de cabelos humanos têm sido assunto de contínuo interesse por se tratar de uma importante ferramenta para a avaliação de níveis de elementos traço no corpo humano. O interesse por este tecido é para o uso na monitoração de exposição ambiental ou ocupacional, para identificação da intoxicação e/ou envenenamento por metais tóxicos, na avaliação do estado nutricional, na diagnose e prevenção de doenças e nas ciências forenses. Há inúmeras vantagens na análise de cabelos quando comparados com as de outros tecidos ou fluidos biológicos, tais como sangue, urina, saliva e órgãos. Entretanto há controvérsias sobre o uso das análises de cabelos em razão da dificuldade em estabelecer os valores confiáveis de referência para as suas concentrações de elementos traço. O objetivo deste estudo foi avaliar os fatores que afetam nas concentrações de elementos em cabelos humanos e determinar os elementos em cabelos de uma população de indivíduos considerados saudáveis e residentes na área metropolitana de São Paulo, utilizando o método de análise por ativação com nêutrons (NAA). As amostras de cabelo coletadas da região occipital da cabeça foram cortadas em pequenos fragmentos, lavadas e secas para análise. As alíquotas de amostras de cabelo, juntamente com padrões sintéticos de elementos foram irradiados por 16 h sob fluxo de nêutrons térmicos de cerca de 5 x 1012 n cm-2 s-1 do reator nuclear IEA-R1 para a determinação de As, Br, Ca, Co. Cr, Cs, Cu, Fe, K, La, Na, Sb, Sc, Se e Zn. As radiações gama das amostras e dos padrões irradiados foram medidas em um espectrômetro de raios gama acoplado a um detector de Ge hiperpuro. Para avaliar a qualidade dos resultados com relação à exatidão e precisão foram analisados os materiais de referência certificados IAEA- 85 Human Hair e INCT-TL-1 Tea Leaves cujos resultados obtidos apresentaram, para a maioria dos elementos, boa concordância com os valores dos certificados (porcentagens de erros relativos inferiores a 10%) e boa precisão (coeficientes de variação inferiores a 13,6% ). As análises de uma amostra de cabelo em réplicas indicaram uma boa reprodutibilidade dos resultados, indicando a homogeneidade da amostra preparada. Os resultados das análises de cabelo com e sem tintura indicaram que a tintura afeta nos teores de elementos no cabelo em virtude da adsorção ou dessorção do elemento. As análises de cabelos de diferentes regiões da cabeça indicaram diferenças significativas para os elementos Fe, Sc, Se e Cr. Análises de cabelos de indivíduos residentes na área metropolitana de São Paulo indicaram que as concentrações de elementos nos cabelos dependem da idade, sexo e cor natural dos cabelos. Os resultados das análises de cabelos desta população mostraram que as médias das concentrações de elementos obtidas estão dentro da faixa de valores da literatura.

Palavras-Chave: gasoline; automotive fuels; engines; internal combustion engines; microstructure; polymerization; absorption; emission; spectroscopy; electron microscopy; infrared radiation; microanalysis

MELLO, DJALMA de. Caracterizacao do residuo solido formado em motor automotivo a gasolina por meio de tecnicas analiticas. Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro. 2008. 105 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2008.tde-02062009-131739. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9360. Acesso em: $DATA.

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

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

MORAIS, FERNANDO G. Estudo das propriedades de absorção de Brown Carbon e Black Carbon utilizando sensoriamento remoto e medidas in situ na Amazônia. Orientador: Eduardo Landulfo. 2022. 136 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-123551. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33131. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Foram estudados as propriedades de absorção ótica, de termoluminescência e de ressonância paramagnética eletrônica do mineral natural de silicato de nome MONTICELITA do grupo Olivina, para caracterização desse mineral, cuja formula química é CaMgSiO4. A absorção ótica mostrou que há três bandas de absorção em 450 nm, 660 nm e 1050 nm. As duas primeiras bandas, a primeira no azul e a segunda no amarelo-vermelho são responsáveis pela cor verde da Monticelita. Essas duas bandas são consequência do elemento cromo contido no mineral absorver fótons do feixe universal no visível de frequências centradas em 450 nm e 660 nm. A banda em 1050 nm é devido ao Fe2+. As curvas de emissão de uma amostra de Monticelita irradiada com raios gama de doses entre 10 e 1000 Gy apresenta três picos em 150 °C , 270 °C e 370 °C . Pelo método da deconvolução e de várias taxas de aquecimento foram obtidos energia E1=1,35 eV e fator de frequência s1=4,98x1011 s-1 para o pico 270 °C e E2=1,70 eV e s2=1,88x1011 s-1 para pico 370 °C . A irradiação com raios gama de doses entre 5 kGy e 50 kGy produziram pico TL de 380 °C com intensidade TL em função da dose linear e crescente. Este resultado e importante para dosimetria da radiação de altas doses. O espectro EPR de uma amostra natural, mostrou um resultado não esperado e interessante. Além dos sinais típicos de interação hiperfina do Mn2+, um sinal avantajado de g =6,34 indica que o ferro formou moléculas de hematita, Fe2O3. Esse sinal desaparece com aquecimento acima de 800 °C de recozimento, dando origem dipolos magnéticos de Fe3+, que dá origem a um sinal típico em g =2. Esta descrição mostra bem a caracterização do mineral Monticelita.

Palavras-Chave: thermoluminescence; acoustic esr; electron spin resonance; silicate minerals; iron silicates; infrared spectra; gamma radiation; olivine; absorption; optical properties; orthorhombic lattices; crystal lattices; materials handling; site characterization; thermalization; thermal analysis

QUINA, ANTONIO de J.A. de. Estudos das Propriedades de Termoluminescência (TL), Ressonância Paramagnética (EPR) e Absorção Ótica (AO) para caracterização do mineral Monticelita. Orientador: Shigueo Watanabe. 2016. 115 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-07102016-080128. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26943. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho, avaliou-se inicialmente o efeito da substituição de elementos em ligas à base de LaMgAlMnCoNi do tipo AB5 com adição de estanho (Sn) e cobre (Cu) em substituição ao cobalto (Co), para utilização em ligas absorvedoras de hidrogênio e em eletrodos negativos de baterias de Ni-HM. Avaliou-se a influência desta substituição na microestrutura do material. Notou-se que o aumento da concentração de estanho promove a formação da fase LaNiSn nas ligas, bem como a diminuição das duas fases principais: LaNi5 e (La,Mg)Ni3. Adicionalmente, utilizou-se o refinamento de Rietveld para quantificar as fases em cada composição. Posteriormente, propôs-se um estudo da absorção de hidrogênio. Notou-se que a liga com cobalto apresentou a melhor capacidade de absorção de hidrogênio. Ademais, verificou-se o comportamento destas ligas na capacidade de descarga, estabilidade cíclica e na alta taxa de descarga de baterias de Ni-HM. A maior capacidade de descarga medida foi para a liga de cobalto, atingindo 337,1 mAh/g. Notou-se, posteriormente uma melhora na estabilidade cíclica das baterias com o aumento do teor de cobre. Além disso, observou-se que a alta taxa de descarga apresenta melhores valores com a adição de cobre na composição. Por fim, avaliou-se o efeito da susceptibilidade a corrosão. Notou-se que o estanho promove um aumento na resistência à corrosão das ligas em eletrólito alcalino.

Palavras-Chave: cobalt; tin; copper; microstructure; electrical properties; lanthanum base alloys; aluminium base alloys; manganese base alloys; cobalt base alloys; nickel base alloys; hydrogen; absorption; electrodes; electric batteries; corrosion; x-ray diffraction

CASINI, JULIO C.S. Influência da substituição do cobalto por estanho e cobre na microestrutura e propriedades elétricas em ligas a base de LaMgAlMnCoNi. Orientador: Hidetoshi Takiishi. 2015. 114 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-16092015-102833. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/24068. Acesso em: $DATA.

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