A presente tese apresenta a síntese de uma série de heptameteno cianinas catiônicas e neutras utilizando metodologias clássicas adaptadas da literatura e/ou empregando reagentes comerciais. O comportamento fotofísico destes compostos foi estudado utilizando as técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis-NIR e de emissão de fluorescência em solução utilizando diferentes solventes. Observou-se um comportamento solvatocrômico positivo para os compostos 94-96, permitindo um estudo mais aprofundado através das relações de Lippert-Mataga. Foi possível mensurar os momentos de dipolo tanto no estado fundamental como no excitado dos compostos 94-96, em solventes puros e mistura de solventes. Estudos fotofísicos em fase sólida, foram também realizados para avaliar a capacidade de adsorção dos compostos na superfície do TiO2, sendo que apenas os compostos 91-93 apresentaram adsorção significativa. Ainda, os espectros de absorção na região do UV-Vis-NIR destes compostos apresentaram um aumento e alargamento da banda atribuída a formação de agregados tipo H. Para diminuir a formação destes agregados na superfície de TiO2 foi utilizado ao ácido deoxicólico, mediante diferentes condições de adsorções, variando temperatura, tempo de contato e concentração. Esta metodologia permitiu a modulação da largura e intensidade da banda atribuída aos agregação H de forma eficiente. Todos os compostos tiveram seus níveis de energia HOMO e LUMO, identificados por voltametria cíclica, tendo os compostos, apresentado potenciais de oxidação e redução dentro dos limites aceitáveis para aplicação como fotosensibilizador de TiO2, em células solares sensibilizadas por corantes orgânicos (DSCs). DSCs foram confeccionadas com os compostos 91-93, sem a co-adsorção de ácido deoxicólico. Adicionalmente, com a presença do ácido deoxicólico houve um aumento considerável nos valores de eficiência, mostrando sua capacidade de conversão de luz em corrente elétrica. O comportamento solvatocrômico dos compostos 94-96 permitiu o estudo dos mesmos como quimiossensores para identificação de adulteração de gasolina comum, permitindo a aplicação destes compostos como marcadores deste tipo de combustível. / This thesis presents the synthesis of a series of cationic and neutral heptametene cyanines using classical methodologies adapted from the literature and/or employing commercial reagents. In addition, the photophysical behavior of these compounds was studied using UV-Vis-NIR absorption and fluorescence emission spectroscopies in solution of different solvents. A positive solvatochromic behavior was observed for compounds 94-96, which allowed an additional study using the Lippert-Mataga relation as a function of the solvent polarity. It was possible to measure the dipole moments in both ground and the excited states of compounds in pure solvents and solvent mixtures. Photophysical studies in solid phase were also performed to evaluate the adsorption capacity of the compounds on the surface of TiO2. Only compounds 91-93 showed significant adsorption. Furthermore, absorption spectra in the UV-Vis-NIR region of these compounds showed an increase and widening of the band attributed to the formation of H-type aggregates (740nm). In order to reduce the formation of H aggregates on the TiO2 surface, it was used as additive the deoxycholic acid, under different adsorption, temperature, time and concentration conditions of both studied compounds and deoxycholic acid. This methodology allowed the modulation of the bandwidth and the intensity of the band assigned to the H (740nm) aggregation efficiently. All compounds had their HOMO and LUMO energy levels, identified by cyclic voltammetry, and the compounds presented oxidation and reduction potentials within acceptable limits for application as a TiO2 photosensitizer in organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs). Organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs) were made with compounds 91-93, without the co-adsorption of deoxycholic acid. Additionally, with the presence of deoxycholic acid there was a considerable increase in the efficiency values , showing its light-converting capacity in current power. The solvatochromic behavior of compounds 94-96 allowed the study of these as chemosensors to identify adulteration of common gasoline, allowing the application of these compounds as markers of this type of fuel.

As geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) são amplamente utilizadas em obras na área de meio ambiente como barreira impermeabilizante para evitar a contaminação das águas subterrâneas, pelas suas características de alta resistência química, flexibilidade e baixa permeabilidade a líquido e gases. Baseando-se no fato de que o aterro sanitário é recomendado atualmente como a melhor alternativa para o destino final das milhares de toneladas de resíduos sólidos gerados diariamente nas cidades e que, geomembranas de PEAD são utilizadas como reforço de impermeabilização nestas estruturas, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as perdas de propriedade causadas pelas condições as quais a geomembrana encontra-se submetida quando instalada na célula de um aterro sanitário. Para tanto foram retiradas amostras da geomembrana impermeabilizante de um aterro sanitário que se encontrava sob resíduos há aproximadamente 1 ano. Estas amostras, juntamente com amostra de uma geomembrana nova, disponibilizada no próprio aterro, foram submetidas a dois tipos de ensaios: o primeiro ensaio, tensofissuramento ambiental de corpo de prova dobrado (Bent Strip Environmental Stress Cracking). Neste ensaio algumas amostras foram banhadas em solução tensoativa, conforme preconiza a norma, enquanto outras foram ensaiadas banhadas em chorume, numa adaptação à metodologia normalizada. No segundo ensaio, corpos de prova obtidos das amostras das geomantas foram submetidos a processo de envelhecimento parte em banho com solução tensoativa e parte com chorume. Após ambos os ensaios, as amostras e corpos de prova foram caracterizadas por ensaios térmicos, físicos, mecânicos, reológicos e morfológicos. No ensaio de tensofissuramento de corpo de prova dobrado não foi possível identificar a propagação de trinca ou fratura nas amostras porém foi possível identificar por MEV o início de microfissuras. Com base nos resultados reológicos e de tração modificado (gravatas) foi possível comprovar o processo de degradação química do polímero que ocorre pelas condições em que a geomembrana é submetida quando instalada em uma célula de aterro sanitário, notadamente sua porção localizada no talude lateral do aterro. / High-density polyethylene geomembranes (HDPE) are currently widely used in environmental work as a waterproofing barrier to prevent contamination of groundwater, due to its characteristics of high chemical resistance, flexibility and low permeability to liquid and gases. Based on the fact that the landfill is currently recommended as the best alternative for the final destination of the thousands of tons of solid waste generated daily in our cities and that HDPE geomembranes are widely used as waterproofing reinforcement in these structures, the present work has as objective to evaluate properties losses caused by the conditions to which the geomembrane is submitted when installed in a cell of a landfill. For that purpose, exhumed samples from the cell of a sanitary landfill that had been under residues for approximately 1 year were obtained. These samples, together with a sample of a new geomembrane, made available in the own landfill, were submitted to two types of tests: The first one was bent strip environmental stress cracking test. In this test, some samples were bathed in a surfactant solution, according to the norm, while others were bathed in landfill leachate in an adaptation to the standard methodology. In the second test, test bodies obtained from the geosynthetics samples were submitted to aging process, part in a bath with surfactant solution and part with landfill leachate. After both tests, the test bodies, obtained from the geosynthetics samples, were characterized by thermal, physical, mechanical, rheological and morphological tests. In the bent strip environmental stress cracking test there was no possible to identify the propagation of crack or fracture in the samples; however it was possible to identify with scanning electron microscopy the beginning of microcracks. Based on the rheological and modified traction (ties) results it was possible to prove the chemical degradation process of the polymer that occurs due to the conditions in which the geomembrane is submitted when installed in a landfill cell, especially in its portion installed in the side embankment of the landfill.

A presente tese apresenta a síntese de uma série de heptameteno cianinas catiônicas e neutras utilizando metodologias clássicas adaptadas da literatura e/ou empregando reagentes comerciais. O comportamento fotofísico destes compostos foi estudado utilizando as técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis-NIR e de emissão de fluorescência em solução utilizando diferentes solventes. Observou-se um comportamento solvatocrômico positivo para os compostos 94-96, permitindo um estudo mais aprofundado através das relações de Lippert-Mataga. Foi possível mensurar os momentos de dipolo tanto no estado fundamental como no excitado dos compostos 94-96, em solventes puros e mistura de solventes. Estudos fotofísicos em fase sólida, foram também realizados para avaliar a capacidade de adsorção dos compostos na superfície do TiO2, sendo que apenas os compostos 91-93 apresentaram adsorção significativa. Ainda, os espectros de absorção na região do UV-Vis-NIR destes compostos apresentaram um aumento e alargamento da banda atribuída a formação de agregados tipo H. Para diminuir a formação destes agregados na superfície de TiO2 foi utilizado ao ácido deoxicólico, mediante diferentes condições de adsorções, variando temperatura, tempo de contato e concentração. Esta metodologia permitiu a modulação da largura e intensidade da banda atribuída aos agregação H de forma eficiente. Todos os compostos tiveram seus níveis de energia HOMO e LUMO, identificados por voltametria cíclica, tendo os compostos, apresentado potenciais de oxidação e redução dentro dos limites aceitáveis para aplicação como fotosensibilizador de TiO2, em células solares sensibilizadas por corantes orgânicos (DSCs). DSCs foram confeccionadas com os compostos 91-93, sem a co-adsorção de ácido deoxicólico. Adicionalmente, com a presença do ácido deoxicólico houve um aumento considerável nos valores de eficiência, mostrando sua capacidade de conversão de luz em corrente elétrica. O comportamento solvatocrômico dos compostos 94-96 permitiu o estudo dos mesmos como quimiossensores para identificação de adulteração de gasolina comum, permitindo a aplicação destes compostos como marcadores deste tipo de combustível. / This thesis presents the synthesis of a series of cationic and neutral heptametene cyanines using classical methodologies adapted from the literature and/or employing commercial reagents. In addition, the photophysical behavior of these compounds was studied using UV-Vis-NIR absorption and fluorescence emission spectroscopies in solution of different solvents. A positive solvatochromic behavior was observed for compounds 94-96, which allowed an additional study using the Lippert-Mataga relation as a function of the solvent polarity. It was possible to measure the dipole moments in both ground and the excited states of compounds in pure solvents and solvent mixtures. Photophysical studies in solid phase were also performed to evaluate the adsorption capacity of the compounds on the surface of TiO2. Only compounds 91-93 showed significant adsorption. Furthermore, absorption spectra in the UV-Vis-NIR region of these compounds showed an increase and widening of the band attributed to the formation of H-type aggregates (740nm). In order to reduce the formation of H aggregates on the TiO2 surface, it was used as additive the deoxycholic acid, under different adsorption, temperature, time and concentration conditions of both studied compounds and deoxycholic acid. This methodology allowed the modulation of the bandwidth and the intensity of the band assigned to the H (740nm) aggregation efficiently. All compounds had their HOMO and LUMO energy levels, identified by cyclic voltammetry, and the compounds presented oxidation and reduction potentials within acceptable limits for application as a TiO2 photosensitizer in organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs). Organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs) were made with compounds 91-93, without the co-adsorption of deoxycholic acid. Additionally, with the presence of deoxycholic acid there was a considerable increase in the efficiency values , showing its light-converting capacity in current power. The solvatochromic behavior of compounds 94-96 allowed the study of these as chemosensors to identify adulteration of common gasoline, allowing the application of these compounds as markers of this type of fuel.

A presente tese apresenta a síntese de uma série de heptameteno cianinas catiônicas e neutras utilizando metodologias clássicas adaptadas da literatura e/ou empregando reagentes comerciais. O comportamento fotofísico destes compostos foi estudado utilizando as técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis-NIR e de emissão de fluorescência em solução utilizando diferentes solventes. Observou-se um comportamento solvatocrômico positivo para os compostos 94-96, permitindo um estudo mais aprofundado através das relações de Lippert-Mataga. Foi possível mensurar os momentos de dipolo tanto no estado fundamental como no excitado dos compostos 94-96, em solventes puros e mistura de solventes. Estudos fotofísicos em fase sólida, foram também realizados para avaliar a capacidade de adsorção dos compostos na superfície do TiO2, sendo que apenas os compostos 91-93 apresentaram adsorção significativa. Ainda, os espectros de absorção na região do UV-Vis-NIR destes compostos apresentaram um aumento e alargamento da banda atribuída a formação de agregados tipo H. Para diminuir a formação destes agregados na superfície de TiO2 foi utilizado ao ácido deoxicólico, mediante diferentes condições de adsorções, variando temperatura, tempo de contato e concentração. Esta metodologia permitiu a modulação da largura e intensidade da banda atribuída aos agregação H de forma eficiente. Todos os compostos tiveram seus níveis de energia HOMO e LUMO, identificados por voltametria cíclica, tendo os compostos, apresentado potenciais de oxidação e redução dentro dos limites aceitáveis para aplicação como fotosensibilizador de TiO2, em células solares sensibilizadas por corantes orgânicos (DSCs). DSCs foram confeccionadas com os compostos 91-93, sem a co-adsorção de ácido deoxicólico. Adicionalmente, com a presença do ácido deoxicólico houve um aumento considerável nos valores de eficiência, mostrando sua capacidade de conversão de luz em corrente elétrica. O comportamento solvatocrômico dos compostos 94-96 permitiu o estudo dos mesmos como quimiossensores para identificação de adulteração de gasolina comum, permitindo a aplicação destes compostos como marcadores deste tipo de combustível. / This thesis presents the synthesis of a series of cationic and neutral heptametene cyanines using classical methodologies adapted from the literature and/or employing commercial reagents. In addition, the photophysical behavior of these compounds was studied using UV-Vis-NIR absorption and fluorescence emission spectroscopies in solution of different solvents. A positive solvatochromic behavior was observed for compounds 94-96, which allowed an additional study using the Lippert-Mataga relation as a function of the solvent polarity. It was possible to measure the dipole moments in both ground and the excited states of compounds in pure solvents and solvent mixtures. Photophysical studies in solid phase were also performed to evaluate the adsorption capacity of the compounds on the surface of TiO2. Only compounds 91-93 showed significant adsorption. Furthermore, absorption spectra in the UV-Vis-NIR region of these compounds showed an increase and widening of the band attributed to the formation of H-type aggregates (740nm). In order to reduce the formation of H aggregates on the TiO2 surface, it was used as additive the deoxycholic acid, under different adsorption, temperature, time and concentration conditions of both studied compounds and deoxycholic acid. This methodology allowed the modulation of the bandwidth and the intensity of the band assigned to the H (740nm) aggregation efficiently. All compounds had their HOMO and LUMO energy levels, identified by cyclic voltammetry, and the compounds presented oxidation and reduction potentials within acceptable limits for application as a TiO2 photosensitizer in organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs). Organic dyes sensitized by organic dyes (DSCs) were made with compounds 91-93, without the co-adsorption of deoxycholic acid. Additionally, with the presence of deoxycholic acid there was a considerable increase in the efficiency values , showing its light-converting capacity in current power. The solvatochromic behavior of compounds 94-96 allowed the study of these as chemosensors to identify adulteration of common gasoline, allowing the application of these compounds as markers of this type of fuel.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um combustível nuclear de alta densidade e baixo enriquecimento com base na liga ?-UMo, para aplicações nas quais seja necessário desempenho satisfatório a altas temperaturas, considerando-se a sua utilização na forma de dispersão. Para tanto, partiu-se da análise dos resultados dos testes RERTR (sigla em inglês para \"Reduced Enrichment of Research and Test Reactors\") e de alguns trabalhos teóricos envolvendo a elaboração de ligas metaestáveis de ?-urânio. Uma adição ternária é proposta, com base em propriedades de ligas binárias e ternárias de urânio-molibdênio estudadas, e que teve como objetivos um aumento na estabilidade da fase gama do urânio e a facilidade na obtenção dos pós. Assim, as ligas de urânio-molibdênio foram preparadas com adições de Mo de 5 a 10% em peso, e adição de 1 e 3% de elemento ternário (o silício), sobre uma liga base binária de U7Mo. Em todas as fases do processo de preparação, as ligas foram caracterizadas pelas técnicas tradicionais, para determinação de suas propriedades estruturais e mecânicas. Para a elaboração de um processo para a obtenção de pós destas ligas, o seu comportamento sob atmosfera de hidrogênio foi estudado em equipamento de análise térmica e gravimétrica diferencial. Temperaturas variaram da ambiente a 1000oC, por tempos de 15 minutos a 16 horas. A validação destes resultados foi feita em escala semi-piloto, na qual quantidades de 10 a 50g de pós de algumas das ligas foram preparados, sob atmosfera estática de hidrogênio. Os estudos de compatibilidade foram conduzidos expondo-se as ligas à atmosfera de oxigênio e ao contato com alumínio, para a verificação de possíveis reações por meio de análise térmica diferencial. As ligas foram submetidas a aquecimento constante até temperatura de 1000oC, e seu desempenho foi avaliado quanto a maior resistência à reação. 6 Com base nestes resultados, observou-se que as adições ternárias aumentam as temperaturas para a oxidação das ligas e reação com alumínio frente aos binários ?UMo. Um conjunto de condições para hidretação das ligas e fabricação dos pós foi estabelecido, tanto mais restritivos em termos de tempo, temperatura e necessidade de pré-tratamentos quanto mais estável a estrutura ?. Com a adição de ternário em pequeno excesso e formação de fase intergranular, mostrou-se que um aumento na estabilidade não prejudica a formação dos pós. / This work has as its objective the development of a high density and low enriched nuclear fuel based on the ?-UMo alloys, for utilization where it is necessary satisfactory behavior in high temperatures, considering its utilization as dispersion. For its accomplishment, it was started from the analysis of the RERTR (\"Reduced Enrichment for Research and Test Reactors\") results and some theoretical works involving the fabrication of ?-uranium metastable alloys. A ternary addition is proposed, supported by the properties of binary and ternary uranium alloys studied, having the objectives of the gamma stability enhancement and an ease to its powder fabrication. Alloys of uranium-molybdenum were prepared with 5 to 10% Mo addition, and 1 and 3% of ternary, over a ?U7Mo binary base alloy. In all the steps of its preparation, the alloys were characterized with the traditional techniques, to the determination of its mechanical and structural properties. To provide a process for the alloys powder obtention, its behavior under hydrogen atmosphere were studied, in thermoanalyser-thermogravimeter equipment. Temperatures varied from the ambient up to 1000oC, and times from 15 minutes to 16 hours. The results validation were made in a semi-pilot scale, where 10 to 50g of powders of some of the alloys studied were prepared, under static hydrogen atmosphere. Compatibility studies were conducted by the exposure of the alloys under oxygen and aluminum, to the verification of possible reactions by means of differential thermal analysis. The alloys were exposed to a constant heat up to 1000oC, and their performances were evaluated in terms of their reaction resistance. On the basis of the results, it was observed that ternary additions increases the temperatures of the reaction with aluminum and oxydation, in comparision with the ?UMo binaries. A set of conditions to the hydration of the alloys were defined, more restrictive in terms of temperature, time and pre-treatment to stabilize the gamma structure. The addition 8 of a bit low ternary excess and formation of an intergranular phase, the increase in stability, it was demonstrated that there is not a damage in the formation of their powders.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um combustível nuclear de alta densidade e baixo enriquecimento com base na liga ?-UMo, para aplicações nas quais seja necessário desempenho satisfatório a altas temperaturas, considerando-se a sua utilização na forma de dispersão. Para tanto, partiu-se da análise dos resultados dos testes RERTR (sigla em inglês para \"Reduced Enrichment of Research and Test Reactors\") e de alguns trabalhos teóricos envolvendo a elaboração de ligas metaestáveis de ?-urânio. Uma adição ternária é proposta, com base em propriedades de ligas binárias e ternárias de urânio-molibdênio estudadas, e que teve como objetivos um aumento na estabilidade da fase gama do urânio e a facilidade na obtenção dos pós. Assim, as ligas de urânio-molibdênio foram preparadas com adições de Mo de 5 a 10% em peso, e adição de 1 e 3% de elemento ternário (o silício), sobre uma liga base binária de U7Mo. Em todas as fases do processo de preparação, as ligas foram caracterizadas pelas técnicas tradicionais, para determinação de suas propriedades estruturais e mecânicas. Para a elaboração de um processo para a obtenção de pós destas ligas, o seu comportamento sob atmosfera de hidrogênio foi estudado em equipamento de análise térmica e gravimétrica diferencial. Temperaturas variaram da ambiente a 1000oC, por tempos de 15 minutos a 16 horas. A validação destes resultados foi feita em escala semi-piloto, na qual quantidades de 10 a 50g de pós de algumas das ligas foram preparados, sob atmosfera estática de hidrogênio. Os estudos de compatibilidade foram conduzidos expondo-se as ligas à atmosfera de oxigênio e ao contato com alumínio, para a verificação de possíveis reações por meio de análise térmica diferencial. As ligas foram submetidas a aquecimento constante até temperatura de 1000oC, e seu desempenho foi avaliado quanto a maior resistência à reação. 6 Com base nestes resultados, observou-se que as adições ternárias aumentam as temperaturas para a oxidação das ligas e reação com alumínio frente aos binários ?UMo. Um conjunto de condições para hidretação das ligas e fabricação dos pós foi estabelecido, tanto mais restritivos em termos de tempo, temperatura e necessidade de pré-tratamentos quanto mais estável a estrutura ?. Com a adição de ternário em pequeno excesso e formação de fase intergranular, mostrou-se que um aumento na estabilidade não prejudica a formação dos pós. / This work has as its objective the development of a high density and low enriched nuclear fuel based on the ?-UMo alloys, for utilization where it is necessary satisfactory behavior in high temperatures, considering its utilization as dispersion. For its accomplishment, it was started from the analysis of the RERTR (\"Reduced Enrichment for Research and Test Reactors\") results and some theoretical works involving the fabrication of ?-uranium metastable alloys. A ternary addition is proposed, supported by the properties of binary and ternary uranium alloys studied, having the objectives of the gamma stability enhancement and an ease to its powder fabrication. Alloys of uranium-molybdenum were prepared with 5 to 10% Mo addition, and 1 and 3% of ternary, over a ?U7Mo binary base alloy. In all the steps of its preparation, the alloys were characterized with the traditional techniques, to the determination of its mechanical and structural properties. To provide a process for the alloys powder obtention, its behavior under hydrogen atmosphere were studied, in thermoanalyser-thermogravimeter equipment. Temperatures varied from the ambient up to 1000oC, and times from 15 minutes to 16 hours. The results validation were made in a semi-pilot scale, where 10 to 50g of powders of some of the alloys studied were prepared, under static hydrogen atmosphere. Compatibility studies were conducted by the exposure of the alloys under oxygen and aluminum, to the verification of possible reactions by means of differential thermal analysis. The alloys were exposed to a constant heat up to 1000oC, and their performances were evaluated in terms of their reaction resistance. On the basis of the results, it was observed that ternary additions increases the temperatures of the reaction with aluminum and oxydation, in comparision with the ?UMo binaries. A set of conditions to the hydration of the alloys were defined, more restrictive in terms of temperature, time and pre-treatment to stabilize the gamma structure. The addition 8 of a bit low ternary excess and formation of an intergranular phase, the increase in stability, it was demonstrated that there is not a damage in the formation of their powders.

O reator de pesquisas IEA-R1 opera em regime de 40 h semanais à potência de 4,5 MW. Nestas condições, os cestos disponíveis para o armazenamento dos elementos combustíveis irradiados possuem menos de metade da sua capacidade inicial. Assim, nestas condições de operação, teremos apenas cerca de seis anos de capacidade para armazenamento. Considerando que a vida útil desejada do IEA-R1 seja de pelo menos mais 20 anos, será necessário aumentar a capacidade de armazenamento de combustível irradiado. Dr. Henrik Grahn, especialista da Agência Internacional de Energia Atômica sobre o armazenamento molhado (em piscinas de estocagem), ao visitar o reator IEA-R1 (setembro/2012) fez algumas recomendações. Entre elas, a concepção e instalação de cestos fabricados com aço inoxidável borado e internamente revestidos com uma película de alumínio, de modo que a corrosão dos elementos combustíveis não ocorresse. Após uma revisão da literatura sobre opções de materiais disponíveis para esse tipo de aplicação chegamos ao BoralcanTM fabricado pela 3M devido suas propriedades. Este trabalho apresenta estudos sobre a análise de criticalidade com o código computacional MCNP-5 utilizando duas bibliotecas americanas de dados nucleares avaliados (ENDF/B-VI e ENDF/B-VII) comparativamente. Estas análises demonstraram a possibilidade de dobrar a capacidade de armazenamento de elementos combustíveis, no mesmo espaço ocupado pelos cestos atuais, atendendo a demanda do reator de pesquisas IEA-R1 e também satisfazendo os requisitos de segurança da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). / The IEA-R1 research reactor on business under the 40 h weekly to the power of 4.5 MW. Under these conditions, the racks available for the storage of spent fuel elements have less than half of its initial capacity. Thus, in these operating conditions, we will have only about six years of capacity for storage. Whereas the desired service life of the IEA-R1 is at least another 20 years it will be necessary to increase the storage capacity of spent fuel. Dr. Henrik Grahn, an expert of the International Atomic Energy Agency on the wet storage (in storage pools), to visit the IEA-R1 reactor (September/2012) made some recommendations. Among them, the design and installation of baskets made of borated stainless steel and internally lined with an aluminum film, so that corrosion of the fuel elements does not occur. After a literature review of material options available for this type of use, we got to BoralcanTM manufactured by 3M due to its properties. This work presents studies on the criticality analysis with the computer code MCNP-5 using two American libraries of the Evaluated Nuclear Data (ENDF/B-VI and ENDF/BVII), and compare results based on each database. These analyzes demonstrated the possibility of doubling the storage capacity of fuel elements in the same space occupied by the current baskets, meeting the demand of the IEA-R1 research reactor and also meeting the security requirements and of the National Commission of Nuclear Energy (CNEN) and of the International Atomic Energy Agency (IAEA).

O reator de pesquisas IEA-R1 opera em regime de 40 h semanais à potência de 4,5 MW. Nestas condições, os cestos disponíveis para o armazenamento dos elementos combustíveis irradiados possuem menos de metade da sua capacidade inicial. Assim, nestas condições de operação, teremos apenas cerca de seis anos de capacidade para armazenamento. Considerando que a vida útil desejada do IEA-R1 seja de pelo menos mais 20 anos, será necessário aumentar a capacidade de armazenamento de combustível irradiado. Dr. Henrik Grahn, especialista da Agência Internacional de Energia Atômica sobre o armazenamento molhado (em piscinas de estocagem), ao visitar o reator IEA-R1 (setembro/2012) fez algumas recomendações. Entre elas, a concepção e instalação de cestos fabricados com aço inoxidável borado e internamente revestidos com uma película de alumínio, de modo que a corrosão dos elementos combustíveis não ocorresse. Após uma revisão da literatura sobre opções de materiais disponíveis para esse tipo de aplicação chegamos ao BoralcanTM fabricado pela 3M devido suas propriedades. Este trabalho apresenta estudos sobre a análise de criticalidade com o código computacional MCNP-5 utilizando duas bibliotecas americanas de dados nucleares avaliados (ENDF/B-VI e ENDF/B-VII) comparativamente. Estas análises demonstraram a possibilidade de dobrar a capacidade de armazenamento de elementos combustíveis, no mesmo espaço ocupado pelos cestos atuais, atendendo a demanda do reator de pesquisas IEA-R1 e também satisfazendo os requisitos de segurança da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). / The IEA-R1 research reactor on business under the 40 h weekly to the power of 4.5 MW. Under these conditions, the racks available for the storage of spent fuel elements have less than half of its initial capacity. Thus, in these operating conditions, we will have only about six years of capacity for storage. Whereas the desired service life of the IEA-R1 is at least another 20 years it will be necessary to increase the storage capacity of spent fuel. Dr. Henrik Grahn, an expert of the International Atomic Energy Agency on the wet storage (in storage pools), to visit the IEA-R1 reactor (September/2012) made some recommendations. Among them, the design and installation of baskets made of borated stainless steel and internally lined with an aluminum film, so that corrosion of the fuel elements does not occur. After a literature review of material options available for this type of use, we got to BoralcanTM manufactured by 3M due to its properties. This work presents studies on the criticality analysis with the computer code MCNP-5 using two American libraries of the Evaluated Nuclear Data (ENDF/B-VI and ENDF/BVII), and compare results based on each database. These analyzes demonstrated the possibility of doubling the storage capacity of fuel elements in the same space occupied by the current baskets, meeting the demand of the IEA-R1 research reactor and also meeting the security requirements and of the National Commission of Nuclear Energy (CNEN) and of the International Atomic Energy Agency (IAEA).

Um dos principais processos de transformação de polietilenos é o de extrusao tubular de filmes, realizado em larga escala por uma infinidade de empresas dos mais variados portes. Inúmeras pequenas empresas buscam seu espaço na demanda de produtos utilizando-se de blendas poliméricas a fim de obter caraterísticas apropriadas ao produto final. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é estudar a influência da razão de sopro (RS) na estrutura e propriedades de filmes de polietilenos de alto e baixo grau de cristalinidade produzidos pelo processo de extrusão tubular. No trabalho foram utilizados o polietileno de baixa densidade (PEBD) e o polietileno de alta densidade (PEAD), respectivamente. Foram formuladas cinco composições de blendas de PEBD/PEAD nas proporções mássicas de 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 e 0/100 e processados numa linha de extrusão de filme tubular, com três razões de sopro de: 1,5:1; 2,5:1 e 3,5:1. Para avaliar a influência da composição das blendas poliolefínicas e da razão de sopro em suas propriedades, os filmes foram caracterizados através de ensaios físicos, ópticos, mecânicos, térmicos, reológicos, e morfológicos. Os resultados das propriedades físicas mostraram que o aumento da razão de sopro apresentou maior variação de espessuras no perímetro dos filmes tubulares. O coeficiente de atrito (COF) dos filmes diminuiu com o acréscimo do conteúdo de PEAD na blenda, e não teve variação significativa com o aumento da razão de sopro utilizada. Em relação às propriedades mecânicas, os filmes com maior teor de PEAD na blenda apresentaram maior resistência à tração e menores valores de deformação no escoamento em ambas as direções. As razões de sopro maiores apresentaram maior similaridade das tensões e das deformações entre as direções da máquina (DM) e transversal (DT). A razão de sopro ideal constatada para os filmes processados com PEBD puro e a blenda de PEBD/PEAD (75/25) está entre 2,5:1 e 3,5:1; com as blendas de PEBD/PEAD 50/50 e de 25/75 valor próximo a 3,5:1; e com PEAD puro valor maior e próximo a 3,5:1. Resultados de DSC mostraram que a blenda PEBD/PEAD com a composição de 25/75 apresentou melhor miscibilidade que as outras blendas. Os filmes de PEAD e as blendas com maior conteúdo de PEAD apresentaram opacidades maiores, e com relação ao brilho, os filmes de PEBD apresentaram maiores valores. / One of the main transformation processes of polyethylene is the blown film extrusion process, conducted by big scale of companies of all sizes. Numerous small factories seek its space demand for products using the polymer blends in order to obtain appropriate characteristics to the final product. In this sense, the goal of this work is to study the influence of blow-up ratio (BUR) in the structure and properties of polyethylene films of high and low degree crystallinity produced by blown film extrusion process. At this work, it was used, the low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE), respectively. Five compositions were formulated in LDPE / HDPE blends, in weigth ratios of 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100, and processed on a blown film extrusion line with three blow-up ratios: 1.5:1, 2.5:1 and 3.5:1. To evaluate the influence of the composition of polyolefin blends and the blow-up ratio on their properties, the films were characterized by physical, optical, mechanical, thermal, rheological and morphological tests. The results of the physical properties showed a great variation in thickness of the perimeter of the tubular film with the increase in blow-up ratio. The coefficient friction (COF) of films decreased with increasing content of HDPE in the blend and it had no significative variation with increasing blow-up ratio used. Regarding mechanical properties, films with higher content of HDPE in the blend showed higher tensile strength and lower strain values in the yield point, in both directions. The largest blow-up ratios showed higher similarity of the tensions and strains between the machine direction (MD) and transverse direction (TD). The ideal blow-up ratio observed for films processed with LDPE and LDPE / HDPE blend (75/25) are between 2.5:1 and 3.5: 1, with the LDPE / HDPE blends 50/50 and 25/75 value close to 3.5:1, and with pure HDPE value greater and near of 3.5:1. DSC results showed that the LDPE / HDPE blend with composition 25/75 showed better miscibility than the others. The films of HDPE and blends with higher content of HDPE showed larger opacities, and with respect to brightness, LDPE films showed higher values.

Neste trabalho foram sintetizados catalisadores Ziegler-Natta heterogêneos obtidos a partir de TiCl4 e etilato de magnésio com geração de MgCl2 in situ. Foi verificado que o tempo e a temperatura de têmpera da preparação do catalisador influenciam significativamente a atividade catalítica destes. O catalisador não submetido ao processo de têmpera (ZNST), e o catalisador temperado em condições mais rigorosas (ZNT), apresentaram, respectivamente, a maior e a menor atividade catalítica entre vários catalisadores submetidos a diferentes condições de têmpera. Os catalisadores ZNST e ZNT tratam-se de sólidos amorfos, com área superficial e dimensão de partículas semelhantes. Pela análise da composição química dos catalisadores, por diferentes técnicas analíticas, verificouse que o tratamento térmico do catalisador favorece a fixação de TiCl4 e de compostos de Ti oxigenados, diferentes daqueles depositados na reação do MgCl2 com TiCl4. Nesta Tese foi proposta uma estrutura para os sítios ativos formados à base de compostos de Ti oxigenados ou titanoxanos. Estes resultados permitiram a proposição do modelo físico-químico, denominado núcleo-superfície, segundo o qual o catalisador ZNT é constituído de partículas primárias contendo no núcleo predominantemente sítios de Ti do tipo clorotitanatos, entre outros, e na superfície majoritariamente sítios titanoxano (-Ti-O-Ti-). O catalisador ZNST tem majoritariamente sítios de Ti do tipo clorotitanato. O modelo foi válido para explicar o comportamento dos catalisadores na polimerização de eteno, em processo em suspensão, na obtenção do polietileno de alta densidade (PEAD) e também para explicar as propriedades diferenciadas dos polímeros obtidos. O sistema catalítico ZNST-TEA apresentou maior atividade catalítica e produziu o PEAD de menor massa molar e menor polidispersão. Com o sistema catalítico ZNT-IPRA se verificou atividade catalítica intermediária e PEAD com maior massa molar e maior polidispersão. / In this work, Ziegler-Natta heterogeneous supported catalysts were synthesized from TiCl4 and magnesium ethylate with MgCl2 in situ generation. It was observed that both catalyst tempering time and temperature influenced significantly the catalytic activity. The non tempered catalyst (ZNST) and the tempered catalyst (ZNT) presented the highest and the lowest catalyst activity, respectively, among other ones prepared in different tempering conditions. The catalysts ZNST and ZNT are amorphous solids and both have approximately the same surface area and particle size. By the catalyst chemical compositions, determined through different techniques, it was possible to conclude that thermal treatment (tempering) increases the Ti content and new oxygenated Ti sites in the catalyst. In this work was proposed a structure to the new site titanoxane different of that one obtained in the MgCl2 chloration of with TiCl4. These results allow proposing a core-shell model. The core of ZNT catalyst particle has mainly Ti site as chloridetitanate, and others, and the shell has primary particles that have mainly titanoxane sites. The ZNST catalyst has mainly Ti sites as chloridetitanate. The model was valid to explain HDPE properties produced by slurry process. The ZNST-TEA catalytic system showed the highest catalytic activity and the HDPE obtained with this system had the lower molecular weight and the lower polidispersity. The ZNT-IPRA catalytic system showed an intermediate activity and the HDPE obtained had the highest molecular weight and broader polidispersity.