Este trabalho consiste no estudo das possibilidades de aplicações técnicas de Tomografia Computadorizada (TC) utilizando-se um equipamento desenvolvido no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR), do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP). O equipamento é formado por uma fonte de radiação gama (60Co), um detector de cintilação de iodeto de sódio dopado com Tálio, NaI(Tl), um sistema mecânico para movimentação (rotação e translação) do objeto e o sistema computacional. Todo este sistema operacional foi elaborado e desenvolvido pela equipe de TC do CTR-IPEN-CNEN/SP e seus colaboradores usando recursos e tecnologia nacional. O primeiro teste de validação do equipamento foi feito com uma amostra cilíndrica de polipropileno (fantoma) com duas cavidades (orifícios) cilíndricas de 5x25 cm (diâmetro e comprimento). Nos testes, estes orifícios foram preenchidos com materiais de densidades diferentes (ar, óleo e metal) cujos coeficientes de atenuação são conhecidos. O objetivo deste teste foi avaliar a qualidade de resposta do equipamento. Neste trabalho apresenta-se o estudo comparativo entre o equipamento de tomografia computadorizada do CTR-IPEN-CNEN/SP que utilizou uma fonte de radiação gama (60Co) e outro equipamento disponibilizado pelo Departamento de Geociências da Universidade do Texas (CTUT), o qual utilizou nos testes uma fonte de raios X (450 kV e 3,2 mA). Como resultado, as imagens obtidas e o estudo da abrangente utilidade do equipamento aqui desenvolvido reforçaram a proposta de que o desenvolvimento da tomografia computadorizada industrial constitui um passo importante na pesquisa e desenvolvimento da tecnologia nacional. / This work is a study of the possibilities of the technical applications of Computerized Tomography (CT) by using a device developed in the Radiation Technology Center (CTR), Institute for Energy and Nuclear Research (IPEN-CNEN/SP). The equipment consists of a gamma radiation source (60Co), a scintillation detector of sodium iodide doped with thallium (NaI (Tl)), a mechanical system to move the object (rotation and translation) and a computer system. This operating system has been designed and developed by the CTR-IPEN-CNEN/SP team using national resources and technology. The first validation test of the equipment was carried out using a cylindrical sample of polypropylene (phantom) with two cylindrical cavities (holes) of 5x25 cm (diameter and length). In these tests, the holes were filled with materials of different density (air, oil and metal), whose attenuation coefficients are well known. The goal of this first test was to assess the response quality of the equipment. The present report is a study comparing computerized tomography equipment CTR-IPEN-CNEN/SP which uses a source of gamma radiation (60Co) and other equipment provided by the Department of Geosciences in the University of Texas (CTUT), which uses an X-ray source (450 kV and 3.2 mA). As a result, the images obtained and the comprehensive study of the usefulness of the equipment developed here strengthened the proposition that the development of industrial computerized tomography is an important step toward consolidating the national technology.

Este trabalho consiste no estudo das possibilidades de aplicações técnicas de Tomografia Computadorizada (TC) utilizando-se um equipamento desenvolvido no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR), do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP). O equipamento é formado por uma fonte de radiação gama (60Co), um detector de cintilação de iodeto de sódio dopado com Tálio, NaI(Tl), um sistema mecânico para movimentação (rotação e translação) do objeto e o sistema computacional. Todo este sistema operacional foi elaborado e desenvolvido pela equipe de TC do CTR-IPEN-CNEN/SP e seus colaboradores usando recursos e tecnologia nacional. O primeiro teste de validação do equipamento foi feito com uma amostra cilíndrica de polipropileno (fantoma) com duas cavidades (orifícios) cilíndricas de 5x25 cm (diâmetro e comprimento). Nos testes, estes orifícios foram preenchidos com materiais de densidades diferentes (ar, óleo e metal) cujos coeficientes de atenuação são conhecidos. O objetivo deste teste foi avaliar a qualidade de resposta do equipamento. Neste trabalho apresenta-se o estudo comparativo entre o equipamento de tomografia computadorizada do CTR-IPEN-CNEN/SP que utilizou uma fonte de radiação gama (60Co) e outro equipamento disponibilizado pelo Departamento de Geociências da Universidade do Texas (CTUT), o qual utilizou nos testes uma fonte de raios X (450 kV e 3,2 mA). Como resultado, as imagens obtidas e o estudo da abrangente utilidade do equipamento aqui desenvolvido reforçaram a proposta de que o desenvolvimento da tomografia computadorizada industrial constitui um passo importante na pesquisa e desenvolvimento da tecnologia nacional. / This work is a study of the possibilities of the technical applications of Computerized Tomography (CT) by using a device developed in the Radiation Technology Center (CTR), Institute for Energy and Nuclear Research (IPEN-CNEN/SP). The equipment consists of a gamma radiation source (60Co), a scintillation detector of sodium iodide doped with thallium (NaI (Tl)), a mechanical system to move the object (rotation and translation) and a computer system. This operating system has been designed and developed by the CTR-IPEN-CNEN/SP team using national resources and technology. The first validation test of the equipment was carried out using a cylindrical sample of polypropylene (phantom) with two cylindrical cavities (holes) of 5x25 cm (diameter and length). In these tests, the holes were filled with materials of different density (air, oil and metal), whose attenuation coefficients are well known. The goal of this first test was to assess the response quality of the equipment. The present report is a study comparing computerized tomography equipment CTR-IPEN-CNEN/SP which uses a source of gamma radiation (60Co) and other equipment provided by the Department of Geosciences in the University of Texas (CTUT), which uses an X-ray source (450 kV and 3.2 mA). As a result, the images obtained and the comprehensive study of the usefulness of the equipment developed here strengthened the proposition that the development of industrial computerized tomography is an important step toward consolidating the national technology.

Foram realizadas medidas de espectroscopia gama simples, de espectroscopia gama-gama em anti-coincidência e coincidência em dezessete amostras de rochas vulcânicas irradiadas com nêutrons térmicos. Foram determinadas, utilizando cálculo covariante, 33 elementos químicos (Al, As, Ba, Ca, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, U, Yb, Zn e Zr), dos quais 21 elementos traço. Foi determinado o limite máximo de detecção para o irídio em 11 amostras. Foi obtido um valor máximo de 0,7 ppb. Os resultados foram comparados com o processo astrofísico de formação da Terra. A concentração de urânio e tório variou entre 3 ppm e 9 ppm, com exceção das amostras de Kilimanjaro, que variou entre 40 ppm e 45 ppm. Abaixo da concentração de 12 ppm presentes na crosta terrestre. Espera-se concentrações menores devido a estimativas de tório e urânio através do calor emitido pela Terra. Foram determinados 10/17 lantanídeos, com destaque para a abundância de Ce em Kilimanjaro, cujos valores obtidos foram de 272 (6) ppm e 319 (11) ppm. / Single gamma ray spectroscopy, gama-gama coincidence and anticoincidence spectroscopy have been performed to study 17 volcanic rocks irradiated with neutrons. We have determined, using covariant calculations, 33 chemical elements including 21 trace elements: Al, As, Ba, Ca, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, U, Yb, Zn e Zr. We set a maximum limit of detection for iridium in 11 samples. We have determined a maximum value of 0,7 ppb. The results were associated to the astrophysical process that led to the Earth formation. Thorium and uranium abundance ranged between 3 ppm e 9 ppm, except for the samples of Kilimanjaro, which ranged from 40 ppm to 45 ppm. Less than 12 ppm, the Earth\'s Crust abundance of thorium and uranium. Using the heat emitted by Earth to estimate the abundance of them led to significant lower values. We have also determined 10/17 lanthanides, like Ce that has an abundance of 272 (6) ppm and 319 (11) ppm, in the case of Kilimanjaro\'s samples.

No presente trabalho são descritas as etapas de desenvolvimento e implantação das rotinas analíticas utilizando ICP-OES e ICP-MS para a determinação de elementos terras raras em materiais geológicos. A implantação inclui determinações comparativas de vários granitóides dos maciços ou complexos Ibiúna-Piedade, SP, e Cunhaporanga, PR, já previamente analisados por meio de ICP-MS e INAA (Universidade Kansas, em Lawrence, USA). Através de uma pequena modificação no método inicial, os limites de detecção para a análise dos ETR por ICP-OES foram melhorados para concentrações próximas à 10 vezes o condrito. Porém para a análise de ETR em materiais geológicos com valores inferiores a estes é necessária a utilização de uma técnica mais sensível como o ICP-MS. A técnica ICP-MS não é livre de problemas sendo necessárias correções de interferências moleculares e drift instrumental para a obtenção de resultados com precisão e exatidão adequados. Realizou-se a etapa de validação do método utilizando materiais de referência internacionais geológicos. A análise estatística dos resultados obtidos utilizando três métodos de abertura de amostra (ataque ácido em forno de microondas, em bombas tipo Parr e fusão alcalina) mostrou a possibilidade de utilização do ataque ácido em forno de microondas e da fusão alcalina com posterior separação cromatográfica como alternativas eficientes para a determinação de ETR apesar da baixa eficiência nas recuperações dos elementos Zr e Hf em rochas ácidas e gnáissicas equivalentes. / The steps for the development of the analytical routines leading to the determination of the rare earth elements (REE) with the use of ICP-AES and ICP-MS techniques are discussed in this contribution. The set-up of these routines was also evaluated with determinations of REE in several granitoid rocks from the Piedade-Ibiuna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexes, and the results compared with those obtained in other laboratories (University of Kansas, Lawrence) with ICP-MS and INAA. The work previously performed for the adaptation of REE determination with ICPAES was reviewed, allowing analyses to be realized with better results for concentrations close to 10 times the chondrite value. At lower concentrations, REE analysis have to be performed with ICP-MS. The ICP-MS technique shows much better accuracy and precision than ICPAES, but presents problems of its own. Instrumental drift corrections, as well as corrections due to molecular interferences, are mandatory. Evaluation of the successfully adapted routines was realized analyzing international reference materials several times and applying statistical tests. A comparison of results with three dissolution techniques (acid attack in microwave oven, use of Parr type bombs, and alkaline fusion with borates) showed that both acid attack and alkaline fusion with later chromatographic separation are rather efficient alternatives for the determination of REE, although Zr and Hf are not fully recovered in many acid igneous and equivalent gneissic rocks.

No presente trabalho são descritas as etapas de desenvolvimento e implantação das rotinas analíticas utilizando ICP-OES e ICP-MS para a determinação de elementos terras raras em materiais geológicos. A implantação inclui determinações comparativas de vários granitóides dos maciços ou complexos Ibiúna-Piedade, SP, e Cunhaporanga, PR, já previamente analisados por meio de ICP-MS e INAA (Universidade Kansas, em Lawrence, USA). Através de uma pequena modificação no método inicial, os limites de detecção para a análise dos ETR por ICP-OES foram melhorados para concentrações próximas à 10 vezes o condrito. Porém para a análise de ETR em materiais geológicos com valores inferiores a estes é necessária a utilização de uma técnica mais sensível como o ICP-MS. A técnica ICP-MS não é livre de problemas sendo necessárias correções de interferências moleculares e drift instrumental para a obtenção de resultados com precisão e exatidão adequados. Realizou-se a etapa de validação do método utilizando materiais de referência internacionais geológicos. A análise estatística dos resultados obtidos utilizando três métodos de abertura de amostra (ataque ácido em forno de microondas, em bombas tipo Parr e fusão alcalina) mostrou a possibilidade de utilização do ataque ácido em forno de microondas e da fusão alcalina com posterior separação cromatográfica como alternativas eficientes para a determinação de ETR apesar da baixa eficiência nas recuperações dos elementos Zr e Hf em rochas ácidas e gnáissicas equivalentes. / The steps for the development of the analytical routines leading to the determination of the rare earth elements (REE) with the use of ICP-AES and ICP-MS techniques are discussed in this contribution. The set-up of these routines was also evaluated with determinations of REE in several granitoid rocks from the Piedade-Ibiuna (SP) and Cunhaporanga (PR) complexes, and the results compared with those obtained in other laboratories (University of Kansas, Lawrence) with ICP-MS and INAA. The work previously performed for the adaptation of REE determination with ICPAES was reviewed, allowing analyses to be realized with better results for concentrations close to 10 times the chondrite value. At lower concentrations, REE analysis have to be performed with ICP-MS. The ICP-MS technique shows much better accuracy and precision than ICPAES, but presents problems of its own. Instrumental drift corrections, as well as corrections due to molecular interferences, are mandatory. Evaluation of the successfully adapted routines was realized analyzing international reference materials several times and applying statistical tests. A comparison of results with three dissolution techniques (acid attack in microwave oven, use of Parr type bombs, and alkaline fusion with borates) showed that both acid attack and alkaline fusion with later chromatographic separation are rather efficient alternatives for the determination of REE, although Zr and Hf are not fully recovered in many acid igneous and equivalent gneissic rocks.

Foram realizadas medidas de espectroscopia gama simples, de espectroscopia gama-gama em anti-coincidência e coincidência em dezessete amostras de rochas vulcânicas irradiadas com nêutrons térmicos. Foram determinadas, utilizando cálculo covariante, 33 elementos químicos (Al, As, Ba, Ca, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, U, Yb, Zn e Zr), dos quais 21 elementos traço. Foi determinado o limite máximo de detecção para o irídio em 11 amostras. Foi obtido um valor máximo de 0,7 ppb. Os resultados foram comparados com o processo astrofísico de formação da Terra. A concentração de urânio e tório variou entre 3 ppm e 9 ppm, com exceção das amostras de Kilimanjaro, que variou entre 40 ppm e 45 ppm. Abaixo da concentração de 12 ppm presentes na crosta terrestre. Espera-se concentrações menores devido a estimativas de tório e urânio através do calor emitido pela Terra. Foram determinados 10/17 lantanídeos, com destaque para a abundância de Ce em Kilimanjaro, cujos valores obtidos foram de 272 (6) ppm e 319 (11) ppm. / Single gamma ray spectroscopy, gama-gama coincidence and anticoincidence spectroscopy have been performed to study 17 volcanic rocks irradiated with neutrons. We have determined, using covariant calculations, 33 chemical elements including 21 trace elements: Al, As, Ba, Ca, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Dy, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Mg, Mn, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, U, Yb, Zn e Zr. We set a maximum limit of detection for iridium in 11 samples. We have determined a maximum value of 0,7 ppb. The results were associated to the astrophysical process that led to the Earth formation. Thorium and uranium abundance ranged between 3 ppm e 9 ppm, except for the samples of Kilimanjaro, which ranged from 40 ppm to 45 ppm. Less than 12 ppm, the Earth\'s Crust abundance of thorium and uranium. Using the heat emitted by Earth to estimate the abundance of them led to significant lower values. We have also determined 10/17 lanthanides, like Ce that has an abundance of 272 (6) ppm and 319 (11) ppm, in the case of Kilimanjaro\'s samples.