Este trabalho apresenta as medidas das taxas de reação nuclear ao longo da direção radial da pastilha combustível por irradiação e posterior espectrometria gama de um fino disco de UO2 com enriquecimento de 4,3% no reator IPEN/MB- 01. A partir de sua irradiação, a taxa de captura radioativa e de fissão foram medidas em função do raio do disco utilizando um detector HPGe. Colimadores de chumbo foram utilizados para esse fim. O disco de UO2 é inserido no interior de uma vareta combustível desmontável e esta é então colocada na posição central do núcleo do reator IPEN/MB-01 e irradiada durante uma hora sob um fluxo de nêutrons de aproximadamente 9 x 108 n/cm2s. Na espectrometria gama, 10 colimadores com diâmetros diferentes foram utilizados, consequentemente, as reações nucleares de captura radioativa que ocorrem nos átomos de 238U e as fissões que ocorrem em ambos 235U e 238U são mensuradas em função de 10 regiões distintas do disco combustível. Correções de eficiência geométrica devido à introdução dos colimadores no sistema de detecção HPGe foram estimados usando o código MCNP-4C. Alguns valores calculados da taxa de reação nuclear de captura radioativa e fissão obtidos pela metodologia de Monte Carlo, utilizando o código MCNP-4C, são apresentados e comparados aos dados experimentais apresentando boa concordância. Além de taxas de reação nuclear, os índices espectrais 28ρ e 25δ foram obtidos para cada raio do disco combustível. / This work presents the measurements of the nuclear reaction rates along the radial direction of the fuel pellet by irradiation and posterior gamma spectrometry of a thin slice of fuel pellet of UO2 with 4,3% enrichment. From its irradiation the rate of radioactive capture and fission have been measured as a function of the radius of the pellet disk using a HPGe detector. Lead collimators has been used for this purpose. Simulating the fuel pellet in the pin fuel of the IPEN/MB-01 reactor, a thin UO2 disk is used. This disk is inserted in the interior of a dismountable fuel rod. This fuel rod is then placed in the central position of the IPEN/MB-01 reactor core and irradiated during 1 hour under a neutron flux of around 9 x 108 n/cm2s. For gamma spectrometry 10 collimators with different diameters have been used, consequently, the nuclear reactions of radioactive capture that occurs in atoms of 238U ans fissions that occur on both 235U and 238U are measured in function of 10 different region (diameter of collimator) of the fuel pellet disk. Corrections in the geometric efficiency due to introduction of collimators on HPGe detection system were estimated using photon transport of MCNP-4C code. Some calculated values of nuclear reaction rate of radioactive capture and fission along of the radial direction of the fuel pellet obtained by Monte Carlo methodology, using the MCNP-4C code, are presented and compared to the experimental data showing very good agreement. Besides nuclear reaction rates, the spectral indices 28ρ and 25δ have been obtained at each different radius of the fuel pellet disk.

Neste trabalho apresenta-se uma nova maneira de calcular a espessura de blindagem de uma placa plana homogênea pela combinação dos métodos L TSN e Decomposição. No método da Decomposição o termo não-linear é aproximado pelos polinômios A 11 e A11 • É também empregada a formulação L TSN para resolver problemas de grandes espessuras. Simulações numéricas para a espessura de blindagem são apresentadas usando as formulações L TS2 e L TS4 considerando, respectivamente, cinco e dois termos da solução em série do método da Decomposição. / In this work is proposed a new approach to evaluate the shielding thickness of a homogeneous slab by combination the L TSN and Decomposition methods. In the Decomposition method, the non-linear term is approximated by the A11 and Ã11 polynomials. It is also used the L TSN formulation to solve large thickness problems. Numerical simulations for the shielding thickness are reported employing the L TS2 and L TS4 formulations and considering, respectively, five and two tenns of the series solution from the Decomposition method.

O progresso nas pesquisas no campo de átomos a baixíssimas temperaturas tem possibilitado o estudo de fenômenos de fotoassociação e blindagem óptica. Estes dois fenômenos são tipicamente produzidos quando um campo de luz externo é incidido em um MOT. Dependendo das dessintonias das frequências dos lasers em relação à ressonância atômica, se podem realizar seletivamente estes processos. Neste trabalho, os estudos são feitos em átomos de sódio e a exploração apresentada faz parte dos estudos que envolvem a formação e detecção de moléculas fotônicas. Uma exploração dos espetros de fotoionização associativa por dois fótons na região de 0 até -30 GHz foi realizada e a identificação dos estados de longo alcance foi feita. Os níveis vibracionais identificados pertencem majoritariamente aos estados 1g, 0g e 0+u, sendo o estado 0g um estado puramente de longo alcance. Um estudo da blindagem óptica em alguns picos do espectro de fotoionização associativa foi realizada com a adição de outro laser azul de frequência ωA2, e se comprovou saturação na blindagem das colisões inelásticas quando se aumenta a potência deste laser. Com estes estudos demonstramos que os potenciais moleculares intermediários são modificados na presença de campos de luz intensos. / The progress of research in the field of atoms in low temperatures has opened the possibility to study phenomena called fotoassociation and optical shielding. These two phenomena are typically produced when an external light field is focused on a MOT. Depending on the detuning of frequencies of the laser with respect to the atomic resonance can be selectively induced these processes. In this work, the studies are made for sodium atoms, and the presented exploration has been a part of the first studies involving the formation and detection of photonic molecules. An exploration of the fotoasociation spectrum of two colors fotoionizative association between 0 and -30 GHz was performed, and a labeling of the states of long range was carried out. These vibrational levels belong mostly to the states 1g, 0g and 0+u , being the state 0g , a purely long range state. A study of optical shielding of some peaks in the fotoasociation spectrum, as identified to be important in forming the photonic molecule. With respect to the blue laser detuning frequency ωA and its intensity was performed with the addition of another blue laser frequency ωA2, and can show a saturation in the shielding for inelastic collisions when increasing the laser intensity. The studies have showed modification in the intermediary potentials in the presence of an intense light field.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2013-12-09T12:17:20Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2012_01.pdf: 1805099 bytes, checksum: c22681117de84a4db428c8b495af3eab (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-09T12:17:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_mestrado_ien_2012_01.pdf: 1805099 bytes, checksum: c22681117de84a4db428c8b495af3eab (MD5) Previous issue date: 2012 / A computação em cluster tem sido amplamente utilizada como uma alternativa de relativo baixo custo para processamento paralelo em aplicações científicas. Com a utilização do padrão de interface de troca de mensagens (MPI, do inglês Message-Passing Interface), o desenvolvimento tornou-se ainda mais acessível e difundido na comunidade científica. Uma tendência mais recente é a utilização de Unidades de Processamento Gráfico (GPU, do inglês Graphic Processing Unit), que são poderosos coprocessadores capazes de realizar centenas de instruções ao mesmo tempo, podendo chegar a uma capacidade de processamento centenas de vezes a de uma CPU. Entretanto, um microcomputador convencional não abriga, em geral, mais de duas GPUs. Portanto, propõe-se neste trabalho o desenvolvimento e avaliação de uma abordagem paralela híbrida de baixo custo na solução de um problema típico da engenharia nuclear. A ideia é utilizar a tecnologia de paralelismo em clusters (MPI) em conjunto com a de programação de GPUs (CUDA, do inglês Compute Unified Device Architecture) no desenvolvimento de um sistema para simulação do transporte de nêutrons, através de uma blindagem por meio do Método Monte Carlo. Utilizando a estrutura física de cluster composto de quatro computadores com processadores quad-core e 2 GPUs cada, foram desenvolvidos programas utilizando as tecnologias MPI e CUDA. Experimentos empregando diversas configurações, desde 1 até 8 GPUs, foram executados e comparados entre si, bem como com o programa sequencial (não paralelo). Observou-se uma redução do tempo de processamento da ordem de 2.000 vezes quando se comparada a versão paralela de 8 GPUs com a versão sequencial. Os resultados aqui apresentados são discutidos e analisados com o objetivo de destacar ganhos e possíveis limitações da abordagem proposta. / Cluster computing has been widely used as a low cost alternative for parallel processing in scientific applications. With the use of Message-Passing Interface (MPI) protocol development became even more accessible and widespread in the scientific community. A more recent trend is the use of Graphic Processing Unit (GPU), which is a powerful co-processor able to perform hundreds of instructions in parallel, reaching a capacity of hundreds of times the processing of a CPU. However, a standard PC does not allow, in general, more than two GPUs. Hence, it is proposed in this work development and evaluation of a hybrid low cost parallel approach to the solution to a nuclear engineering typical problem. The idea is to use clusters parallelism technology (MPI) together with GPU programming techniques (CUDA – Compute Unified Device Architeture) to simulate neutron transport through a slab using Monte Carlo method. By using a cluster comprised by four quad-core computers with 2 GPU each, it has been developed programs using MPI and CUDA technologies. Experiments, applying different configurations, from 1 to 8 GPUs has been performed and results were compared with the sequential (non-parallel) version. A speed up of about 2.000 times has been observed when comparing the 8- GPU with the sequential version. Results here presented are discussed and analysed with the objective of outlining gains and possible limitations of the proposed approah.

As memórias são de fundamental importância no computador de bordo de um satélite, uma vez que são responsáveis por armazenar as informações necessárias para o funcionamento correto do mesmo, além dos dados coletados pela carga útil do satélite. Este trabalho propõe uma metodologia e aplicação da mesma em um sistema de memória, de tal forma que, através de passos bem definidos, possibilite a utilização de componentes de memórias não qualificadas para área espacial, com o grau de confiabilidade especificado. Uma etapa baseada no processo de screening foi utilizada como parte integrante de um programa de confiabilidade conduzido na fase de projeto e desenvolvimento do computador de bordo. Na aplicação, um lote mínimo de memórias SRAMs de categoria industrial projetada sem levar em conta efeitos do ambiente espacial (não possuindo garantia do fabricante para operar no espaço) foram submetidas a screening.A metodologia utiliza a aplicação da técnica de screening com a finalidade de conhecer as características de confiabilidade desses componentes e a eliminação de componentes defeituosos. Uma outra etapa abordada na metodologia é o aumento da confiabilidade no desenvolvimento do módulo de memórias SRAMs para o computador de bordo, utilizando os componentes que sobreviveram ao screening. Finalmente, é proposta uma etapa de validação do desenvolvimento do aumento da confiabilidade do módulo, utilizando o método de injeção de falhas. Os resultados conseguidos através da aplicação da metodologia aos módulos de memória SRAM demonstram que a metodologia proposta pode vir a ser uma eficiente ferramenta de projeto a ser utilizada no desenvolvimento de sistemas espaciais.

A caracterização da anisotropia na permissividade relativa complexa do Compósito de Fibra de Carbono (CFC) tornou-se importante para avaliar os efeitos diretos e indiretos causados por impacto de raio em aeronaves construídas com esse material. Esta importância está associada à relação que existe entre a blindagem eletromagnética utilizada para proteger os equipamentos de bordo e a permissividade do CFC. Devido a estas relações e sua relevância para a indústria aeronáutica, foi realizada uma extensa investigação da permissividade do CFC. Foram medidas as partes real e imaginária (e' e e") da permissividade na faixa de freqüência de 1 kHz a 10 MHz, a 25C, a partir de amostras cilíndricas extraídas de uma mesma placa multicamadas de CFC, com seus eixos ortogonais entre si e paralelos aos eixos cartesianos. Os resultados destas medidas foram compilados em uma base de dados para serem utilizados em um software de simulação baseado no Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Como resultado, foi possível representar em três eixos o campo próximo e a intensidade da energia eletromagnética a que pode ser submetida uma estrutura de CFC com geometria arbitrária no espaço tridimensional de uma placa de CFC do material iluminada pela componente elétrica. Além disso, foi observada a anisotropia entre os planos YZ e YX, apontando que a maior anisotropia ocorre na direção do eixo Y. O material analisado apresentou baixas perdas, com e" tendendo assintoticamente a zero.

Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: O uso de fontes de radiações ionizantes tem sido cada vez mais presente nas diversas atividades técnico-científicas. Os cuidados e os benefícios da prática já são bastante conhecidos e difundidos na área da medicina de humanos, tanto no campo do diagnóstico quanto da terapia. Na área da medicina veterinária, a radioterapia vem ganhando espaço, no entanto, o uso de feixes de radiações ionizantes exige o conhecimento de legislações específicas sobre proteção radiológica e a atuação de profissionais altamente especializados. O uso seguro das práticas de radioterapia requer o dimensionamento de blindagens para a correta proteção dos profissionais, dos pacientes e do meio ambiente. Neste trabalho foram realizados cálculos de blindagem para dimensionamento das espessuras das barreiras de proteção à radiação para uma sala de radioterapia adequada para o uso de um equipamento de teleterapia de ortovoltagem, destinado para procedimentos de radioterapia em medicina veterinária. Foram também realizados estudos para o dimensionamento das mesmas barreiras e condições de trabalho para o uso em braquiterapia de alta e de baixa taxa de dose (BATD e BBTD), para diferentes fontes radioativas. Foram ainda desenvolvidos os cálculos para dimensionamento das paredes de um espaço localizado no interior do canil situado no prédio da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Unesp de Botucatu (FMVZ), visando sua adequação para a realização de procedimentos de braquiterapia de baixa de dose. Os... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of ionizing radiation surces has increased in various technical-scientific activities. The care and benefits of the practice are already well known and widespread in human medicine, both in the field of diagnosis and therapy. In the area of veterinary medicine, radiotherapy has been gaining space, however, the use of ionizing radiation beams requires the knowledge of specific legislation on radiolprotection and specialized professionals. The safe use of radiotherapy practices requires the design of shielding for the correct protection of professionals, patients and the environment. The present study calculated the dimension and thickness of the radiation protection barriers to a radiotherapy room suitable for the use of orthovoltage teletherapy equipment, destined for radiotherapy procedures in veterinary medicine. Studies were also carried out for the design of the same barriers and working conditions for use in high and low dose rate brachytherapy (HDR and LDR) for different radioactive sources. The calculations for dimensioning the walls of a dog kennel located in the school of Veterinary Medicine and Animal Science, Unesp Botucatu (FMVZ), were also developed, aiming at their adequacy for the accomplishment of dose rate brachytherapy procedures. The results showed that the thicknesses calculated for the walls of the orthovoltage radiotherapy room are sufficient for the shielding of the radiations from the sources of high and low dose rate brachytherapy. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PriscyllaCAGpdf.pdf: 2221940 bytes, checksum: 25a80df63d59147dc3816d52fcd0e65b (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work main objective is to study the use of bricks in barium X-rays rooms in order to contribute to the optimization of shielding rooms diagnosis. The work was based on experimental measurements of X-ray attenuation (40 to 150 kV), using ceramic seal bearing the incorporation of barium sulfat (BaSO4). Different formulations were studied in three different firing temperatures and evaluated for incorporation in the ceramic body. The composition of 20% of barite processed at a temperature of 950 ? C showed better physical and mechanical properties, is considered the most suitable for the purpose of this work. Were produced bricks sealing composition formulated based on that presented the best technological features. These blocks were tested physically as a building material and wall protective barrier. Properties such as visual, deviation from the square, face flatness, water absorption and compressive strength were evaluated for all the blocks produced. The behavior of this material as attenuator for X-rays was investigated by experimental results which take into account mortar manufacturers barium through the different strains and compared with the reference material (Pb). The simulation results indicated that the ceramic block barium shows excellent properties of attenuation equivalence lead taking into account the energy used in diagnostic X-ray / Este trabalho tem por finalidade principal estudar a utiliza??o de blocos cer?micos baritados em salas de radia??o X, visando contribuir para a otimiza??o da blindagem de salas de diagn?stico. O trabalho foi baseado em medidas experimentais de atenua??o da radia??o X (40 a 150 kV), empregando material cer?mico de veda??o contendo a incorpora??o de sulfato de b?rio (BaSO4). Diferentes formula??es foram estudadas em tr?s temperaturas de queima diferentes e avaliadas as incorpora??es na massa cer?mica. A composi??o de 20% de barita processada a temperatura de 950?C, apresentou melhores propriedades f?sicas e mec?nicas, sendo considerada a mais adequada para a proposta deste trabalho. Foram produzidos blocos cer?micos de veda??o baseados na composi??o formulada que apresentou melhores caracter?sticas tecnol?gicas. Estes blocos foram testados fisicamente como material construtivo de parede e barreira protetora. Propriedades como caracter?sticas visuais, desvio com rela??o ao esquadro, planeza das faces, absor??o de ?gua e resist?ncia ? compress?o foram avaliadas para todos os blocos produzidos. O comportamento deste material como atenuador para a radia??o X foi investigado por meio de resultados experimentais que levaram em considera??o fabricantes de argamassas baritadas atrav?s das diferentes tens?es e comparado com o material de refer?ncia (Pb). Os resultados obtidos nas simula??es indicaram que o bloco cer?mico baritado demonstra ?timas propriedades de atenua??o em equival?ncia ao chumbo levando-se em conta as energias usadas em raios X diagn?stico

Neste trabalho de tese, foi estudada a perda de energia de íons de Be, B e O incidindo em direção aleatória e ao longo dos canais axiais <100> e <110> do Si. Os intervalos de energia nos quais as medidas experimentais foram realizadas variaram entre 0,5 e 10 MeV para Be, entre 0,23 e 9 MeV para B e entre 0,35 e 15 MeV para O. Posteriormente, o efeito do “straggling” (flutuação estatística da perda de energia) nas medidas em direção aleatória também foi analisado, para íons de Be e O, nas regiões de energia entre 0,8 e 5 MeV e 0,35 e 13,5 MeV, respectivamente. As medidas relacionadas à perda de energia em direção aleatória e ao “straggling” em função da energia dos íons foram realizadas combinando-se a técnica de retroespalhamento Rutherford (RBS) ao emprego de amostras de Si implantadas com marcadores de Bi. Os resultados relativos à perda de energia ao longo dos canais <100> e <110> do Si em função da energia dos íons foram obtidos através de medidas de RBS canalizado feitas em amostras tipo SIMOX (Separated by IMplanted OXygen). A perda de energia foi calculada teoricamente, através de três abordagens diferentes: a) a Aproximação de Convolução Unitária (UCA); b) o método não-linear baseado na seção de choque de transporte e na regra da soma de Friedel estendida (TCS-EFSR); c) a teoria binária. A combinação dos cálculos UCA com os resultados experimentais para a perda de energia canalizada de Be, B e O em Si permitiu isolar a contribuição do efeito Barkas para a perda de energia. Essa contribuição mostrou ser bastante grande, chegando a 45% do valor das outras contribuições para o caso do Be, 40% para o caso do B e 38% para o caso do O. Esses resultados são comparáveis aos previamente obtidos no Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS para íons de He e Li. As teorias TCS-EFSR e binária permitiram o cálculo do efeito Barkas para a perda de energia devida aos elétrons de valência. Os resultados teóricos e experimentais para a contribuição Barkas total e relativa foram comparados e analisados em função da carga média e da energia dos íons para as energias de 300, 400, 500 e 700 keV/uma. O acordo teórico-experimental é razoável para as energias mais baixas, melhorando com o aumento da energia dos íons incidentes.

Neste trabalho de tese, foi estudada a perda de energia de íons de Be, B e O incidindo em direção aleatória e ao longo dos canais axiais <100> e <110> do Si. Os intervalos de energia nos quais as medidas experimentais foram realizadas variaram entre 0,5 e 10 MeV para Be, entre 0,23 e 9 MeV para B e entre 0,35 e 15 MeV para O. Posteriormente, o efeito do “straggling” (flutuação estatística da perda de energia) nas medidas em direção aleatória também foi analisado, para íons de Be e O, nas regiões de energia entre 0,8 e 5 MeV e 0,35 e 13,5 MeV, respectivamente. As medidas relacionadas à perda de energia em direção aleatória e ao “straggling” em função da energia dos íons foram realizadas combinando-se a técnica de retroespalhamento Rutherford (RBS) ao emprego de amostras de Si implantadas com marcadores de Bi. Os resultados relativos à perda de energia ao longo dos canais <100> e <110> do Si em função da energia dos íons foram obtidos através de medidas de RBS canalizado feitas em amostras tipo SIMOX (Separated by IMplanted OXygen). A perda de energia foi calculada teoricamente, através de três abordagens diferentes: a) a Aproximação de Convolução Unitária (UCA); b) o método não-linear baseado na seção de choque de transporte e na regra da soma de Friedel estendida (TCS-EFSR); c) a teoria binária. A combinação dos cálculos UCA com os resultados experimentais para a perda de energia canalizada de Be, B e O em Si permitiu isolar a contribuição do efeito Barkas para a perda de energia. Essa contribuição mostrou ser bastante grande, chegando a 45% do valor das outras contribuições para o caso do Be, 40% para o caso do B e 38% para o caso do O. Esses resultados são comparáveis aos previamente obtidos no Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS para íons de He e Li. As teorias TCS-EFSR e binária permitiram o cálculo do efeito Barkas para a perda de energia devida aos elétrons de valência. Os resultados teóricos e experimentais para a contribuição Barkas total e relativa foram comparados e analisados em função da carga média e da energia dos íons para as energias de 300, 400, 500 e 700 keV/uma. O acordo teórico-experimental é razoável para as energias mais baixas, melhorando com o aumento da energia dos íons incidentes.