Dentre os métodos de separação de isótopos atualmente conhecidos, os métodos que utilizam lasers vêm sendo considerados os mais indicados para o urânio, do ponto de vista econômico. São também os melhores processos do ponto de vista ecológico, já que o material resultante como rejeito pode ser extremamente empobrecido no isótopo 235U e, assim, pode-se manipular menores quantidades de urânio para se obter o mesmo produto final. Desvios na freqüência de absorção permitem que um dado isótopo seja excitado seletivamente por um feixe de luz monocromática. No caso do urânio, se uma mistura dos isótopos 235U e 238U for irradiada por um lasre cuja freqüência seja ressonante com uma linha de absorção do 235U e que tenha uma linha de emissão suficientemente estreita, a radiação será absorvida preferencialmente por este isótopo. A determinação das freqüências de absorção bem como das larguras de linha, desvios isotópicos e estruturas hiperfinas do urânio são, portanto, de fundamental importância para o desenvolvimento do processo de separação isotópica via lasers. Estes parâmetros foram obtidos, neste trabalho, para as principais transições do urânio, por meio das técnicas de espectroscopia optogalvânica e de espectroscopia a laser por fotoionização a múltiplos passos.

Neste trabalho são apresentados os primeiros resultados obtidos por diagnósticos espectroscópicos no dispositivo toroidal de confinamento magnético de plasma, CECI, de configuração R.F.P.("Reversed Field Pinch"). Tais diagnósticos foram realizados com objetivo de caracterizar parâmetros macroscópicos do plasma, parte fundamental no estudo do processo de formação e manutenção da configuração R.F.P. do mesmo. Entre os diagnósticos espectroscópico realizados estão a medida da temperatura de elétrons pelo método do razão das intensidades das linhas singleto 4921 Å e tripleto 4713 Å do H e I, cuja aplicabilidade para as condições de operação do CECI é discutida, uma vez que o valor superestimado por este método é da ordem de 40-50eV e o valor encontrado por sonda dupla é da ordem de 10eV; medida da carga iônica efetiva através da nedida da radiação Bremsstrahlung, fornecendo Zef = 1,5 e o estudo qualitativo da limpeza do sistema por descargas.Foram também realizadas medidas do grau de ionização do plasma conhecendo-se a resistividade experimental, e o diagrama F - Ø através de sondas magnéticas visando estudar o comportamento da configuração dos campos magnéticos no dispositivos CECI.

O objetivo deste trabalho é a produção e caracterização de filmes contendo urânio obtidos por eletrodeposição para utilização em análise por espectroscopia alfa. O filme depositado é produzido através da passagem de corrente elétrica entre dois eletrodos (anodo: fio de platina; catodo: disco de aço-inox) imersos em uma solução de NH4Cl (saturado, pH=1) contendo urânio. As condições ótimas para a eletrodeposição foram determinadas e os filmes obtidos possuíam boas características. A composição e a estrutura do filme obtido foram investigados pelas seguintes técnicas: espectroscopia de absorção no infravermelho, espectroscopia Rasman, difração de raios-X e termoanálise. Os espectros vibracionais (absorção no infravermelho e Raman) dos filmes eletrodepositados foram comparados com os de alguns óxidos de urânio, uranato de amônio, óxidos hidratados de urânio e alguns outros sais de urânio. Tais espectros são encontrados na literatura ou foram determinados para amostras obtidas nos nossos laboratórios. Os resultados encontrados com a utilização destas técnicas nos leva à conclusão de que o filme obtido após a eletrodeposição tem em sua composição o íon uralina, o íon uralina ligado por pontes de oxigênio, água de hidratação, grupos hidroxilas ligados por pontes de hidrogênio e amônia. Nos diagramas de difração de raios-X o filme é caracterizado como uma amostra de baixa cristalinidade. As curvas de ATG (análise termogravimétrica) e ATD (análise térmica diferencial) não correspondem a nenhum padrão encontrado na literatura. Os resultados obtidos neste trabalho e as informações da literatura de eletrodeposição é um óxido de urânio hidratado, de baixa cristalinidade, com algumas moléculas de amônia incorporadas na estrutura.

O presente trabalho é um estudo detalhado do cálculo de perfis de excitação Raman pelo método de transformada. A principal característica do método é o emprego do espectro de absorção para gerar diretamente os perfis Raman. Os programas aqui desenvolvidos para microcomputador foram testados pela comparação com perfis conhecidos da literatura, e usados para o estudo teórico de novas possibilidades de modelagem em sistemas conhecidos e também aplicados para novas espécies. Investigamos, a nível teórico , o uso do método de transformada em casos onde ocorre interferência eletrônica, e em perfis de modos não-totalmente simétricos . As novas espécies estudadas pelo método de transformada foram os íons complexos [Zn(dmit)2 ]2- and [Ni(dmit)2]2- , além da espécie TiI4, onde calculamos simultaneamente o perfil da fundamental e de harmônicas, tanto Stokes como anti-Stokes, do modo totalmente simétrico de estiramento Ti - I. Através do ajuste das intensidades relativas dos vários perfis, foi possível obter a variação da distância de equilíbrio Ti - l no estado eletrônico excitado em relação ao fundamental / The present work is a detailed study on the calculation of Raman excitation profiles by the transform method . The main feature of the transform method is to use the absorption spectra to generate the Raman excitation profiles. The computer programs here developed were tested by comparison with known profiles from the literature, and used to explore new possibilities in modelling the Raman profiles of new chemical species, as well as to improve already investigated profiles . We investigated , by use of the transform method, cases where electronic interference must be taken into account, and Raman excitation profiles of non-totally simetric modes [Zn(dmit)2 ]2- and [Ni(dmit)2]2- were now studied for the first time by the transform method. For TiI4 of the resonance profiles for the v1 fundamental and overtones, both Stokes and anti-Stokes, were calculated with a single set of parameters being possible to evaluate the displacement of the Ti - I equilibrium distance in the resonance electronic state relative to the ground state

No presente trabalho várias técnicas de espectroscopia localizada foram investigados. Suas aplicações para experimentos em núcleos diferentes tais como 1H, 31P e 13C foram analisados e, finalmente, serão apresentados alguns exemplos da aplicação dessas técnicas in vivo. A localização de um pequeno volume bem definido dentro de uma amostra mais extensa é um pré-requisito para experimentos de espectroscopia em amostras não homogêneas. A espectroscopia localizada, assunto deste trabalho, permite adquirir a informação espectral de tal volume, localizado arbitrariamente. Toma-se portanto possível investigar de forma não-invasiva, processos bioquímicos em seres vivos. Assim, a espectroscopia localizada pode complementar a tomografia no diagnóstico médico, identificando não somente o fato de haver um mal-funcionamento numa determinada região do organismo mas trazendo informações mais detalhadas sobre o metabolismo e os processos bioquímicos envolvidos naquela região. Neste trabalho, descreve-se a implementação de diferentes seqüências de pulsos para espectroscopia localizada, tais como PRESS, STEAM, CSI e também técnicas relacionadas como supressão de água (CHESS), outer volume supression (OVS) e desacoplamento (WALZ-16). Em experimentos in vitro foi desenvolvida uma metodologia otimizada para espectroscopia localizada de 13C utilizando dois sistemas de RMN diferentes; o primeiro é um equipamento experimental de 2 Teslas e o segundo um sistema comercial de corpo inteiro de 1.5 Teslas. Neste último, a metodologia otimizada foi aplicada num experimento em que os volumes observados foram localizados no interior da cabeça de um voluntário normal. Além disso, obtivemos as primeiras imagens em deutério com resolução micrométrica e espectros com volumes de localização de apenas alguns microlitros. Para tomar isso possível, instalamos e calibramos o subsistema de gradientes de um espectrômetro VARTAN Unity Inova de 400 MHz / In this work different techniques for localized spectroscopy have been investigated. Their applications in experiments observing different nuclei such as 1H, 31P e 13C have been analyzed and, finally, some results of in vivo experiments are shown. The localization of a well-defined volume inside of a larger sample is a pre-requisite for spectroscopy in non-homogeneous samples. Localized spectroscopy, topic of the present work, allows to acquire spectral information within a limited region, which may be positioned arbitrarily inside of the sample. This makes it possible to investigate, non-invasively, biochemical processes in living beings. Localized spectroscopy can therefore complement NMR Tomography in medical diagnostics, not only indicating organic disorders, but revealing more detailed information about the metabolism and biochemical processes in the affected region. In this work the implementation of severa1 pulse sequences for localized spectroscopy have been described, such as PRESS, STEAM, CSI and other related techniques like water supression (CHESS), outer volume supression (OVS) and decoupling (WALZ-16). Using in vitro experiments, an optimized methodology for localized 13C spectroscopy has been developed, working on two different NMR systems, an experimental one operating at 2 Teslas and a commercial whole body scanner working at 1.5 Teslas. The optimized methodology was practiced in a localized spectroscopy experiment whose volumes were chosen to be inside the head of a normal volunteer. Also, the first deuterium images with micrometric resolution and localized spectra from volumes of just some microliters have been obtained. To make this possible, it was necessary to insta11 and calibrate the gradient subsystem of a 400MHz VARIAN Unity Inova spectrometer

Neste trabalho foram efetuadas medições de espectros de raios X espalhados por um objeto simulador de mama em uma unidade de mamografia clínica para as combinações alvo/filtro Mo/Mo, Mo/Rh e W/Rh e tensões de aceleração do tubo de 25 e 30 kV. Os espectros de raios X foram registrados por um detector Cd0.9Zn0.1Te (CZT) para ângulos de espalhamento entre 30 e 165o. Os métodos de medição e correção dos espectros experimentais foram avaliados a partir da comparação entre os valores de kerma no ar e camada semi-redutora calculados a partir dos espectros de raios X corrigidos com aqueles obtidos a partir de medições efetuadas com uma câmara de ionização em uma unidade de mamografia não-clínica. As formas dos espectros de raios X experimentais obtidos nesta unidade não-clínica, devidamente corrigidos, foram comparadas aos espectros de raios X simulados utilizando-se modelos semi-empíricos e de Monte Carlo publicados na literatura. Os espectros de raios X relativos aos feixes primários no equipamento clínico foram simulados utilizando-se modelos semi-empíricos normalizados para os valores de kerma no ar obtidos a partir de medições efetuadas com uma câmara de ionização. Os espectros de raios X espalhados obtidos no sistema de raios X clínico foram caracterizados a partir da determinação da camada semi-redutora e da energia média do espectro. Valores de kerma no ar, equivalente de dose ambiente, dose efetiva e fração de espalhamento foram calculados a partir dos espectros de raios X experimentais corrigidos para as três combinações alvo/filtro disponíveis no equipamento clínico. Coeficientes de conversão médio de kerma no ar para equivalente de dose ambiente e de kerma no ar para dose efetiva também foram calculados para os espectros de raios X espalhados produzidos pelas combinações alvo/filtro Mo/Mo, Mo/Rh e W/Rh. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que para os espectros de raios X espalhados o equivalente de dose ambiente fornece uma superestimativa do valor da dose efetiva por um fator de aproximadamente 5 na região de energia utilizada em mamografia. Os resultados também mostram que os valores de fração de espalhamento obtidos para a combinação W/Rh são maiores que aqueles obtidos para as combinações Mo/Mo e Mo/Rh. Os resultados obtidos neste trabalho podem ser usados para avaliar a concordância com os limites de dose estabelecidos por normas regulamentadoras próximos a uma unidade clínica de mamografia e no cálculo de barreiras protetoras mais realísticas em mamografia. A influência de diferentes combinações alvo/filtro na espessura de uma barreira protetora em uma unidade de mamografia clínica também pode ser avaliada. / In this work measurements of specters of rays X had been effected spread by a simulator object of breast in a unit of clinical mamografia for the combinations white/filter Me /Me, Me /Rh and W/Rh and tensions of acceleration of the 30 pipe of 25 and kV

Existen diversos métodos para medir la longitud de onda de la luz. Uno de estos métodos está basado en la relación que existe entre la longitud de onda y los patrones de moteado. La implementación de este método consiste en hacer ingresar luz con un ancho espectral peque˜no sobre un extremo de una fibra óptica multimodal, para generar patrones de moteado a la salida de la fibra óptica. Estos patrones de moteado se relacionan con las longitudes de onda que contiene la luz que ingresa a la fibra óptica. En el presente trabajo se propone una nueva implementación que consiste en usar una pantalla de cristal líquido (LCD) en vez de una fibra óptica, para obtener patrones de moteados m´as estables frente a las vibraciones mecánicas a las que está expuesto el arreglo experimental. Los resultados indicaron que es posible implementar el método usando LCDs. Estos dispositivos ofrecen una mayor resistencia al ruido mecánico y mejoran la reproducibilidad de los patrones de moteado generados. / Tesis

Neste trabalho foram estudados catalisadores heterogêneos para a reação de transesterificação e esterificação avaliando sua atividade catalítica. Sólidos impregnados em sílica e óxidos de hidrotalcita contendo cargas de Ba, Ca e Nb foram obtidos pelas técnicas de impregnação úmida e coprecipitação, respectivamente. NaOH e ureia foram utilizados como agente precipitantes na coprecipitação. A caracterização dos mesmos foi realizada através das técnicas tradicionais para o estado sólido, como Espectroscopia no Ultravioleta-visível (UV-vis), Espectroscopia por Infravermelho com Transformada de Fourier (IV), Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O requerimento de um cuidado especial na remoção de sódio em sólidos coprecipitados com NaOH foi observado. Os materiais contendo 25 e 35 % de BaO sobre a SiO2 apresentaram atividade para a reação de transesterificação, atingindo 93,5 e 87,0 % de conversão, respectivamente. No entanto, a presença de nitratos na análise de IV pode indicar uma tendência à lixiviação de espécies de Bário. O material obtido como Ca4MgAl apresentou conversão de 97,9 % em biodiesel, porém, há uma significativa contribuição da catálise homogênea, cerca de 22 %. / In this work we were studied heterogeneous catalysts for the reaction of transesterification and esterification evaluating its catalytic activity. Solid impregnated silica and hydrotalcite oxides containing loads of Ba, Ca and Nb were obtained by wet impregnation and coprecipitation techniques, respectively. NaOH and urea was used as precipitating agent in the coprecipitation. The characterization of these was carried out using traditional techniques to solid, such as Spectroscopy Ultraviolet-visible (UV-vis) Spectroscopy Infrared Fourier Transform (IV), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). An application for a special care in sodium removal on solid co-precipitated with NaOH was observed. Materials containing 25 and 35 % BaO on SiO2 showed activity for the transesterification reaction, reaching 93,5 and 87,0 % conversion, respectively. However, the presence of nitrates in the IV analysis may indicate a tendency to leaching of barium species. The material obtained as Ca4MgAl showed 97,9 % conversion into biodiesel, however, there is a significant contribution of homogeneous catalysis, about 22 %.

O objetivo deste trabalho foi sintetizar matrizes vítreas homogêneas à base de óxido de silício e óxidos alcalinos (lítio, sódio e potássio) dopados com íons terras raras (Nd3+, Sm3+, Pr3+) que serviram como sondas locais, para investigar o efeito da densificação induzida por altas pressões (7,7 GPa) destas matrizes nas propriedades estruturais e espectroscópicas. Para a caracterização estrutural foram realizadas medidas de espectroscopia de absorção no infravermelho e Raman dos vidros produzidos revelando o efeito de cada íon alcalino na matriz de sílica. Para avaliar o efeito da densificação em alta pressão nos vidros, as medidas espectroscópicas foram realizadas antes e após o processamento em 7,7 GPa. Foi possível observar alterações no perfil da banda vibracional da sílica em torno de ~1050 cm-1 e ~1100 cm-1 nos espectros infravermelhos e Raman relacionadas a cada íon alcalino e à densificação. Estas alterações tornaram-se mais pronunciadas à medida que o tamanho do íon modificador aumentava. As propriedades espectroscópicas foram avaliadas através de medidas de absorção óptica e luminescência sob excitação em 488 nm. Os espectros de absorção dos três sistemas estudados foram avaliados antes e após terem sido submetidas à pressão 7,7 GPa, apresentando picos de absorção referentes às transições eletrônicas entre níveis 4f-4f características dos íons neodímio, samário e praseodímio. Observou-se mudanças na intensidade das bandas de absorção e desdobramentos de algumas transições pelo efeito da adição do íon alcalino na matriz e da densificação, sendo mais evidente para o silicato contendo potássio e dopado com neodímio. Para as amostras dopadas com samário os espectros de absorção mostraram uma forte intensidade para a transição 6H15/2, não observada em outros sistemas vítreos, o que poderia estar associado à presença dos íons alcalinos na matriz. Entretanto, a intensidade desta transição diminuiu pelo efeito da pressão. As amostras dopadas com praseodímio apresentaram todas as transições características na região do visível e o desdobramento da banda 3P1 foi mais evidente para o vidro silicato contendo potássio após ter sido submetido a 7,7 GPa. Na região do infravermelho foi observado o desdobramento da banda hipersensível 3F2 para o silicato de potássio antes e após a densificação em alta pressão. Com os espectros de absorção dos três sistemas estudados foram calculados os parâmetros de intensidade de Judd-Ofelt, Ωk (k=2,4,6) antes e após de terem submetidos ao tratamento de altas pressões, com os quais se calculou a probabilidade de transição radiativa de cada íon de terra rara utilizado como sonda e se verificou o caráter covalente das ligações presentes na matriz. Os respectivos espectros de luminescência também foram avaliados antes e após a densificação em alta pressão. Os vidros silicatos dopados com neodímio mostraram desdobramento na transição 4F3/2→4I9/2, o qual se manteve após a densificação. Os vidros silicatos com íons alcalinos e dopados com samário apresentaram uma forte luminescência no laranja/vermelho, cuja intensidade diminuiu após a densificação. Para os vidros dopados com praseodímio foi observada uma intensa emissão na região do vermelho. Foi possível identificar alterações irreversíveis induzidas pela pressão nos valores de densidade, índice de refração e nos parâmetros radiativos dos íons terras raras. Os resultados obtidos indicam que as propriedades espectroscópicas dos íons terras raras podem ser utilizadas como sondas locais para investigar alterações induzidas pela densificação de materiais vítreos em altas pressões. A alta pressão induz alterações irreversíveis nas distâncias e ângulos de ligação entre os íons terras raras e os íons ligantes que alteram o campo cristalino e, portanto, as propriedades espectroscópicas medidas. / The main goal of this work was to synthesize homogeneous vitreous matrices of silicon oxide and alkaline oxides (lithium, sodium and potassium) doped with rare earth ions (Nd3+, Sm3+, Pr3+) that served as local probes to investigate the effect of the densification induced by high pressure into their structural and spectroscopic properties. Raman and infrared spectroscopy were used for structural characterization of the glasses revealing the effect of each alkaline ion. To evaluate the effect of the densification induced by high pressure, the vibrational spectroscopy measurements were performed before and after processing the glasses at 7.7GPa during 15 min. It was possible to observe variations in the shape of the bands around ~1050 cm-1 and ~1100 cm-1 related to silica in the infrared and Raman spectra. These variations depended on the alkaline ion and densification and they were more pronounced as the size of the alkaline ion increased. The spectroscopic properties were evaluated by optical absorption and photoluminescence under excitation at 488 nm. The absorption spectra of the three systems studied were evaluated before and after processing at 7.7 GPa and the absorption peaks were related to electronic transitions between 4f-4f levels of neodymium, samarium and praseodymium ions. Changes were observed in the intensity of the absorption bands and on the splitting of some transitions. These changes depended on the alkali ion and on densification, being more evident for the silicate glass containing potassium and doped with neodymium. For samples doped with samarium the absorption spectra showed a strong intensity for the transition 6H15/2 not observed in other systems which might be associated with the presence of the alkali ions in the matrix. However, the strength of the transition decreased after densification under pressure. The samples doped with praseodymium showed all the characteristics transitions in the visible region and the unfolding 3P1 band was more evident for glass containing potassium silicate after densification. In the infrared region it was observed the splitting of the hypersensitive band 3F2 for potassium silicate before and after the high pressure densification. With the absorption spectra of the three systems studied, the intensity parameters of Judd-Ofelt, Ωk (k = 2,4,6) were calculated before and after having submitted to high pressure treatment, with which the probability of radiative transition of each rare earth ion used as a probe and the covalent character of the bonds present in the matrix was verified. The correspondent photoluminescence spectra were also evaluated before and after the high pressure densification. It was observed the splitting of the transition 4F3/2 → 4I9/2, for the glasses doped with Nd, which remained after densification Alkaline silicates glasses doped with Sm ions showed a strong luminescence in the orange/red, whose intensity decreased after densification. For glasses doped with Pr it was observed an intense emission in the red region. It was possible to identify irreversible changes induced by pressure on values of density, index of refraction and radiative parameters of the rare earths ions. The results indicated that the spectroscopic properties of the rare earth ions can be used as local probes to investigate changes induced by densification of glassy materials at high pressures. The high pressure induces irreversible changes in distances and bond angles between the rare earth ions and ligands that modify the crystal field and, therefore, the spectroscopic properties.

Este trabalho foi dedicado à síntese e a caracterização de filmes nanocompósitos de poliacrilamida (PAM), polivinilpirrolidona (PVP) e Ag0 com o objetivo de investigar a interação das nanopartículas (NPs) de Ag0 com os polímeros. Os filmes foram depositados sobre substratos de vidro através da deposição por rotação (Spin Coating) e as NPs foram preparadas por redução química e fotoquímica. As propriedades ópticas, eletrônicas e estruturais dos filmes foram investigadas por Espectroscopia no Ultravioleta-visível e Infra Vermelho Próximo (UV-Vis-NIR), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios X (XPS), Espectroscopia por Espalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Estas técnicas permitiram identificar a formação de NPs de Ag0 e mecanismos de transferência de carga entre a prata e os átomos de nitrogênio dos polímeros. Resultados de XPS permitiram verificar deslocamentos na energia de ligação do nitrogênio que se devem à interação da prata com o nitrogênio. No entanto, este deslocamento químico para mais alta ou mais baixa energia de ligação depende do método de preparação das NPs. / This work was dedicated to the synthesis and characterization of polyacrylamide (PAM), polyvinylpyrrolidone (PVP) and Ag0 nanocomposite films in order to investigate the interaction of the silver nanoparticles (NPs) with the polymers. The films were deposited on glass substrates by spin coating and the NPs were prepared by chemical reduction and photochemical reduction. The optical, electronic and structural properties of the films were investigated by Ultra Violet Visible-Near Infra Red Spectroscopy (UV-Vis-NIR) X-Ray Diffraction, (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Rutherford Scattering Spectroscopy (RBS) and Transmission Electron Microscopy (MET). These techniques allowed identifying the formation of the Ag0 NPs and the charge transfer mechanisms between the silver and the nitrogen atoms of the polymers. XPS results allowed verifying binding energy shifts associated to the interaction of the silver with nitrogen. However this chemical shift for higher or lower binding energies depends on the NPs preparation method.