Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-11-06T12:09:07Z No. of bitstreams: 1 LUANA SALES D.pdf: 6728954 bytes, checksum: 2f5b2092c0bf17b9cc910683edb97e97 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-06T12:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUANA SALES D.pdf: 6728954 bytes, checksum: 2f5b2092c0bf17b9cc910683edb97e97 (MD5) Previous issue date: 2014-07-23 / Esta pesquisa se desenrola sob as condições de um paradigma científico emergente, conhecido como e-Science ou 4º Paradigma Científico. Essa nova forma de fazer ciência se distingue pelo uso intensivo de redes de computadores, repositórios digitais distribuídos e pela geração extraordinária de dados de pesquisa, que é uma consequência do uso determinante de tecnologias de informação e de simulação por software do avanço da instrumentação científica. O ambiente informacional que se configura como consequência dessas transformações impacta sensivelmente os padrões de comunicação científica, principalmente no que tange às pesquisas cooperativas, ao compartilhamento e reuso de recursos informacionais e às formas de comunicar e de disseminar os resultados de pesquisa. Para contextualizar o seu campo de estudo, a tese contribui para delinear conceitos novos e renovados para a Ciência da Informação como e-Science, curadoria de dados de pesquisa, objetos digitais complexos, repositório de dados, CRIS (Current Research Information System) e outras infraestruturas essenciais para a gestão da pesquisa e das novas concepções de publicações acadêmicas e científicas. A pesquisa esta alicerçada sobre duas premissas: a primeira levanta a necessidade de um modelo de publicação científica que possa expressar e refletir o novo padrão de geração de conhecimento científico rico em dados, sendo capaz de integrar esses dados às publicações; a segunda preconiza que isso possa ser realizado segundo as possibilidades tecnológicas e os padrões decorrentes da Web Semântica. Essas duas premissas corporificam a formulação da hipótese colocada pela presente tese: uma publicação científica pode ser enriquecida e estar mais próxima às novas formas de geração de conhecimento da ciência contemporânea se estiver configurada segundo um modelo que vincule por meio de relações semânticas os dados e conjuntos de dados de pesquisa à publicação convencional. O método utilizado foi o dedutivo, partindo de conceitos gerais da Ciência da Informação aplicados à especificidade das Ciências Nucleares. Isto foi realizado de duas formas: por meio de levantamento bibliográfico, para fins de análise e interpretação qualitativa dos conceitos gerais, e por meio da abordagem de análise de domínio que permitiu analisar empiricamente a área de aplicação específica. Como resultado final obteve-se uma proposta de diretrizes para uma política nacional de curadoria digital e um modelo de publicação científica para a área de Ciências Nucleares, em que os dados são ligados às publicações acadêmicas por meio de relações semânticas sistematizadas em taxonomia construída para esta finalidade. Os modelos gráficos foram utilizados como ferramenta para representar e sintetizar os conceitos resultantes. Como conclusão constata-se: alterações no ciclo da comunicação científica, a possibilidade de construção de um novo modelo de publicação cientifica como padrão relevante para a prática de uma ciência mais aberta e mais colaborativa, e a viabilidade de incorporação dos princípios e das teorias da Biblioteconomia e da Ciência da Informação para a organização do conhecimento técnico-cientifico no mundo da eScience. / This research takes place under the conditions of an arising scientific paradigm, known as e-Science or 4th Scientific Paradigm. This new way of doing science is characterized by intensive use of computer networks, distributed digital repositories and by extraordinary generation of research data, which is a consequence of the heavy use of information and simulation technologies and advancing of scientific instrumentation. The information environment that is established as a result of these transformations significantly impacts the patterns of scientific communication, especially regarding to cooperative research, the sharing and reuse of information resources and ways to communicate and to disseminate research results. In order to create a context for their field of study, the thesis contributes to delineate new and renewed concepts for Information Science such as e-Science, curation of research data, complex digital objects, data repository, CRIS (Current Research Information System Model ) and others key infrastructures for the management of research and also of new conceptions of academic and scientific publications. The research is based on two assumptions: first raises the need for a model of scientific publication that would reflect the new standard for generating scientific knowledge characterized by data richness, and being able to integrate these data to publications; the second highlights that this can be performed according to the technological possibilities and standards arising from the Semantic Web. These two assumptions embody the formulation of the hypothesis raised by this thesis: a scientific publication can be enriched and be closer to new ways of generating knowledge, which characterizes contemporary science, if it is configured according to a model that links through semantic relations the research data and datasets to conventional publication. The method adopted was the deductive one, starting from general concepts of Information Science applied to the specificity of Nuclear Sciences. This was accomplished in two ways: through a literature review, for purposes of analysis and qualitative interpretation of the general concepts; and through the domain analysis approach that allowed empirically analyze the particular application area. As a final result was obtained a proposal of guidelines for a national policy for digital curation, and a model of scientific publication to the Nuclear Sciences area, in which the research data are linked to the academic publications by means of semantic relations systematized into taxonomy built for this purpose. Graphic models are used as a tool to represent and synthesize the resulting concepts. As a conclusion it is observed: changes in the scholarly communication cycle, the possibility of building a new scientific model as relevant standard to the practice of a more open and more collaborative science, and feasibility of incorporating the principles and theories of librarianship and Information Science for the organization of technical and scientific knowledge in the world of eScience.

No presente trabalho foram estudados os fenômenos de encruamento e, principalmente, transformação de fases, recuperação e recristalização, presentes na liga U-7,5Nb-2,5Zr (Mulberry alloy) e no urânio não ligado. Realizou-se a fusão da liga por dois métodos: plasma (menor massa) e indução (maior massa). A caracterização microestrutural das ligas resultantes nos estados bruto de fundição e homogeneizado (tratado termicamente na região da fase γ seguido de resfriamento rápido em água), assim como do urânio em seu estado inicial, foi realizada com auxílio de várias técnicas complementares de análise microestrutural. No estado gama estabilizado, a liga U-7,5Nb-2,5Zr foi deformada na temperatura ambiente por dois métodos: laminação a frio, dividida em vários estágios (20%, 50%, 60% e 80%), e limagem, sendo o pó resultante de alto grau de deformação. As amostras deformadas foram posteriormente recozidas em tratamentos isócronos (1 hora) e isotérmicos (200ºC, 450ºC e 700ºC). O urânio não ligado foi deformado em aproximadamente 60% e 80% de redução em espessura, e em seguida submetido a tratamentos isócronos (1 hora) e isotérmicos (400ºC e 650ºC). Os fenômenos de encruamento, recuperação, recristalização e transformação de fases foram estudados predominantemente por microscopia óptica, dureza e difração de raios X, com auxílio do método de Rietveld. Adicionalmente, técnicas de análise térmica (dilatometria e calorimetria diferencial) foram utilizadas para acompanhamento da cinética de transformação de fase e energia armazenada na deformação. Com relação à deformação, a liga U-7,5Nb-2,5Zr mostrou ser capaz de sofrer reduções da ordem de 70% na temperatura ambiente, sem necessidade de recozimentos intermediários e com um baixo grau de encruamento. Similarmente, o urânio não ligado mostrou ser capaz de sofrer graus de deformação mais altos na temperatura ambiente, entretanto, este material apresentou alto grau de encruamento e, mesmo após considerável grau de deformação, ainda apresentava muitas heterogeneidades de deformação, como bandas de deformação e maclas. Foi observado que a recristalização do urânio não ligado teve início a aproximadamente 454ºC. Para a liga no estado deformado e supersaturado, a precipitação de fases tende a ocorrer antes da recristalização. Assim, o comportamento desta liga sob aquecimento pós-deformação pode ser resumido da seguinte forma: ~200°C (Recuperação) ---> 300-575°C (Precipitação de fases) ---> 575°C (Recristalização). O rápido aquecimento para temperaturas acima de 650ºC, ou a manutenção desta temperatura por longos tempos, gera uma estrutura γ recristalizada com grãos equiaxiais. Uma estrutura de grãos finos (~8,3µm) foi obtida no recozimento a 700ºC/1h tanto para baixo como para alto grau de deformação. Uma taxa de aquecimento lenta, ou recozimento na faixa de 300-575ºC, gera precipitação da fase antes da recristalização. Consequentemente, a transformação eutetóide γ→α+γ₃ ocorre de modo a herdar a orientação do grão γ deformado, o que pode gerar uma textura de transformação. Na faixa de temperaturas de 575-650ºC ocorre a interação entre os fenômenos de precipitação de fase e recristalização. Em recozimentos a 200ºC foi possível observar a predominância da recuperação para graus de deformação intermediários (60%) e altos (80%), mas para grau de deformação baixo (20%) prevaleceu endurecimento por precipitação da fase α\'\'. Com auxílio da análise em um calorímetro diferencial (DSC) foi observado que a energia armazenada na deformação e liberada durante o processo de recristalização da liga U-7,5Nb-2,5Zr foi de 6,5J/g. Tal valor é relativamente alto se comparado aos metais comuns, o que leva à suposição de que uma linha de discordância no urânio representa uma maior energia. Este fato tem influência direta no processo recristalização. Este experimento demonstrou também que os fenômenos de precipitação de fase e recristalização interagem entre si, com relação à energia disponível para o processo. A textura da liga U-7,5Nb-2,5Zr foi estudada por difração de raios X (DRX) nas condições com fase γ estabilizada (obtida através de fusão, coquilhamento e homogeneização seguida de têmpera) e no estado deformado (laminado a temperatura ambiente). A liga na condição com γ estabilizado apresentou textura moderada com apenas as componentes (023) e (032). Após a deformação de 80%, o material apresentou uma textura de fibra (001)<uvw>, pouco comum nos metais CCC, além da fibra γ (111)<uvw>, com intensidade intermediária. / In this work it was studied the phenomena of work hardening, mainly phase transformation, recovery and recrystallization in the U-7.5Nb-2.5Zr alloy (Mulberry alloy) and unalloyed uranium. The alloy was melted by two methods: plasma (smaller mass) and induction (larger mass). Microstructural characterization of the samples in the as-cast and homogenized states (the last one was heat treated in the γ phase region and then quenched in water), as well as uranium in its initial state, was performed using several complementary techniques for microstructural analysis. In the gamma stabilized state, the U-7.5Nb2.5Zr alloy was deformed at room temperature by two methods: cold rolling in several stages (20%, 50%, 60% and 80%), and then filed, resulting in a powder with high degree of deformation. Deformed samples were subsequently annealed by isochronal (1 hour) and isothermal (200°C, 450°C, 700°C) treatments. Unalloyed uranium was deformed by approximately 60% and 80% reduction in thickness, and then subjected to isochronous (1 hour) and isothermal (400°C and 650°C) treatments. The phenomena of work hardening, recovery, recrystallization and phase transformation were studied by optical microscopy, hardness testing and X-ray diffraction, using the Rietveld method. Additionally, thermal analysis techniques (differential calorimetry and dilatometry) were used to measure the kinetics of phase transformation and energy stored during deformation. With regard to deformation, the U-7.5Nb-2.5Zr alloy was reduced of approximately 70% at room temperature without intermediate annealing and with a low degree of work hardening. Similarly, unalloyed uranium was reduced of high degrees of deformation at room temperature. However, this sample showed a higher degree of work hardening, and even after significant deformation still showed lots of inhomogeneities of deformation, such as deformation bands and twins. It was observed that recrystallization of unalloyed uranium started at about 454°C. For the alloy in the supersaturated and deformed states, the phase precipitation tends to occur before recrystallization. Thus, the behavior of this alloy under heat treatments after deformation can be summarized as follows: ~200°C (Recovery) ---> 300-575°C (Phase precipitation) ---> 575°C (Recrystallization). Rapid heating to temperatures above 650°C, or maintain this temperature for a long time, generates a γ recrystallized structure with equiaxed grains. Fine grain structure (~8.3 µm) was obtained for annealing at 700°C/1 h for both lower and higher deformation degrees. Slow heating rate or annealing treatment in the range of 300 to 575ºC, causes precipitation before recrystallization. Consequently, the eutectoid transformation γ→α+γ₃ occurs in order to inherit orientation from the γ deformed grain, which may generate a transformation texture. The interaction between the phenomena of phase precipitation and recrystallization was observed in the temperature range of 575-650°C. At the annealing temperature of 200°C it was possible to observe the predominance of recovery at intermediate (60%) and higher (80%) degrees of deformation, while at lower deformation degree (20%) α phase precipitation hardening has predominated. The results obtained using a differential calorimeter (DSC) showed that the energy stored during deformation and released during the recrystallization of the U-7.5Nb-2.5Zr alloy was 6.5 J/g. That value is relatively high compared to common metals, which leads to the conclusion that dislocation lines in uranium alloys possess higher energy. This fact has a direct influence in the recrystallization process. This experiment also demonstrated that the phenomena of phase precipitation and recrystallization interact with each other with regard to energy available for the process. The texture of the U-7.5Nb-2.5Zr alloy was studied by X-ray diffraction (XRD) in the γ-phase stabilized condition (obtained by melting, casting, homogenization and then quenching) and in deformed state (rolled at room temperature). The first condition generated moderate texture with the components (023) e (032). After 80% of deformation, the samples showed a fiber texture (001)<uvw>, uncommon in the BCC metals, as well the γ fiber (111)<uvw> with intermediate intensity.

Nenhuma / Campos de raios-x que estejam em conformidade com os requisitos internacionais de padronização nem sempre são disponíveis em uma região e, principalmente, em países em desenvolvimento. Esta situação tem sido usada como justificativa para a ausência de calibração de dosímetros pessoais e tem contribuído para a falta de confiabilidade nos programas de monitoração de trabalhadores expostos à radiação. Considerando a existência de diversas máquinas de raios-x em hospitais e a necessidade da calibração de dosímetros pessoais, este trabalho investigou a viabilidade da implantação de feixes de radiação-x destinados à calibração, comparáveis às radiações padronizadas internacionalmente, em uma máquina de raios-x diagnóstico médico. A implantação das radiações para calibração foi realizada com a determinação e comparação de parâmetros dos feixes de raios-x como a tensão do tubo, camada semi-redutora, uniformidade do campo de radiação, filtração e radiação espalhada. Os procedimentos, a geometria e as condições de irradiação foram, sempre, os mais simples possíveis para uma confiabilidade mínima dos resultados, nas condições usuais em hospitais. A viabilidade do uso dos feixes de radiação implantados foi confirmado através da análise do desempenho de um dosímetro pessoal do tipo filme, em calibrações e irradiações no Laboratório de Calibração de Dosímetros do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, no Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes e no University of Wisconsin Radiation Calibration Laboratory. Apesar da diferença entre os feixes de raios-x implantados e as radiações de referência, o desempenho do dosímetro pessoal atendeu aos requisitos para a monitoração individual. / X-ray fields that comply with international standardization requirements are not available in a world region, mainly in developing countries. This is used as an excuse for a lack of calibration of personal dosimeters and, consequently, a lack of reliability in individual monitoring programs applied to occupational workers under radiation exposures. Considering the availability of x-ray machines in many hospitals, this work studied the feasibility of implementing x-ray calibration beams in a medical diagnostic machine, which are comparable to international reference radiations for calibrating personal dosimeters. Implementation of the calibration beams was carried out by determining and comparing beam parameters as tube voltage, half-value layer, beam uniformity, filtration and scattered radiation. Procedures, geometry and exposure conditions were as simple as possible for a minimum reliability and close to the hospital conditions. The feasibility of the use of the implemented radiation beams was confirmed by analyzing the performance of a film personal dosimeter under calibration and irradiation at the Dosimeter Calibration Laboratory of the Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, the National Metrology Laboratory for Ionizing Radiations and the University of Wisconsin Radiation Calibration Laboratory. In spite of the difference between the implemented x-ray beams and the reference radiations, the performance of the film personal dosimeter complied with the accuracy requirements for individual monitoring.

Nenhuma / Uma das principais etapas na fabricação de combustíveis nucleares tipo placa, para a utilização em reatores de pesquisa e de propulsão naval, consiste no desenvolvimento de métodos e técnicas de ensaios não destrutivos para a avaliação do combustível nuclear durante a fabricação, assim como para análises do combustível pós-irradiação. Os ensaios não destrutivos podem contribuir para a detecção de descontinuidades durante as etapas de fabricação do combustível, como trincas e falhas na união entre o cerrne e o revestimento, que podem provocar a falha do combustível durante o seu uso em reatores nucleares. Métodos de ensaio como visual, radiográfico, correntes parasitas e ultra-som podem ser utilizados para essa finalidade. Neste trabalho foi abordado o uso do ensaio não destrutivo por ultra-som para a avaliação de combustíveis nucleares tipo placa. Devido às pequenas espessuras dos combustíveis tipo placa, assim como aos diferentes materiais presentes nos mesmos, foram utilizados, nos experimentos, transdutores ultra-sônicos de contato com sapatas de atraso e transdutores de imersão. Os ensaios foram realizados em um protótipo de combustível tipo placa constituído por um núcleo de UO2 disperso em uma matriz metálica de aço inoxidável, com revestimento em aço inoxidável. Neste protótipo foram usinados diferentes tipos de refletores artificiais, simulando a presença de descontinuidades naturais. Para os testes com os transdutores de imersão foi desenvolvido um dispositivo para a obtenção do perfil do feixe sônico emitido pelos mesmos, de forma a identificar a região de maior sensibilidade do feixe para o ensaio. Foram ainda fabricadas algumas lentes acústicas para a focalização do feixe, neste caso, sem sucesso. O uso dos diferentes tipos de transdutores ultra-sônicos possibilitou o estabelecimento de uma metodologia para a detecção de descontinuidades com diferentes geometrias e dimensões. O protótipo de combustível desenvolvido para os experimentos demonstrou ser adequado para estudos de sensibilidade do sistema de ensaio. / One of the most important steps in the fabrication processes of plate type nuclear fuels, intended to be used in research reactors or naval propulsion, is the development of nondestructive testing (NDT) methods and techniques for their quality assessment during fabrication and post-irradiation analysis. Those tests can contribute to detect discontinuities such as cracks and fails in meat-cladding junctions, that can lead to failures when installed and used in reactors. Examples of NDT methods that may be used for this purpose are visual inspection, radiography, eddy current and ultrasound. The objective of this study is to present the utilization of ultrasound methods to evaluate plate type nuclear fuels. Due to the small thicknesses of such kind of fuels, as well as the presence of different materials, the ultrasonic transducers used to perform the experiments were immersion type or contact with delay shims. Furthermore, a dummy plate fuel, constituted by a dispersion of UO2 in stainless steel matrix, with stainless steel cladding, was specially constructed. In the surface of such plate, several kinds of artificial reflectors, simulating the presence of natural flaws were machined. For immersion type ultrasonic transducers, a mechanical scanning system was developed to allow the determination of their sonic beam profiles and identification of the highest sensitivity beam region. Additionally, some acoustic lenses, useful to help on beam focalization, were fabricated and used, but the expected performance was not achieved. The use of different kinds of ultrasonic transducers allowed the establishing of a methodology to detect discontinuities of different geometry and sizes. The developed dummy fuel demonstrated to be adequate for the studies of sensitivity of the test system.

A fabricação autóctone de combustível nuclear no Brasil para reatores de teste e pesquisa está restrita ao combustível MTR (Material Test Reactor) tipo placa em dispersão, com uso da liga U3Si2, revestido e disperso em alumínio, desenvolvido pelo IPEN-SP para utilização no reator IEA-R1. Por outro lado, o combustível de UO2 tipo vareta para reatores de potência é fabricado em Rezende (RJ) com tecnologia alemã pela INB, sob licença. Atualmente, o Brasil está realizando dois programas de desenvolvimento de reatores. Um programa é o desenvolvimento, pela CNEN, do reator multipropósito brasileiro (RMB), para teste, pesquisa e produção de radioisótopos. O outro programa é o desenvolvimento do reator de potência para propulsão naval, realizado pela Marinha do Brasil. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento e a caracterização de miniplaca combustível monolítica da liga U-2,5Zr-7,5Nb, revestida em zircaloy (Zry), em escala de laboratório. Devido às suas características e propriedades inovadoras, este combustível poderá ser empregado como combustível tanto em reatores de teste, pesquisa e produtores de radioisótopos quanto em reatores de potência de pequeno e médio portes. Assim, este combustível de elevada potencialidade poderá ser empregado nos reatores nacionais ora em desenvolvimento. Neste trabalho, o desenvolvimento do combustível monolítico tipo placa é feito empregando-se a técnica denominada picture-frame, onde se obtém um sanduíche constituído por um monolito da liga U-2,5Zr-7,5Nb acoplado a uma moldura e revestido por chapas de Zry. A liga de U-2,5Zr-7,5Nb foi obtida pela técnica de fusão em forno de indução e, a seguir, o fundido foi vazado em lingoteira retangular de grafite, alcançando-se assim um lingote com dimensões aproximadas de 170 x 50 x 60 mm. O lingote obtido foi laminado a 850 C, com uma redução de 50% em sua espessura, com objetivo de refinar a estrutura bruta de fusão. Amostras cortadas da liga U-2,5Zr-7,5Nb, com dimensões de 20 x 20 x 6 mm, foram colocadas em molduras e chapas de Zry e unidas por solda TIG (Tungsten Inert Gas) em atmosfera de argônio, obtendo-se amostras de 10 mm de espessura, 45 mm de largura e 100 mm de comprimento. Os sanduíches assim obtidos, foram laminados a quente até se alcançar miniplacas com espessura de 2 mm. Finalmente, as miniplacas foram laminadas a frio, com uma redução total de 10%, com espessura final de 1,8 mm. A liga de U-2,5Zr-7,5Nb foi caracterizada física e microestruturalmente pelas técnicas microdureza Vickers, análise de fases por difração de raios X e microestrutura por microscopias óptica e eletrônica de varredura. A miniplaca foi caracterizada física, microestruturalmente pelas técnicas de radiografia de raios X, ensaio de empolamento, dobramento, análise da união metalúrgica do cerne e revestimento por espectrometria de energia dispersiva de raios X, microestrutura por microscopias óptica e eletrônica de varredura, análise das fases presente no cerne por difração de raios X, microdureza Vickers. Foi possível a obtenção da liga U-2,5Zr-7,5Nb com retenção da fase γ e com baixo teor de carbono. As miniplacas obtidas pelo processo de laminação a quente e a frio apresentaram bons resultados quanto a colaminação entre cerne/revestimentos e entre seus revestimentos, a retenção da fase γ da liga se manteve após o processo. / The autocthonal production of nuclear fuel in Brazil for test and research reactors is restricted to MTR (Material Test Reactor) fuel type dispersion plate, using U3Si2 alloy, coated and dispersed in aluminum, developed by IPEN-SP for use in IEA-R1 reactor. Moreover, the UO2 fuel rod type for power reactors is manufactured by Rezende (RJ) with a German technology by INB under license. Currently, Brazil is performing two programs of developing reactors. Currently, Brazil is developing two reactors. One of them is the development, by CNEN, the Brazilian Multipurpose Reactor (RMB), for testing, research and radioisotope production. The other one is the development a power reactor for naval propulsion, conducted by the Brazilian Navy. This dissertation presents the development and characterization of monolithic fuel miniplate alloy U-2.5Zr-7.5Nb, coated in zircaloy (ZRY), on a laboratory scale. Due to its innovative features and properties, this fuel can be used as fuel in both test reactors, research and producing radioisotopes for power reactors as small and medium sizes. Thus, this high potential fuel can be used in domestic reactors currently under development. The development of monolithic fuel plate type is made using the technique called "picture-frame" where a sandwich composed of a monolith alloy U-2.5Zr- 7.5Nb coupled to a frame and coated sheets of Zry is obtained. The alloy U-2.5Zr-7.5Nb was obtained by melting in an induction furnace and then was cast into rectangular ingots of graphite, thus achieving an ingot with approximate dimensions of 170 x 50 x 60 mm. The obtained ingot was hot rolled at 850 C, with a 50 % reduction in thickness, in order to refine the raw structure of fusion. Samples cut from the alloy U-2.5Zr-7.5Nb, with dimensions 20 x 20 x 6 mm were placed in frames and plates Zry and joined by TIG (Tungsten Inert Gas) under an atmosphere of argon, obtaining a set of 10 mm thick, 45 mm wide and 100 mm long. The sandwiches were hot rolled to achieve miniplates with a thickness of 2mm. Finally, the miniplates were cold rolled, with a total reduction of 10%, with a final thickness of 1.8 mm. The alloy U-2,5Zr-75Nb was characterized by physical and microstructural techniques Vickers microhardness, phase analysis by X-ray diffraction and microstructure by optical and scanning electron microscopy. The miniplate was characterized by physical and microstructural techniques of X-ray radiography, blistering test, bending test, analysis of metallurgical union of meat and coating spectrometric energy dispersive X-ray, microstructure by optical and scanning electron, phase analysis of the meat by X-ray and Vickers microhardness. It was possible to obtain the alloy U-2.5Zr-7.5Nb with retained γ phase and low carbon content. Miniplates obtained by hot and cold rolling process showed good results as colamination between core/cladding and between their coats, retention of γ phase in the alloy remained after the process.

Nenhuma / Phase transformations in U-Mo alloys, in the as-cast condition, with Mo additions of 5, 7 to 10 wt.%, were investigated by performing artificial aging heat treatments at temperatures of 300 to 500 C. The use of scanning electronic microscopy with field emission gun and electrostatic force microscopy, in combination with conventional microstructural characterization techniques, allowed the detailed description of the microstructure in terms of the constitution and morphology of the transformation product phases which had not yet been reported for U-Mo alloys. The dendritic structure of the as-cast condition was characterized by the presence of molybdenum segregation, which was evidenced by the variation of the Mo content around the nominal composition of the alloys, between the centre and boundaries of the dendrites. The influence of Mo segregation was observed after the artificial ageing heat treatments carried out at both temperatures. Segregated regions with Mo contents below 6.3% presented twinned microstructures, associated with diffuse X-ray diffraction patterns and a remarkable hardening related to disorder-order transformation type, after aging at 300 oC. When submitted to ageing at 500 C, such Mo contents lead to a complete decomposition of the phase or its o variant into a non-lamellar constituent composed by the gamma and alpha phases with microhardness above 580 HV. The heterogeneous nucleation of a lamellar constituent, whose morphology is typical of the divergent discontinuous precipitation mechanism, reported for U-Nb alloys, was responsible for the consumption of the non-lamellar constituent with the extension of the ageing heat treatment. Mo contents between 6.3 and 8.0% determined the absence of twinned morphology after ageing at 300 C, showing a hardening effect only for the 240 hours treatment, as a result of the disorder-order reaction. The cellular decomposition of the phase in these regions took place after ageing at 500 C. A two-phase and alpha e gamma constituent with lamellar morphology and a typical hardness of 450 HV was observed. In the case of the U-10Mo alloy, three transformation mechanisms were observed after ageing at 500 C, as a result of Mo segregation. The lamellar constituent was found in the dendrites boundaries whose Mo contents ranged between 7.4 and 8.6%. For the intermediate portions between the center and the dendrites boundaries, known as interdendritic region, where Mo contents between 8.6 and 10.2% were found, there was no decomposition of the gamma phase in the early stages of aging while the precipitation of the gamma phase, with acicular or Widmanstätten morphology, was noticed in the central portion of the dendrites, with Mo contents ranging from 10.2 to 12.0%. This observation is an evidence that the ability to stabilize the phase provided by the Mo, passes through a maximum and corresponds to the eutectoid composition of U-Mo system, unlike previous reports in the literature which relate a delay in the onset of phase decomposition even for Mo contents higher than 10%.

Bombas eletromagnéticas termoelétricas (EMTE) podem ser usadas no controle do escoamento nos circuitos primário e secundário de reatores nucleares espaciais, refrigerados a metal líquido. Para se simular o sistema e avaliar o desempenho de bombas EMTE, em estado estacionário, foi desenvolvido um programa computacional, denominado BEMTE, que estuda os principais parâmetros de funcionamento da bomba e determina o ponto de atuação do sistema, para uma dada potência de operação do reator. O esquema elaborado utiliza: 1. um modelo para simulação dos conversores termoelétricos da bomba e cálculo da corrente elétrica total gerada; 2. o programa POISSON, acoplado ao BEMTE, que resolve as equações de Maxwell e calcula a distribuição do campo magnético nos canais da bomba; 3. um modelo de cálculo de altura dinâmica da bomba, a partir da interação campo-corrente nos canais, e 4. para o fechamento do problema, um estudo simplificado do trocador de calor e das perdas de pressão nos circuitos do reator. Os resultados obtidos em cada etapa do programa foram satisfatórios, comparados aos dados experimentais. O programa mostrou-se adequado ao projeto e simulação de bombas eletromagnéticas de corrente contínua.

Esse trabalho objetivou o estudo da vaporização dos metais refratários (molibdênio, nióbio e tungstênio) quando iluminados por feixe de um laser de Cu-HBr. O foco de observação foi a intensidade do feixe de laser necessária para o início da vaporização desses metais, para a formação de aglomerados e de plasma. Tais limiares foram estudados usando três diferentes técnicas experimentais: (i) utilizando espectrômetro de massa (para verificar a presença de partículas monoatômicas e diatômicas dos metais no sistema, ou seja, os limiares de vaporização e de formação de aglomerados), (ii) placas paralelas polarizadas (para verificar a presença de íons ou cargas livres, ou os limiares de formação de plasma) e (iii) deposição de filmes finos ( que possibilita a determinação da taxa de vaporização e a formação de aglomerados durante o processo). Os limiares de vaporização foram determinados , embora com evidências indiretas dos valores desses limiares e a formação de aglomerados foi observada sem a determinação de seus limiares.

Foi efetuada a caracterização microestrutural de 10 ligas dos sistemas urânio-nióbio (U-10Nb; U-15Nb; U-20Nb), urânio-zircônio (U- 10Zr; U-15Zr, U-20Zr) e urânio-nióbio-zircônio (U-2,5Nb-2,5Zr; U-5Nb- 5Zr; U-7,5Nb-7,5Zr; U-10Nb-10Zr), no canto rico em urânio. As ligas estudadas são candidatas ao uso como elementos combustíveis tipo placa, utilizados tanto em reatores nucleares de pesquisa como em reatores nucleares de potência. As ligas foram preparadas por fusão a plasma em forno com eletrodo não consumível de tungstênio. Após várias fusões, as amostras sofreram tratamento térmico de homogeneização a 1000ºC por 96 horas, com resfriamento em água. Em seguida, as amostras homogeneizadas foram recozidas a 700 e a 500ºC, com resfriamento em água. No total, foram estudadas 40 amostras de 10 ligas diferentes em 4 condições diferentes: bruto de fundição, homogeneizadas a 1000ºC e envelhecidas a 700 e a 500ºC. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura com auxilio de microanálise por dispersão de energia de raios X, difração de raios X com auxílio do método de análise de Rietveld, e medidas de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que os elementos de liga Nb e Zr estabilizam a fase alotrópica &#947 do urânio e atrasam a transformação de γ para β. Neste aspecto, o Nb é mais eficaz que o Zr. Além disto, podem ocorrer durante o resfriamento transformações martensíticas γ→α\', β→α′ e possivelmente γ→γ°. A temperatura de início de transformação martensítica (Ms) formadora da fase diminui com a adição dos elementos de liga estudados. Ms intercepta a temperatura ambiente entre as composições U-5Nb-5Zr e U-7,5Nb-7,5Zr. Foi verificado também que a reação peritetóide α + γ2→ δ do sistema U-Zr possui uma cinética lenta e não pode ser detectada nos tempos e temperaturas estudados. Em algumas ligas foi possível reter na temperatura ambiente ligas com microestrutura martensítica dúcteis, que permitem a conformação mecânica a frio, o que é de significativo interesse tecnológico. / The microstructures of 10 uranium-rich alloys of the uraniumniobium (U-10Nb; U-15Nb; U-20Nb), uranium-zirconium (U-10Zr; U- 15Zr;U-20Zr) and uranium-niobium-zirconium (U-2.5Nb-2.5Zr; U-5Nb-5Zr; U-7.5Nb-7.5Zr; U-10Nb-10Zr)systems have been characterized. The studied alloys are considered for plate-type nuclear fuels fabrication used both in nuclear research reactors and in nuclear power reactors. The alloys were melted by arc plasma methods employing nonconsumable tungsten cathode. After several fusions, samples were subjected to homogenizing heat treatment at 1000ºC for 96 hours and then quenched in water. Then the samples were annealed at 700 and 500ºC. The microstructural characterization encompassed 40 samples of 10 different alloys composition in four different conditions: as cast, homogenized at 1000°C and aged at 700 and 500ºC. Microstructural characterization was performed using several complementary techniques: optical microscopy; scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray analysis; X-ray diffraction with the aid of the Rietveld analysis method; and Vickers microhardness measurements. The results showed that the Nb and Zr additions have stabilized the uranium γ-phase and delayed the γ and β phase transformation. In this regard, Nb was more effective than Zr. However, during cooling martensitic transformations γ→α\', β→α\' and possibly γ→γ° may occur. The martensitic transformation start temperature (Ms), which produces the phase , decreased with Nb and Zr additions. Ms intersected room temperature between the compositions U-5Nb-5Zr e U- 7,5Nb-7,5Zr. It was found that the peritectoid reaction α + γ2 → δ of the U-Zr system showed a very slow kinetics and could not be detected in the range of the studied times and temperatures. An important result of the technological point of view is that in some alloys it was possible to retain at room temperature a ductile martensitic microstructure, allowing cold forming.

Foi efetuada a caracterização microestrutural de 10 ligas dos sistemas urânio-nióbio (U-10Nb; U-15Nb; U-20Nb), urânio-zircônio (U- 10Zr; U-15Zr, U-20Zr) e urânio-nióbio-zircônio (U-2,5Nb-2,5Zr; U-5Nb- 5Zr; U-7,5Nb-7,5Zr; U-10Nb-10Zr), no canto rico em urânio. As ligas estudadas são candidatas ao uso como elementos combustíveis tipo placa, utilizados tanto em reatores nucleares de pesquisa como em reatores nucleares de potência. As ligas foram preparadas por fusão a plasma em forno com eletrodo não consumível de tungstênio. Após várias fusões, as amostras sofreram tratamento térmico de homogeneização a 1000ºC por 96 horas, com resfriamento em água. Em seguida, as amostras homogeneizadas foram recozidas a 700 e a 500ºC, com resfriamento em água. No total, foram estudadas 40 amostras de 10 ligas diferentes em 4 condições diferentes: bruto de fundição, homogeneizadas a 1000ºC e envelhecidas a 700 e a 500ºC. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura com auxilio de microanálise por dispersão de energia de raios X, difração de raios X com auxílio do método de análise de Rietveld, e medidas de microdureza Vickers. Os resultados mostraram que os elementos de liga Nb e Zr estabilizam a fase alotrópica &#947 do urânio e atrasam a transformação de γ para β. Neste aspecto, o Nb é mais eficaz que o Zr. Além disto, podem ocorrer durante o resfriamento transformações martensíticas γ→α\', β→α′ e possivelmente γ→γ°. A temperatura de início de transformação martensítica (Ms) formadora da fase diminui com a adição dos elementos de liga estudados. Ms intercepta a temperatura ambiente entre as composições U-5Nb-5Zr e U-7,5Nb-7,5Zr. Foi verificado também que a reação peritetóide α + γ2→ δ do sistema U-Zr possui uma cinética lenta e não pode ser detectada nos tempos e temperaturas estudados. Em algumas ligas foi possível reter na temperatura ambiente ligas com microestrutura martensítica dúcteis, que permitem a conformação mecânica a frio, o que é de significativo interesse tecnológico. / The microstructures of 10 uranium-rich alloys of the uraniumniobium (U-10Nb; U-15Nb; U-20Nb), uranium-zirconium (U-10Zr; U- 15Zr;U-20Zr) and uranium-niobium-zirconium (U-2.5Nb-2.5Zr; U-5Nb-5Zr; U-7.5Nb-7.5Zr; U-10Nb-10Zr)systems have been characterized. The studied alloys are considered for plate-type nuclear fuels fabrication used both in nuclear research reactors and in nuclear power reactors. The alloys were melted by arc plasma methods employing nonconsumable tungsten cathode. After several fusions, samples were subjected to homogenizing heat treatment at 1000ºC for 96 hours and then quenched in water. Then the samples were annealed at 700 and 500ºC. The microstructural characterization encompassed 40 samples of 10 different alloys composition in four different conditions: as cast, homogenized at 1000°C and aged at 700 and 500ºC. Microstructural characterization was performed using several complementary techniques: optical microscopy; scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray analysis; X-ray diffraction with the aid of the Rietveld analysis method; and Vickers microhardness measurements. The results showed that the Nb and Zr additions have stabilized the uranium γ-phase and delayed the γ and β phase transformation. In this regard, Nb was more effective than Zr. However, during cooling martensitic transformations γ→α\', β→α\' and possibly γ→γ° may occur. The martensitic transformation start temperature (Ms), which produces the phase , decreased with Nb and Zr additions. Ms intersected room temperature between the compositions U-5Nb-5Zr e U- 7,5Nb-7,5Zr. It was found that the peritectoid reaction α + γ2 → δ of the U-Zr system showed a very slow kinetics and could not be detected in the range of the studied times and temperatures. An important result of the technological point of view is that in some alloys it was possible to retain at room temperature a ductile martensitic microstructure, allowing cold forming.