Neste trabalho o transporte de nêutrons é simulado em materiais presentes no núcleo de reatores. O espectro de nêutrons é decomposto como uma soma de três distribuições de probabilidade. Duas das distribuições preservam sua forma com o tempo, mas não necessariamente sua integral. Uma das duas distribuições é devido ao espectro de fissão, isto é, altas energias de nêutrons, a outra é uma distribuição de Maxwell-Boltzmann para nêutrons de baixas energias (térmicos). A terceira distribuição tem uma forma a priori desconhecida e que pode variar com o tempo, sendo determinada a partir de uma simulação Monte Carlo com acompanhamento dos nêutrons e suas interações com dependência contínua de energia. Isto é obtido pela parametrização das seções de choque dos materiais do reator com funções contínuas, incluindo as regiões de ressonâncias resolvidas e não resolvidas. O objetivo deste trabalho é implementar efeitos de up-scattering através do tratamento estat ístico da população de nêutrons na distribuição térmica. O programa de simulação calcula apenas down-scattering, pois o cálculo do up-scattering microscópico aumenta signi_cativamente tempo de processamento computacional. Além de contornar esse problema, pode-se reconhecer que up-scattering é dominante na região de energia mais baixa do espectro, onde assume-se que as condições de equilíbrio térmico para nêutrons imersos em seu ambiente são válidas. A otimização pode, assim, ser atingida pela manutenção do espectro de Maxwell- Boltzmann, isto é, up-scattering é simulado por um tratamento estatístico da população de nêutrons. Esta simulação é realizada utilizando-se dependência energética contínua, e, como um primeiro caso a ser estudado assume-se um regime recorrente. As três distribuições calculadas são então utilizadas no código Monte Carlo para calcular os passos Monte Carlo subsequentes. / In this work the neutron transport is simulated in reactor core materials. The neutron spectrum is decomposed as a sum of three probability distributions. Two of the distributions preserve shape with time but not necessarily the integral. One of the two distributions is due to prompt ssion, i.e. high neutron energies and the second a Maxwell-Boltzmann distribution for low (thermal) neutron energies. The third distribution has an a priori unknown and possibly variable shape with time and is determined from a Monte Carlo simulation with tracking and interaction with continuous energy dependence. This is done by the parametrization of the material cross sections with continuous functions, including the resolved and unresolved resonances region. The objective of this work is to implement up-scattering e ects through the treatment of the neutron population in the thermal distribution. The simulation program only computes down-scattering, for the calculation of microscopic upscattering increases signi cantly computational processing time. In order to circumvent this problem, one may recognize that up-scattering is dominant towards the lower energy end of the spectrum, where we assume that thermal equilibrium conditions for neutrons immersed in their environment holds. The optimization may thus be achieved by the maintenance of the Maxwell-Boltzmann spectrum, i.e. up-scattering is simulated by a statistical treatment of the neutron population. This simulation is performed using continuous energy dependence, and as a rst case to be studied we assume a recurrent regime. The three calculated distributions are then used in the Monte Carlo code to compute the Monte Carlo steps with subsequent updates.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Embora em um sistema bidimensional com simetria contínua não haja ordem de longo alcance para temperaturas finitas, o modelo XY 2D exibe uma transição de fase de ordem infinita não usual, associada com a dissociação de defeitos topológicos chamados de vórtices-inteiros, e que pertence à classe de universalidade de Kosterlitz-Thouless (KT). O modelo XY tridimensional exibe ordem de longo-alcance para baixas temperaturas e, à medida que a temperatura aumenta, passa para o estado desordenado através de uma transição ferromagnética usual. Generalizações do modelo XY, incluindo competição entre um termo ferromagnético e um nemático, foram introduzidas e estudadas por diversos autores. Essas interações nemáticas criam novas transições de fases e novos defeitos topológicos, como vórtices semi-inteiros. Neste trabalho, para casos particulares desses modelos generalizados, exploramos as classes de universalidade e os diagramas de fases em duas e três dimensões através de simulações de Monte Carlo usando algoritmos de cluster em GPUs, escalonamento de tamanhos finitos e análise da helicidade. Em particular, encontramos que a competição entre os termos ferromagnético e nemático dá origem a novas linhas de transição que podem pertencer a uma ampla gama de classes, desde a Kosterlitz-Thouless, 3dXY, Ising, Potts com 3 estados e até mesmo uma transição descontínua. / Although in a two-dimensional system with continuous symmetry there is no long-range order at finite temperature, the 2D XY model exhibits an unusual infinite order phase transition, associated with the unbinding of topological defects called integer-vortices, which belongs to the Kosterlitz-Thouless (KT) universality class. The three dimensional XY model exhibits a ferromagnetic long-range order at low temperatures and goes to the disordered state through a usual ferromagnetic transition. Generalizations of the XY model, including competition between a ferromagnetic and a nematic-like term, have been introduced and studied by many autors. These nematic-like interactions create new phase transitions and new topologial defects, like half-integer-vortices. In this work, for particular cases of these generalized models, we explore the universality classes of the transitions and the phase diagrams in two and three dimensions through Monte Carlo simulations using clusters algorithms on GPUs, finite size scaling and helicity analysis. In particular, we find that the competition between the ferromagnetic and nematic terms gives origin to new transition lines that can belong to a wide spectrum of classes, ranging from Kosterlitz-Thouless, 3dXY, Ising, 3 states Potts and even a discontinuous transition.

A Produção Enxuta vem sendo aplicada em diversos setores, e a implantação dos seus princípios e práticas, elimina perdas nos processos e contribui para manter a competividade das empresas. Desse modo, o objetivo principal desta dissertação é desenvolver um modelo econômico-probabilístico que auxilie a seleção e priorização de projetos de produção enxuta. Este modelo quantifica os investimentos, benefícios e incertezas associadas através de uma análise econômica-probabilística que apresenta o retorno esperado dos projetos. Com base nesse retorno, a priorização dos projetos de produção enxuta torna-se mais precisa de ser executada pelos tomadores de decisão. O modelo contém 38 critérios qualitativos e quantitativos, os quais estão divididos em: (i) descrição do projeto, (ii) quantificação dos investimentos e (iii) quantificação dos benefícios. Para atingir o objetivo deste trabalho, foram necessárias cinco etapas: (i) selecionar os principiais critérios para avaliação de projetos de produção enxuta; (ii) escolher o método para seleção e priorização dos projetos de produção enxuta; (iii) estruturar um modelo genérico que avalie o retorno e o impacto das incertezas envolvidas no resultado dos projetos de produção enxuta, baseado nos critérios e método selecionados nas etapas anteriores; (iv) aplicar o modelo em uma empresa; (v) analisar e verificar os resultados da aplicação prática para validar o modelo desenvolvido. A principal contribuição desta dissertação é fornecer ao tomador de decisão um modelo que o auxilie a quantificar o retorno dos projetos de produção enxuta, combinando métodos econômicos e probabilísticos. Os métodos econômicos são de fácil entendimento e mais amigáveis aos tomadores de decisão, já os métodos probabilísticos avaliam as incertezas associadas aos projetos de produção enxuta, permitindo uma visão mais completa do retorno esperado. / Lean Manufacturing has been applied in several sectors and the implementation of its principles and practices eliminate losses in the processes, contributing to sustain companies’ competitiveness. Thus, this thesis main objective is to develop an economic-probabilistic model to aid lean manufacturing projects selection and prioritization. This model quantifies the investments, benefits and associated uncertainties based on an economic-probabilistic analysis, which presents the projects expected return. With the expected return, lean manufacturing projects prioritization becomes more precise to be performed by decision makers. The model contains 38 qualitative and quantitative criteria, divided into: (i) project description, (ii) investment quantification and (iii) benefits quantification. To achieve this study’s objective, five steps were performed: (i) selecting the main criteria for lean production projects evaluation; (ii) choosing the method for lean manufacturing projects selection and prioritization; (iii) developing a generic model to evaluate return and associated uncertainties impact on results of lean manufacturing projects, based on the criteria and method selected in previous steps; (iv) applying the model in a company; (v) analyzing and verifying the results from practical application to validate the developed model. The main contribution of this study is to provide to the decision maker a model to quantify lean manufacturing projects returns, connecting economic and probabilistic methods. Economic methods are easy to understand and more user-friendly to decision makers and probabilistic methods can evaluate associated uncertainties on lean manufacturing projects, allowing a more complete vision of the expected returns.

Este trabalho de pesquisa apresenta um modelo numérico para a análise de estruturas planas sob excitação aleatória induzida pelo vento. O comportamento não-linear da estrutura é considerado adotando-se um modelo constitutivo elasto-plástico para o material, aço estrutural. Os elementos das estruturas estudadas estão sujeitos ao surgimento e desaparecimento de rótulas plásticas, levando a um dimensionamento mais econômico. O conhecimento a respeito de vibrações aleatórias de estruturas lineares encontra-se estabelecido. Por outro lado, poucos resultados encontram-se disponíveis para o caso não linear considerado. Para a simulação de vibrações aleatórias uma análise de Monte Carlo é utilizada. Uma função de densidade espectral de potência das velocidades do vento é usada para gerar um certo número de funções harmônicas de carregamento. Os ângulos de fases destes harmônicos são gerados por um algoritmo pseudo-aleatório. Para cada função de carregamento realiza-se uma integração direta no tempo pelo método de Newmark. A grande quantidade de dados de resposta é tratada estatisticamente de modo a permitir a obtenção de conclusões, a respeito da possibilidade de ocorrência de eventos desfavoráveis, do ponto de vista da engenharia. / This work presents a numerical model to analyze structures under random dynamic excitation induced by the wind. The structure is considered to have nonlinear behavior due to the elastic-plastic constitutive law adopted for the material, structural steel. The members of the studied structures may experience formation or disappearance of plastic hinges, leading to a more economic design. Random vibrations of linear structures is a well established subject. On the other hand, very few results are available for the nonlinear case as the one considered. To simulate random vibrations a Monte Carlo type analysis is used. A power spectral density function for wind velocity is used to generate a large number of harmonic input functions. Their phase angles are generated via a pseudo-random algorithm. Numerical time integration using Newmark’s method is performed for each input function. The large amount of response data obtained is statistically treated to allow for useful engineering conclusions on the probability of occurrence of unfavorable events.

O objetivo deste trabalho é o uso do método de Monte Carlo no estudo de processos de reticulação em polímeros. O método é aqui aplicado para simular a cura do 1,4 butanodiol diglicidil éter com anidrido cis 1,2 ciclohexanodicarboxílico, usando amina terciária como iniciador. O sistema é modelado numa rede quadrada bidimensional com condições de contorno rígidas (caso 1) ou condições de contorno periódicas (caso 2). Nós desenvolvemos um algoritmo computacional que simula a movimentação aleatória das moléculas e sua agregação. O algoritmo é codificado num programa em FORTRAN 77. Os parâmetros obtidos são a concentração das espécies em função do número de etapas computacionais e o grau de reação, bem como uma estimativa aproximada da dimensão fractal. Os resultados obtidos nos permitem compreender alguns aspectos cinéticos relacionados ao mecanismo de Matejka e algumas peculiaridades da agregação bidimensional. As limitações do modelo, bem como suas perspectivas e propostas de desenvolvimentos posteriores são discutidos. / The aim of this work is to use the Monte Carlo simulation method in order to study network formation processes in polymers. Here we apply this method to simulate the curing of 1,4 butanedioldiglicidyl ether with cis 1,2 cyclohexanedicarboxylic anhydride, using tertiary amine as initiator. The system is modeled in a two-dimensional square lattice with rigid boundary conditions (case 1) or periodic boundary conditions (case 2). We develop a computational algorithm that simulate the random movement of the molecules and its further aggregation. The algorithm was coded in FORTRAN 77 . The parameters obtained are the concentration of the species as a function of the number of computational steps and degree of reaction and a estimate of the fractal dimension of the aggregates. The results obtained permited us to understand some kinetical aspects related to Matejka mechanism and some peculiarities of a two-dimensional aggregation. The limitations of the model, as well as its perspectives and proposal of further developments are discussed.

Historicamente, os sistemas de tráfego aéreo incorporaram níveis de automação nas atividades de controle do espaço aéreo com o intuito de atender à crescente demanda por serviços aéreos e de melhorar os níveis de segurança nos procedimentos de voo. Com o crescimento expressivo previsto para os próximos anos, devido ao aumento nos números de voos e de usuários, as opções tradicionais de expansão da malha aérea e / ou construção de novos aeroportos se tornaram onerosas economicamente, tornando necessária a adoção de alternativas, tais como as técnicas / procedimentos para pousos em pistas paralelas, como forma de aproveitar parte da atual infraestrutura aeroportuária existente, sem a necessidade de enormes aportes financeiros. Para avaliar a viabilidade de projetos de pousos simultâneos em pistas paralelas, um dos fatores importantes a serem analisados é o da avaliação do risco de colisão entre aeronaves associado durante esses procedimentos. Nesse cenário, este trabalho de pesquisa propõe uma extensão no modelo de avaliação de segurança de Ogata para procedimentos de pouso em pistas paralelas, considerando que o modelo original tem o objetivo de medir o nível de risco associado somente para operações de pouso convencionais em pistas paralelas. A extensão deste modelo ocorre no sentido de também permitir a simulação em outros cenários distintos de pouso, o que torna possível tanto a realização de comparativos entre técnicas / procedimentos utilizadas em operações de pouso em pistas paralelas, quanto a avaliação do nível de risco associado. Este modelo estendido de segurança utiliza o método de Monte Carlo, da mesma forma que o original, em que um número elevado de simulações de cenários possíveis de pousos em pistas paralelas é avaliado. Com os resultados obtidos, é analisado o impacto da variação da distância entre as pistas na segurança de pousos em pistas paralelas. / Historically, air traffic control systems have incorporated some levels of automation to manage procedures of airspace control in order to meet the growing demand for air transportation services and to improve levels of safety in flight procedures. With significant growth expected in the coming years due to an increase in numbers of flights and passengers, the traditional options of expanding the air traffic network and / or construction of new airports have become economically burdensome, requiring the adoption of alternatives such as techniques / procedures for landings on parallel runways as a way of taking advantage of part of the current airport infrastructure, without requiring enormous financial contributions. To assess the feasibility of projects of landing in parallel runways, one of the important factors to be analyzed is the evaluation of the risk of collision between aircraft, associated to these procedures. In this scenario, this research proposes to extend the Ogata safety assessment model in procedures for landing on parallel runways, whereas the original model aims to measure the level of risk associated only with conventional landing operations in parallel runways. The extension of this model occurs in order to allow the simulation of different landing scenarios, which makes possible both the conduct of comparative techniques / procedures used in landing operations on parallel runways, such as the risk level assessment. This model uses the Monte Carlo simulation, the same as the original model, in which a large number of simulations of possible scenarios for landings on parallel runways are evaluated. With these results, it studies the impact of the change of distance between lanes on the safety of aircraft landing on parallel runways.

As emissões globais de gases do efeito estufa (GEE) devido a ações do ser humano tem levado a um aumento na temperatura média da superfície terrestre de 0,55oC, e mudanças climáticas como aumento de eventos climáticos extremos, elevação dos níveis dos oceanos, e mudanças nos regimes pluviométricos são alguns exemplos das possíveis implicações deste aquecimento. O carbono orgânico do solo (COS) é o principal reservatório terrestre de C, contendo mais que o dobro do C da atmosfera, portanto, dependendo do manejo os solos podem se transformar em importantes fontes ou drenos de C atmosférico, influenciando significativamente os efeitos do aquecimento global. O objetivo desta pesquisa foi estimar as mudanças nos estoques do COS devido às mudanças no uso da terra e sistemas de manejo nos estados de Rondônia e Mato Grosso entre 1970 e 1985 e 1985 a 2002 utilizando dados específicos da região; e realizar a análise de incerteza destas estimativas mediante o método de Monte Carlo. Para alcançar o objetivo principal, a presente pesquisa foi composta das seguintes etapas: i) cálculo dos estoques do COS sob vegetação nativa (carbono de referência); ii) obtenção dos dados (áreas) das principais categorias de uso da terra nos estados de Rondônia e Mato Grosso para os anos de 1970, 1985 e 2002, a partir da combinação de técnicas de sensoriamento remoto, dados dos censos agropecuários, e informações de especialistas do setor agropecuário; iii) desenvolvimento dos fatores de emissão específicos para os principais sistemas de manejo da região de estudo utilizando um modelo linear misto; iv) e a etapa final que consistiu em combinar as etapas anteriores para se estimar as mudanças nos estoques de COS, e realizar a análise das incertezas associadas. Sucintamente, foram derivados fatores de emissão para as pastagens degradadas (0,91 ± 0,14), típicas em Latossolos (0,99 ± 0,08), típicas nos demais tipos de solos (1,24 ± 0,07), e pastagens melhoradas em Latossolos (1,19 ± 0,07), todos os fatores representam a comparação entre as pastagens manejadas e a vegetação nativa. Nos sistemas agrícolas foi possível derivar fatores de emissão para sistemas de plantio direto (PD) em áreas de Cerrado (1,08 ± 0,06), PD em áreas de floresta Amazônica e Cerradão (1,01 ± 0,17), cultivo convencional (CC) (0,94 ± 0,04) e culturas perenes (0,98 ± 0,14), sendo que o fator para o CC foi comparado aos dados de PD, enquanto que os demais fatores foram obtidos a partir da comparação com os estoques sob vegetações nativas. Quanto às emissões de COS, foi encontrado que usando o método de Monte Carlo com 20000 simulações no período de 1970 a 1985, os solos minerais apresentaram uma perda de C com fluxos anuais de 4,28 e 1,14 Tg C ano-1, para Mato Grosso e Rondônia, respectivamente, e com 95% de intervalo de confiança as incertezas foram de ± 41,5 e 21,9%, respectivamente. No segundo período, as emissões foram de 2,86 e 0,91 Tg C ano-1, com incertezas de ± 40,1 e 33,8%, respectivamente, para Mato Grosso e Rondônia. Quanto às fontes de incerteza, o carbono de referência, a opinião dos especialistas sobre as condições das pastagens e os fatores de emissão para pastagens típicas e degradadas foram às variáveis responsáveis por mais de 90% das incertezas das estimativas das emissões de C do solo. / Global emissions of greenhouse gases (GHG) due to human beings actions have led to an increase in average temperature of the earth of 0,55oC, and climate changes such as increases of the extreme weather events, sea level rise and precipitation changes are some examples of the possible implications of this global warming. Soil organic carbon (SOC) is the largest terrestrial organic carbon pool, containing more than the double of the atmospheric C; therefore, depending on the management the soils can became a source or a sink for the atmospheric C, influencing the effects of global warming. The objective of this research was to estimate the changes in SOC stocks due to the land-use and management systems in the states of Rondônia and Mato Grosso from 1970 to 1985 and from 1985 to 2002 using regional specific data, and perform the uncertainty analysis of these estimates through the Monte Carlo method. To achieve the main objective, this research was composed by the following steps: i) the estimate of the SOC stocks under native vegetation (reference carbon), ii) obtain data (areas) of the main land-use categories in the states of Rondônia and Mato Grosso for the years 1970, 1985 and 2002, from a combination of remote sensing, agricultural census data, and information from experts of the agricultural sector, iii) to derive the emission factors specific to the major management systems in the region of study using a linear-mixed model; iv) the final step was to combine the above steps to estimate the changes in SOC stocks, and carry out the uncertainty analysis associated with them. Briefly, emission factors were derived to the degraded grasslands (0.91 ± 0.14), typical in Oxisols (0.99 ± 0.08), typical in other soil types (1.24 ± 0.07), and improved grasslands in Oxisols (1.19 ± 0.07), all factors represent the comparison between managed pastures and native vegetation. In agricultural systems could be derived emission factors for no tillage (NT) systems in the Cerrado areas (1.08 ± 0.06), NT in Amazon Forest and Cerradão areas (1.01 ± 0.17), conventional tillage (CT) (0.94 ± 0.04), and perennial crops (0.98 ± 0.14). However, the CT factor was obtained from the comparison with NT data, while the other factors were compared to SOC stocks under the native vegetation. Using the Monte Carlo approach with 20000 simulations it was estimated the changes in the SOC stocks and the uncertainties associated to them. In the period from 1970 to 1985, mineral soils had a loss of C with annual fluxes of 4.28 and 1.14 Tg C yr-1, in Mato Grosso and Rondônia, respectively, and with a 95% confidence interval the uncertainties were of ± 41.5 and 21.9% respectively. In the second period, emissions were of 2.86 and 0.91 Tg C yr-1, with uncertainty of ± 40.1 and 33.8%, respectively, in Mato Grosso and Rondônia. In terms of the sources of uncertainty, the reference carbon, the experts opinions about the grasslands, and the emission factors for typical and degraded grassland were the variables responsible for more than 90% of the uncertainties in the SOC emissions estimates.

Rejeitos radioativos são gerados em todas as etapas do ciclo do combustível nuclear e em instituições que fazem uso de elementos radioativos. No Brasil, para que possam atender a legislação vigente, eles devem ser devidamente gerenciados e tratados. A caracterização é a etapa do gerenciamento de rejeitos radioativos que certifica e complementa as informações presentes no documento de identificação fornecido pelo gerador dos rejeitos radioativos. O objetivo desse trabalho foi desenvolver uma metodologia para caracterização de tambores de rejeitos radioativos. Neste trabalho foi utilizada a técnica de espectrometria gama associada ao método de Monte Carlo para obter e estabelecer uma relação entre as eficiências de contagens teóricas e experimentais para quatro tambores de calibração com densidades diferentes, preparados com nove tubos de PVC em seu interior. O detector de HPGe utilizado foi posicionado em três diferentes distâncias em relação a extremidade do tambor de calibração. A utilização do método de Monte Carlo mostrou-se adequado a metodologia proposta neste trabalho. / Radioactive wastes are generated at all stages of the nuclear fuel cycle and institutions that make use of radioactive elements. In Brazil, so that they can meet the current legislation, they must be properly managed and treated. The characterization is the stage of radioactive waste management that certifies and complements the information in the identification document provided by the radioactive waste generator. The aim of this study was to develop a methodology for characterization of radioactive waste drums. In this work we used the gamma spectrometry technique associated with the Monte Carlo method to obtain and establish a relationship between the efficiencies of theoretical and experimental scores for four calibration drums with different densities prepared with nine PVC tubes inside. The HPGe detector used was positioned at three different distances from the end of the calibration drum. Using the Monte Carlo method was appropriate to the methodology proposed in this work.

A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é uma técnica não invasiva usada para produzir imagens que representam a distribuição de resistividade, ou condutividade, de uma seção transversal dentro de um domínio, por vezes o tórax humano, a partir do conhecimento de medidas elétricas feitas através de eletrodos distribuídos na sua fronteira. Correntes injetam-se e medem-se voltagens ou vice-versa. Distribuição de variação de resistividade ou distribuição de valor absoluto de resistividade podem ser estimadas, gerando algoritmos ditos de diferenças ou absolutos. O presente trabalho avalia o desempenho de um algoritmo probabilístico baseado no método Simulated Annealing (SA) para obter distribuições absolutas de resistividade em duas dimensões (2D). O SA difere dos métodos tradicionais de busca, tem a capacidade de escapar de mínimos locais graças ao emprego do critério de Metropolis para a aceitação dos novos pontos no espaço de busca e não precisa da avaliação de derivadas da função objetivo. O algoritmo desenvolvido soluciona o problema inverso da TIE ao resolver iterativamente um problema direto, utilizando distribuições de resistividade obtidas por sorteio aleatório. O sorteio é realizado pelo algoritmo de Metropolis. Na ausência de regularizações, assume-se que a imagem sorteada que minimiza a diferença entre as voltagens medidas na fronteira do domínio e as calculadas é a que mais se aproxima da distribuição de resistividade real. Neste sentido, a imagem final maximiza a verossemelhança. Este trabalho contribui com o desenvolvimento de algoritmos para estimação de imagem aplicados para monitorar a ventilação mecânica dos pulmões. Uma vez que se pretende resolver um problema inverso, não-linear e mal-posto é necessário introduzir informação a priori, na forma de restrições do espaço solução ou de regularizações. São realizados ensaios com dados simulados por meio de um fantoma numérico, dados de bancada experimental e dados provenientes de um tórax humano. Os resultados mostram que a localização, o tamanho e a resistividade do objeto estão dentro da precisão da TIE obtida por métodos clássicos, mas o esforço computacional é grande. Verificam-se, assim, as vantagens e a viabilidade do algoritmo proposto. / The Electrical Impedance Tomography (EIT) is a non-invasive technique used to produce images that represent the cross-sectional electrical resistivity distribution, or conductivity, within a domain, for instance the human thorax, from electrical measurements made through electrodes distributed on its boundary. Currents are injected and voltages measured, or vice-versa. Distributions of resistivity variations or distributions of absolute resistivity can be estimated, producing difference or absolute algorithms. The present work develops and evaluates the performance of a probabilistic algorithm based on the Simulated Annealing method (SA) to obtain absolute resistivity distributions in two dimensions (2D). The SA differs from the traditional search methods, no evaluation of objective function derivatives is required and it is possible to escape from local minima through the use of the Metropolis criterion for acceptance of new points in the search space. The developed algorithm solves the inverse problem of EIT by solving iteratively a direct problem, using random resistivity distributions. The random search is accomplished by the Metropolis algorithm. In the absence of regularizations, it is assumed that the resistivity distribution, an image, that minimizes the difference between the measured electrical potentials on the boundary and computed electrical potentials is the closest to the real resistivity distribution. In this sense, the algorithm maximizes the likelihood. This work contributes to the development of image estimation algorithms applied to lung monitoring, for instance, during mechanical ventilation. To solve this non-linear ill-posed inverse problem it is necessary to introduce prior information in the form of restrictions of the solution space or regularization techniques. The tests are carried out using simulated data obtained from a numerical phantom, an experimental phantom and human thorax data. The results show that the localization of an object, the size of an object and the resistivity of an object are within the accuracy of EIT obtained by classical methods, but the computational effort is large. The advantages and feasibility of the proposed algorithm were investigated.