The non-destructive study and characterisation of thin films and their interfaces, on an atomic scale, is a crucially important area of study in many areas of science and technology. In this thesis both high angle and grazing incidence x-ray scattering techniques have been used to study the effect of depositing thin films on surfaces with a periodic roughness, as well as studying the structure of laterally modulated surfaces themselves. High angle diffraction measurements of the out-of-plane size of Co crystallites and the crystalline texture of the Ag lattice, in a series of CoAg granular fihns, has allowed a consistent growth mechanism for the Co grains to be deduced. In grazing incidence scattering studies of this series of thin, granular films it was observed that the diffuse scatter was offset from the specular condition and the position of this offset was seen to vary, sinusoidally, upon rotation of the sample. This led to the conclusion that the growth techniques employed had caused a regular step-bunching of the Si (111) substrate. As step-bunching of surfaces can affect greatly the properties of thin films deposited on them, the ability to characterise the substrate after growth is extremely important. In spin-valves deposited on rough, tiled, silicon oxide substrates, the presence of strong interference fringes in the off-specular scatter demonstrated that vertically conformal roughness dominated the system and this was seen to result in the degradation of the magnetic sensitivity of the samples. Conversely, an enhancement in the photoluminescence from thin polymer films deposited on laterally modulated substrates led to a series of studies being made on such structures. In order to obtain information on the lateral period of such structures, as well as their roughness and thickness, existing scattering theories have been modified and a semi-kinematical code of the coherent scatter has been developed.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os Ensaios Não Destrutivos (END), são aplicados em testes de qualidade de componentes e de máquinas. Estes elementos não teriam um bom desempenho se fossem concebidos alheios à qualidade do projeto, aos materiais envolvidos, aos processos de fabricação e à metodologia de inspeção e manutenção. Um alto nível de tecnologia é aplicado com um objetivo específico, ou seja, à garantia da qualidade dos componentes e do bom funcionamento dessas máquinas, seja na indústria e na geração e conversão de energia, incluindo a nuclear. A globalização nos diversos ramos da indústria leva a um aumento na quantidade de projetos e produtos contextualmente multinacionais. Surgem, as seguintes questões: como assegurar que os componentes e os processos utilizados se disponhem de alto índice na qualidade? Como otimizar os métodos e os rocessos de teste de materiais para assegurar a isenção de defeitos que possam afetar o esempenho dos componentes? As respostas para as questões se encontram notadamente na aplicação dos END. A análise de materiais complexos (não homogêneos) por meio de END requer um estudo detalhado dos sinais de resposta dos sensores. Um sistema de medidas e controle de processos não destrutivos usando radiação gama ou beta, em função do material a ser analisado foi desenvolvido. Esse sistema envolve: (a) Interface de entrada/saída (Hardware) e (b) Interface gráfica (Software). Na análise não destrutiva faz-se a comparação do sinal proveniente do sensor com um sinal preestabelecido (Set Point) ou sinal de referência, o qual é ajustado na Interface de entrada/saída. Após o processamento geral, o sistema tomará a decisão de rejeitar ou não o material analisado. A Interface de entrada/saída é implementada por um equipamento eletrônico constituído pelo MCS51, com a finalidade de fornecer um meio físico para troca de nformações, via de comunicação serial RS232, entre o sensor e o microcomputador . A Interface gráfica (programa computacional) foi escrita em linguagem C++ visual. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 10893.pdf: 14774524 bytes, checksum: 8546584bc4571566ee6628fd4e1e4914 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 10893.pdf: 14774524 bytes, checksum: 8546584bc4571566ee6628fd4e1e4914 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O IPEN/CNEN-SP fabrica combustíveis para uso no seu reator nuclear de pesquisas, o IEA-R1. Para qualificar os seus combustíveis tem que comprovar o bom desempenho destes sob irradiação. Como o Brasil não possui reator nuclear de pesquisa com altos fluxos de nêutrons ou células quentes apropriadas para a realização de exames pós-irradiação de combustíveis nucleares, o IPEN/CNEN-SP conduziu um programa de qualificação operacional de elementos combustíveis empregando compostos de urânio já internacionalmente testados sob irradiação e qualificados para uso em reatores de pesquisas, obtendo experiência nas etapas de desenvolvimento tecnológico de fabricação de placas combustíveis, irradiação e ensaios não destrutivos pós-irradiação. Foram fabricados e irradiados diretamente no núcleo do IEA-R1, com sucesso, elementos combustíveis contendo dispersões com baixas frações volumétricas de combustível. Entretanto, existem planos no IPEN/CNEN-SP para aumentar a densidade de urânio dos seus combustíveis. O objetivo deste trabalho de tese consistiu no estudo e proposição de aplicação de um conjunto de métodos não destrutivos para a qualificação dos combustíveis a dispersão de U3O8-Al e U3Si2-Al com alta densidade de urânio fabricados no IPEN/CNEN-SP. Para tanto, foram considerados os recursos de irradiação e a aplicação, na piscina do reator IEA-R1, de métodos não destrutivos disponíveis na Instituição. A proposta consiste em especificar, fabricar e irradiar miniplacas combustíveis, nas densidades máximas já qualificadas internacionalmente e efetuar acompanhamento das condições gerais das mesmas, ao longo do período de irradiação, por meio de métodos não destrutivos na piscina do reator. Além dos métodos de inspeção visual e de sipping já empregados na Instituição, foi concluída a infraestrutura para realização de ensaios dimensionais sub-aquáticos para a avaliação do inchamento das miniplacas combustíveis irradiadas. As análises dos resultados darão subsídios para avaliar e decidir a continuidade ou não das irradiações das miniplacas, até que sejam alcançadas as queimas estipuladas para os testes de irradiação no IEA-R1. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Due to increasing terrorist threats and illegal proliferation of nuclear material and technology, there is a need for increased research in the area of detection of smuggled fissile material, some of which is designated by the International Atomic Energy Agency as special fissile material. This thesis focuses on a hypothetical scenario in which a terrorist organization has managed to smuggle an amount of special fissile material onto a personal recreational watercraft and sail it into a marina. If the boat could be forced to go through a detector system, then the contents could be interrogated and a determination made of whether any special fissile material was aboard. This thesis examines the hypothesis that active interrogation may be used successfully in the detection of special fissile material in such an environment. It shows that it is feasible to use an active neutron system to detect a significant quantity of special fissile material onboard a small boat via the differential dieaway technique. The MCNP Monte Carlo transport code was used to simulate the use of a pulsed neutron generator to induce fission in the fissile material and then estimate the detector response. The detector modeled was based on elastic scattering-induced recoil protons using pure hydrogen gas. There was a significant difference between the system with and without the presence of fissile material, and the estimated detector response for the system with fissile material present was shown to be sufficiently greater than the response due to background radiation only. Additionally, dose was estimated and found to be small enough that the system would not likely pose a significant radiological health risk to passengers on the boat.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T09:40:30Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T09:40:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A soldagem tem grande importância no setor metroferroviário, pois é empregada na fabricação de componentes estruturais e no acabamento de vagões de passageiros, que em sua maior parte são de aço inoxidável. As juntas soldadas podem apresentar descontinuidades que são interrupções que afetam as propriedades mecânicas e metalúrgicas da junta soldada. A presença destas descontinuidades, dependendo do seu tamanho, natureza ou efeito combinado, pode ocasionar a reprovação da junta soldada, quer pela redução de propriedades mecânicas ou pela não aceitação, segundo critérios estabelecidos em normas. Uma estrutura que tenha uma solda reprovada durante sua qualificação ou inspeção, pela presença de descontinuidades pode ser recuperada, por meio de um retrabalho a ser realizado nesta junta. A refusão do cordão de solda por meio do processo TIG (Tungsten Inert Gas), sem a utilização do material de adição, é uma técnica de retrabalho que pode ser empregada, em especial pela viabilidade técnica e econômica do processo. Neste estudo analisou-se a influência que o processo de reparo por soldagem TIG exerceu no comportamento mecânico e microestrutural das juntas soldadas pelo processo MIG, por meio de: ensaios mecânicos (tração, fadiga e microdureza Vickers), ensaios não destrutivos (inspeção visual e líquidos penetrantes) e caracterização microestrutural do cordão de solda. Resultados das amostras de ensaio de tração e fadiga indicaram que o reparo dos cordões de solda não alterou o comportamento mecânico das juntas. As juntas submetidas ao reparo nas quais foram retirados os reforços dos cordões apresentaram modificações nas propriedades mecânicas, mas também apresentaram resultados satisfatórios. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP