Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 14386.pdf: 115351 bytes, checksum: e171f39a0d4e19bac211bcd02845aa90 (MD5) / O bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo proveniente da agroindústria da cana-de-açúcar. Trata-se de um material biodegradável, com baixo custo e apresenta afinidade por compostos orgânicos e metais tóxicos. Neste trabalho preparou-se o bagaço de cana-de-açúcar combinado com nanopartículas de magnetita, o qual foi chamado de biossorvente magnético. A magnetita foi sintetizada por precipitação simultânea adicionando-se uma solução de NaOH à solução aquosa contendo Fe2+ e Fe3+. O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier, análise termogravimétrica, difratometria de raios-X e medidas de magnetização. O biossorvente magnético apresentou uma alta magnetização de saturação sem histerese, comportamentos atribuídos aos materiais superparamagnéticos. Estudaram-se as variáveis do processo de adsorção de íons uranilo pelo biossorvente magnético em meio nítrico. O estudo do tempo de equilíbrio indicou um aumento de adsorção em função do tempo. Verificou-se que quanto menor o tamanho do biossorvente, maior a porcentagem de remoção. A máxima remoção ocorreu em pH 5. O aumento da velocidade de agitação do sistema soluto mais biossorvente favoreceu a adsorção, sendo encontrado o equilíbrio a partir de 300 r.p.m. Verificou-se que o aumento da dose de biossorvente magnético aumentou a remoção até tornar-se constante a partir de 10 g.L-1. Estudou-se a isoterma de equilíbrio segundo os modelos de Langmuir e Freundlich. O modelo de isoterma de Langmuir correlacionou-se melhor aos dados experimentais. A capacidade máxima de adsorção encontrada foi de 17 mg de U por g de biossorvente. Os mesmos estudos de adsorção foram realizados com o biossorvente de bagaço a fim de comparar os resultados. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06498.pdf: 10769439 bytes, checksum: e1653f842e3f8a16356a7f469da93549 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Pasta de cimento é um material comum em repositórios para rejeitos radioativos, atuando como material estrutural e de imobilização. Sua utilização como material de preenchimento em um repositório tipo poço tubular profundo para fontes seladas, no entanto, requer um maior tempo de vida útil do material. O conhecimento de seu comportamento em longo prazo é necessário para garantir a segurança da instalação em milhares de anos. O presente trabalho avaliou as alterações na pasta de cimento induzidas por fatores de degradação, como ataque de agentes agressivos, alta temperatura e presença de campo de radiação. Corpos de prova (cps) de pasta de cimento foram submetidos a ensaios acelerados de degradação e os efeitos deletérios foram avaliados por meio de ensaios de resistência mecânica, variação dimensional, lixiviação/penetração de íons, DRX, TGA e MEV. Observou-se que a hidratação dos cps foi beneficiada pela imersão (em água destilada ou em solução salina) e alta temperatura, resultando em uma resistência maior. O armazenamento à seco prejudicou a hidratação, mantendo a resistência mais baixa. O tempo de imersão e a irradiação não foram capazes de alterar a mineralogia e a resistência da pasta de cimento. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os pára-raios radioativos foram fabricados no Brasil até 1989, quando a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) suspendeu a concessão de uso de material radioativo nesses artefatos. Desde então, o pára-raios radioativo tem sido substituído por outro, do tipo Franklin, e recolhido como rejeito radioativo. Entretanto, apenas 23 % do total fabricado no país foram entregues à CNEN. Esta situação é preocupante, pois a chance, desses artefatos serem descartados como resíduo comum e chegarem a lixões, é grande, uma vez que, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em 2000, 63,6 % dos municípios brasileiros dispunham o resíduo nesses locais. Além disso, o amerício, o radionuclídeo mais empregado, é classificado como sendo um elemento de alta toxicidade, quando ingerido ou inalado. No presente trabalho, foram realizados experimentos de migração de Am-241 em lisímetros, com o objetivo de se avaliar o risco de contaminação provocada por pára-raios radioativos descartados como resíduo comum. Fontes radioativas removidas de pára-raios foram inseridas em lisímetros preenchidos com resíduo orgânico, coletado no restaurante do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN-CNEN/SP, e chorume gerado foi periodicamente analisado para determinar suas características como pH, potencial redox, teor de sólidos e a concentração do material radioativo. O crescimento microbiano também foi avaliado, pelo método de contagem direta do número de unidades formadoras de colônia. A estimativa de risco foi baseada no cálculo de dose para membros do público, sendo a ingestão de água a via mais provável de exposição. O valor obtido foi cerca de 1000 vezes inferior ao limite de dose anual estabelecido, pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP), demonstrando que o risco de contaminação provocado pelo descarte de pára-raios em lixões é baixo. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-08-26T13:45:52Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-08-26T13:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os nanotubos naturais da paligorsquita, por apresentarem propriedades físicas e químicas específicas, têm potencial uso como nano sorventes e matrizes para imobilização, retenção, e solidificação de radionuclídeos presentes em efluentes nucleares. No processo de desenvolvimento de materiais com propriedades de sorção visando a incorporação e imobilização de radionuclídeos, as etapas mais importantes são a geração de sítios ativos simultaneamente com o aumento da área superficial específica e tratamento térmico adequado para conduzir ao colapso estrutural. Neste estudo foram avaliados parâmetros e condições determinantes no processo de ativação dos nanotubos naturais da paligorsquita visando a sorção de radionuclídeos de interesse na estrutura dos nanotubos e a avaliação posterior dos parâmetros que afeitam ao colapso estrutural por tratamento térmico. Por este estudo constatou-se que a otimização do processo de ativação ácida é fundamental para o aumento da capacidade de sorção de níquel usando estruturas de nanotubos naturais ativados. A condição otimizada de ativação superficial, mantendo a integridade estrutural foi removido cerca de 33,3% dos cátions de magnésio, equivalente a 6,30·10-4 mol·g-1 de magnésio em massa, aumentando a área superficial específica em 42,8%. Este aspecto permitiu a incorporação de mesma concentração molar de níquel presente nos rejeitos radioativos líquidos em um tempo de processo de 80min. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T16:56:25Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T16:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As evidências da contaminação das águas por resíduos de medicamentos e seus subprodutos levou esse grupo de resíduos a compor a lista de poluentes orgânicos emergentes, como consequência da expansão do uso de medicamentos, como o antidepressivo cloridrato de fluoxetina e o anti-inflamatório diclofenaco. Diversos Processos Oxidativos Avançados vêm sendo aplicados para a degradação destes compostos. Dentre eles, o processo de irradiação com feixe elétrons obteve bons resultados na remoção de toxicidade e degradação de fármacos. O presente estudo consistiu em aplicar radiação ionizante como uma possível tecnologia para degradar os fármacos em águas. A irradiação de solução aquosa contendo os fármacos foi aplicada usando acelerador de elétrons, cuja eficiência foi discutida mediante análises químicas (Cromatografia Líquida Ultra Rápida e Carbono Orgânico Total (COT)), ecotoxicológicas (ensaios de toxicidade com Vibrio fischeri e Daphnia similis) e biológicas (Ensaios Respirométricos). Os resultados de COT indicaram mineralização não significativa dos compostos, mesmo sendo observada degradação máxima de 99,9% para o diclofenaco e 55% para o cloridrato de fluoxetina na mistura (1:1) em 5.0 kGy. Foi observada toxicidade aguda dos fármacos, sendo mais acentuada para a fluoxetina, seguido do diclofenaco e, finalmente, da mistura para V. fischeri. Quando D. similis foram empregadas nessa avaliação, a ordem de toxicidade foi de fluoxetina, a mistura de ambos os medicamentos e do diclofenaco. Além disso, foi observada remoção de toxicidade nas amostras irradiadas em todas as doses aplicadas para a bactéria V. fischeri, com maior eficiência de remoção de toxicidade de 55%, em 5 kGy, na mistura dos dois fármacos. Para a D. similis, foi observada remoção significativa de toxicidade da mistura apenas na dose 2,5 kGy. Os ensaios respiroétricos não indicaram biodegradabilidade após o tratamento. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

KBS-3 and very deep borehole (VDH) concepts are two major types of long-term geologicaldisposal methods for high-level radioactive waste (HLW) isolating from the biosphere. TheKBS-3V concept for isolating the HLW at the depth of 400-500 m, is the officially proposedoption in Sweden and has been the subject of considerable research in the past few decades,while the VDH concept was considered as an option in the 1950s but later became discouragedbecause of insufficient experience in drilling technology. The greatest merit of the VDHconcept is that the almost stagnant groundwater in the deep boreholes prevents the transport ofthe possible release of radionuclides into the rock or up to the ground level. Since variousdisadvantages of the KBS-3V concept were found in previous research, the superiority of VDHconcept attracted the researchers to continue studying it into the late 1980s.The geological repositories of both of KBS-3V and VDH types primarily consist of a naturalbarrier (host rock) and of an engineering barrier (also known as a buffer/backfill barrier).According to the principle of IAEA and national relative research organizations, thebuffer/backfill material should have low permeability and good expandability, as well assuitable physical and sealing properties.The thesis concerns the VDH concept and is focused on the construction and performance ofthose parts of the sealed repository that are not affected by high temperature or gamma radiation.In the lower part of a VDH repository, the clay packages containing HLW will be exposed tohigh temperature (100-150 􀄇 ) in the borehole and to highly saline groundwater. In theinstallation phase of HLW, the groundwater will be pumped out and replaced by medium-softsmectite clay mud in which the HLW packages are installed vertically. During the hydrationand maturation of the clay components, the microstructural reorganization, water transport,migration of clay particles and redistribution of the density of the components take place. Thematuration determines the transient evolution of the clay seals and influences the rheologicaland soil mechanical behavior in the installation phase. The maturation of clay system alsodetermines their ultimate sealing potential of VDH repositories.This study presents the work carried out for investigating the maturation of the buffer-backfillclay in the HLW deep borehole. Initially in the study three types of clays, the Namontmorillonite,magnesium-rich and illite-smectite mixed layer clays, were examined for estimating their performance as the barrier candidate material. This is mainly presented in theliterature review. The experimental study was conducted on montmorillonite GMZ clays andI/S mixed-layer Holmehus clay. The expandability and permeability tests were carried out forinterpretation of the recorded swelling development and assessment of the effect of the salineconditions, with the goal of deriving a relationship between swelling pressure and hydraulicconductivity for different dry densities. The maturation tests of initially fully-saturatedHolmehus clay and partly saturated GMZ clay were performed. During the tests, the shearstrength mobilised by the relative movement of densified mud and migrated dense clay -contained in a perforated central tube - were determined. According to the results of shearstrength tests, the maximum operation time or the number of clay packages to be placed in asingle operation was evaluated, whilst the suitable saturation degree of the dense clay wasdiscussed as well.A model of the maturation of initially water-saturated clay seals based on Darcy’s law wasworked out and the evolution of the clay components in a lab-scale borehole using Holmehusclay were performed and compared with the experimental recordings. Good agreementsbetween the physical behaviors of the theoretical simulations and the measurements wasachieved by which the validity of the model was verified. Using the results, the hydration andsoil migration in the entire maturation process were presented in diagram. The model was alsoused for preliminary evaluation of the maturation products in real boreholes by assuming thesame Holmehus clay as used in the tests. Two constellation of borehole and dense clay withdifferent diameters, 80 cm borehole /60 cm clay and 80cm/50cm, were assumed. The resultsrespecting dry density and hydraulic conductivity of the ultimate maturation products, and thedegree of homogeneous of the buffer and backfill clay system in the assumed boreholes, arepresented and discussed. The options of different mineral types and initial physical propertiesof the candidate buffer clays provide a reference for engineering barrier design of HLW disposalin VDH.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第22051号 / 工博第4632号 / 新制||工||1722(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 岸田 潔, 教授 木村 亮, 教授 小池 克明 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Reactive transport modelling has wide applications in geosciences. In the field of hydrogeology, it has been utilised to simulate the biogeochemical processes that disperse and degrade contaminants in the aquifer. For geotechnical applications, such as geological CO2 sequestration, the reaction of CO2 with the ambient saline aquifer determines the final success of storage. In a radioactive waste repository, scientists rely on reactive transport models to predict the mobilisation of hazardous radionuclides within space and time. In this work, the multi-component mass transport code OpenGeoSys, was coupled with two geochemical solvers, the Gibbs Energy Minimization Selektor (GEM) and the Biogeochemical Reaction Network Simulator (BRNS). Both coupled codes were verified against analytical solutions and simulation results from other numerical models. Moreover, the coupling interface was developed for parallel simulation. Test runs showed that the speed-up of reaction part had a very good linearity with number of nodes in the mesh. However, for three dimensional problems with complex geochemical reactions, the model performance was dominated by solving transport equations of mobile chemical components. OpenGeoSys-BRNS was applied to a two dimensional groundwater remediation problem. Its calculated concentration profiles fitted very well with analytical solutions and numerical results from TBC. The model revealed that natural attenuation of groundwater contaminants is mainly controlled by the mixing of carbon source and electron donor. OpenGeoSys-GEM was employed to investigate the retardation mechanism of radionuclides in the near field of a nuclear waste repository. Radium profiles in an idealised bentonite column was modelled with varying clay/water ratios. When clay content is limited, Ba-Sr-Ra sulfate solid solutions have a very strong retardation effect on the aqueous radium. Nevertheless, when clay mineral is abundant, cation exchange sites also attract Sr and Ba, thus dominates the transport of Ra.

Nach über 60 Jahren Nutzung ziviler Kernenergie in Deutschland und dem Atomausstieg bis 2022 stellt sich die Frage nach der Endlagerung (hoch-) radioaktiver Abfälle. Für die Endlagersuche in Deutschland trat 2017 das Standortauswahlgesetz (StandAG) in Kraft, das ein partizipatives, wissenschaftsbasiertes und transparentes Verfahren fordert (Deutscher Bundestag, 2020). Um die in diesem Verfahren auftretenden Fragen und Ergebnisse gesellschaftlich und wissenschaftlich fundiert diskutieren zu können, werden von den am Prozess beteiligten Stakeholdern in zunehmendem Maße auch digitale Informationsangebote bereitgestellt. Diese nutzen verschiedene Arten des Informationsdesigns (Umwandlung komplexer Daten in einfachere, nützliche und efektive Informationen, um Bedürfnisse und Ziele Nutzender kontextabhängig zu erfüllen (Herrera, 2013)), u.a. Kartendarstellungen, wie sie auch in anderen partizipativen Verfahren eingesetzt werden, um niederschwellig Information bereitzustellen (Moser et al., 2020). Vertrauen ist besonders wichtig, um den Betroffenen bei der Entscheidung zu helfen, ob sie an öffentlichen Beteiligungsprozessen teilnehmen (Santamaría-Philco & Wimmer, 2018). In früheren Umfragen wurde den verschiedenen Stakeholdern generell ein sehr unterschiedlicher Grad an Vertrauenswürdigkeit zugestanden (Drögemüller, 2017; Hocke, Stolle & Gloede, 2003; TNS Opinion & Social, 2008). Bei kritischer Würdigung der Fähigkeit dieser Stakeholder, die öffentliche Meinung zu beeinflussen, stellt sich die Frage, ob eine Beurteilung des Inhalts anhand des Informationsdesigns oder aufgrund des dem Stakeholder zugestandenen Vertrauens erfolgt. Wissenschaftlichkeit hingegen ist als Kriterium vor allem mit Blick auf das StandAG relevant, welches einen wissenschaftlich fundierten Prozess fordert. Um diese Aspekte zu untersuchen, wurde eine Umfrage durchgeführt. [Aus: Einleitung]