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Medidas de seções de choque de reações nucleares utilizando prótons com energias menores que 30 MeV / Measurements Cross Sections Nuclear Reactions Protons Energies 30 MeVFrancis Bringas Gutiérrez 04 April 2003 (has links)
Alvos naturais de Mg, Al, Si, Cr, Ti, Ni e Zr foram irradiados com prótons e as seções de choque para várias reações nucleares foram determinadas a energias inferiores a 30 MeV. As irradiações foram efetuadas nos ciclotrons CV-28 e CYCLONE 30 do IPEN, que possuem energia nominal de 24 e 30 MeV, respectivamente. O feixe de prótons foi monitorado por meio de lâminas de Cu ou a partir da formação de nuclídeos na própria amostra com seção de choque conhecida para as energias utilizadas. Especial interesse foi dedicado às reações raras di tipo (p, 2alfa) e (p, ANTPOT.3 H) das quais existem, em geral, poucos dados publicados, principalmente para energias próximas do limiar. A determinação da seção de choque foi realizada a partir da medida da atividade residual dos produtos pelo método de espectroscopia gama simples. Um detector HPG com resolução menor que 2 keV foi utilizado. Devido ao valor reduzido da seção de choque das reações de interesse no intervalo de energia considerado, uma análise estatística cuidadosa dos dado foi necessária. Em áreas reduzidas dos picos detectados precisaram da quantificação, em alguns casos, da contribuição de nuclídeos formados na própria amostra por outras reações, a partir de impurezas ou provenientes do fundo radioativo. Entre os produtos obtidos encontram-se os nuclídeos ANTPOT.22 Na, ANTPOT.26 Al, ANTPOT.44 Ti, e ANTPOT.54 Mn. A detecção de ANTPOT.26 Al nas amostras de Al e Si, permitiu estimar os limites do método proposto para o estudo de reações raras de interesse astrofísico. No total, são apresentados neste trabalho 72 valores de seção de choque. Desse total, 21 dados são apresentados pela primeira vez ou foram obtidos pela primeira vez pelo método proposto ou às energias estudadas. Os resultados mais importantes referem-se às reações ANTPOT.29 Si(p, 2alfa)ANTPOT.22 Na,ANTPOT.53 Cr(p, 2alfa)ANTPOT.46 Sc, ANTPOT.46 Ti(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.44 Ti, )ANTPOT.58 Ni(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.56 Ni e ANTPOT.90 Zr(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.88 Zr. Os resultados foram comparados com valores publicados na literatura e com o resultado do cálculo realizado a partir de modelos teóricos conhecidos, permitindo a obtenção de conclusões relativas ao método experimental, assim como aos mecanismos da reação envolvidos. / Natural targets of Mg, Al, Si, Cr, Ti, Ni and Zr were irradiated with protons and the cross section for several reactions were determined for incident energies up to 30 MeV. The irradiations were performed at the CV-28 and CYCLONE 30 cyclotrons from the IPEN, which have nominal energies of 24 and 30 MeV, respectively. The protons beams were monitored by copper foils or by the nuclide formation in the irradiated targets with known cross sections for the used energy. Special interest was dedicated to rare reactions of the (p, 2alfa) and (p, ANTPOT.3 H) kind, from which we have a few published data, mainly for energies near the threshold. The cross section determination was accomplished by the residual actives measurement of the reaction products by the simple gamma spectroscopy method using an HPGe detector with resolution better than 2 keV. Due to the low value of the cross section for the considered reaction, a careful statistical analysis of the obtained data was needed. The small areas of the detected peaks required the quantification of the contributions of nuclides produced by others reactions, from contaminants or from the radioactive background. Among others, the ANTPOT.22 Na, ANTPOT.26 Al, ANTPOT.44 Ti and ANTPOT.54 Mn products have been detected. The detection of ANTPOT.26 Al in the Al and Si targets allow the estimation of the limits of the proposed method for the study of astrophysical interest reaction. In total, 72 cross section values are being presented. Out of this amount, 21 are being presented for the first time or have been obtained for the first time by the method or for the studied energies. The most important results refer to the ANTPOT.29 Si(p, 2gamma)²²Na, ANTPOT.53 Cr(p, 2gamma)ANTPOT.46 Sc, ANTPOT.46 Ti(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.44 Ti, ANTPOT.58 Ni(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.56 Ni and ANTPOT.90 Zr(p, ANTPOT.3 H)ANTPOT.88 Zr reactions. The results have been compared to published vales and calculations using known theoretical models, allowing the achievement of conclusions related to the experimental method, as well as the reaction mechanism involved.
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Determinacao de fatores de conversao de dose para radiacao gama externa em residenciasMADUAR, MARCELO F. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1
06870.pdf: 3530366 bytes, checksum: 5bddd2a5ab0508e81a57fdbb2c5f73d1 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Desenvolvimento da metodologia para síntese do poli(ácido lático-co-ácido glicólico) para utilização na produção de fontes radioativas / Development of methodology for the synthesis of poly(lactic acid-co-glycolic acid) for use in the production of radioactive sourcesPELEIAS JUNIOR, FERNANDO dos S. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata o câncer como uma das principais causas de morte no mundo. O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais prevalente em homens. Uma modalidade de tratamento que vem sendo bastante utilizada é a braquiterapia, que consiste na introdução de sementes com material radioativo no interior do orgão. Sementes de Iodo-125 podem ser inseridas soltas ou em cordas poliméricas bioabsorvíveis. As sementes em cordas poliméricas apresentam algumas vantagens, pois reduzem a taxa de migração das sementes, evento que poderia afetar a dosimetria da região e causar danos desnecessários a tecidos ou órgãos sadios. Para as sementes de Iodo-125 em cordas poliméricas, utiliza-se a poliglactina 910, (poli(ácido lático-co-ácido glicólico)) (PLGA), com cobertura de poliglactina 370 (Vicryl®). Foi proposto neste trabalho, o estudo e desenvolvimento da metodologia de síntese do biopolímero PLGA, via polimerização por abertura de anéis, assim como sua caracterização, com o propósito de utilizar o material sintetizado para fabricar um material similar ao RAPID-Strand®. Os resultados obtidos demonstram que, através da metodologia utilizada, foi possível determinar os melhores parâmetros de reação (tempo e temperatura) para o PLGA na proporção 80/20 (lactídeo/glicolídeo). Com uma temperatura de 110ºC e tempo de reação de 24h, foi possível obter 86% de rendimento, e com o aumento o tempo de reação para 72h, o rendimento é superior a 90%. Os valores de massas moleculares obtidas entre os testes, ainda são muito baixos quando comparados com os valores obtidos por outros autores na literatura (cerca de 20%). Falhas na selagem das ampolas, deixando-os vulneráveis à umidade e oxigênio, ou a falta de uma sistema eficiente de agitação podem ser possíveis explicações para estes resultados. Um reator químico adequado poderia solucionar o problema. Em relação à caracterização, as técnicas utilizadas confirmaram a estrutura esperada do polímero, e a maior proporção das unidades provenientes do dímero lactídeo, em relação ao glicolídeo. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Caracterizacao radioquimica do sup(226)Ra, sup(40)K e dos isotopos de uranio e torio no fosfogessoPAES, VANESSA P. 09 October 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
07176.pdf: 4406803 bytes, checksum: fbfc4de3a51d8f9a62563c8233d28b8d (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Disponibilidade de sup(238)U e sup(232)Th na utilização de fosfogesso na agricultura / Availability of sup(238)U and sup(232)Th in the utilization of phosphogypsum in agricultureMALHEIRO, LUCIANO H. 10 November 2014 (has links)
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T10:38:01Z
No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T10:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O fosfogesso (FG), um subproduto da indústria de fosfato, é classificado como Material Radioativo de Ocorrência Natural Tecnologicamente Aumentado (TENORM) ou como um resíduo NORM. Ele é obtido durante o ataque da rocha fosfática com ácido sulfúrico para a produção de ácido fosfórico. O FG apresenta em sua composição radionuclídeos das séries de decaimento natural do U e Th: principalmente 226Ra, 228Ra, 232Th, 210Pb e 210Po. Os produtores brasileiros estocam o FG em pilhas secas, o que representa riscos para o meio ambiente. Sendo assim, estudos foram realizados para avaliar meios de sua reutilização. Uma possível solução para este problema é o emprego do FG na agricultura como um condicionador do solo. A entidade reguladora brasileira (CNEN) estabeleceu limites de isenção para o uso de FG na agricultura ou na indústria cimenteira: a concentração de atividade de 226Ra e 228Ra deve ser inferior a 1 Bq g-1. No entanto, para a sua aplicação segura, ainda é necessário assegurar que os radionuclídeos presentes no PG não estarão disponíveis para o ambiente. Este estudo tem como objetivo verificar a disponibilidade de 238U e 232Th em amostras de solos com FG através de percolação com água, por meio do cálculo da fração disponível. Esta fração foi obtida pela relação entre a concentração dos radionuclídeos no lixiviado (pelo emprego de um procedimento radioquímico adaptado, publicado pela Agência Internacional de Energia Atômica - IAEA) sobre a concentração total das amostras (obtida por Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental e espectrometria gama). Os resultados demonstraram que a fração disponível dos radionuclídeos foi em todos os casos inferior a 0,2%. Isto indica que a utilização de fosfogesso como insumo agrícola não contribui para o aumento da disponibilidade de 238U e 232Th na água de lixiviação. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Aplicação do Método de Monte Carlo no estudo da atividade obtida em sistema de coincidências 4π(β,EC)-γ pelo Método da Discriminação com reposição / Application of the Monte Carlo Method to the study of the activity obtained in a 4π(β,EC)-γ coincidence system by the Discrimination with Reposition MethodCORREA, GUSTAVO P. 22 June 2016 (has links)
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T12:55:19Z
No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T12:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O objetivo do presente trabalho foi o de estabelecer uma nova característica ao programa de Monte Carlo ESQUEMA, destinado a simular todo o processo de detecção em um sistema de coincidência 4π(β,EC)-γ e possibilitou o conhecimento antecipado do comportamento da atividade aparente da fonte radioativa como função da eficiência do detector 4π. Esta metodologia foi aplicada anteriormente para os casos onde a eficiência é variada pela colocação de absorvedores sobre a fonte radioativa ou variando-se o nível de discriminação eletrônica, com a exclusão completa das contagens abaixo deste nível. No presente trabalho, esta metodologia foi modificada com a inclusão dos eventos não coincidentes abaixo do nível de discriminação eletrônica, adotado para a via beta. Desta forma, a curva de extrapolação passa a ter um comportamento rigorosamente linear e o valor extrapolado corresponde a atividade da fonte radioativa, esperando-se obter uma melhor acurácia no seu valor. Esta alteração é inovadora e particularmente apropriada para ser aplicada ao caso de medidas com o Sistema de Coincidências por Software (SCS), desenvolvido recentemente pelo LMN. O trabalho consiste na modificação de um programa desenvolvido no LMN, denominado ESQUEMA, que leva em conta as características gerais de um esquema de desintegração complexo, incluindo-se os diversos tipos de transição, além das características experimentais do sistema de medidas por coincidência 4π(β,EC)-γ. Estas modificações permitem a obtenção das curvas de extrapolação, aplicando-se o método proposto de Discriminação com Reposição. O software MCNP5 é usado para simular o transporte de radiação. A simulação de Monte Carlo é comparada com valores experimentais para o radionuclídeo padronizados no LMN, o 111In . / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Discutindo a ciência através de episódios históricos: o caso dos raios-x e da radioatividade / Discussing science through historical episodes: the case of x-rays and radioactivityMonteiro, Flavianne Alexandre 08 April 2011 (has links)
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FLAVIANNE ALEXANDRE MONTEIRO.pdf: 1176070 bytes, checksum: 2ca4b3933a92fde3d5ab51a12399bfd5 (MD5)
Previous issue date: 2011-04-08 / Much research argues that the History and Philosophy of Science (HPS) can help students to learn about the process of science. To reach this goal, some aspects of the scientific knowledge must be emphasized or to be explored explicitly to show how science is a complex activity. In this sense, scientific controversies present many aspects to be explored. In this work, we choose a historical episode about X-ray and radioactivity to teach students about the process of scientific inquiry. This episode presents a controversy about the nature of the X-ray and about the priority of the discovery of the radioactivity. We used three steps to introduce the ideas about the episode and about the science in classroom: a hands-on activity and two classes exploring the historical episode by texts. The results show that the use historical material must be carefully prepared to reach the goal of explicit the process of scientific inquiry or the historical episode can be misunderstood. / Pesquisas na área de Ensino de Ciências argumentam que a História e a Filosofia da Ciência (HFC) podem ajudar os estudantes a entenderem como se dá o processo de aquisição do conhecimento científico. Para atingir este objetivo, o processo do conhecimento científico deve ser enfatizado ou explorado explicitamente de forma a mostrar como a ciência é uma atividade complexa. Neste sentido, controvérsias científicas apresentam muitos aspectos a serem explorados. Neste trabalho, escolhemos um episódio histórico sobre raios-X e radioatividade para ensinar os estudantes sobre o processo de aquisição do conhecimento científico. O episódio escolhido apresenta tanto uma controvérsia do ponto de vista conceitual, já que discute os problemas sobre a natureza dos raios-X; quanto sobre o processo científico, já que também discute sobre a prioridade na descoberta da radioatividade. A intervenção constou de três passos para a introdução das ideias sobre o episódio histórico e sobre a ciência: uma dinâmica que simulava o processo da ciência e duas aulas em que foram discutidos textos sobre os episódios históricos. Os resultados mostraram que a elaboração de textos sobre episódios históricos é um processo desafiador e deve ser tomado com extremo cuidado ao explicitar a ciência, caso contrário pode levar a uma distorção tanto da história quanto da complexidade do conhecimento científico.
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ESTUDO DO DECAIMENTO DO 101Rh E DO 101fRh E ESTRUTURANUCLEAR DO 101Ru / 101mRh and 101fRh decay studies and 101Ru nuclear structureVito Roberto Vanin 01 March 1984 (has links)
Os decaimentos dos nuclídeos 101mRh e 101fRh foram estudados por espectroscopia gama, tanto em medidas de espectros simples quanta de espectros em coincidência. As fontes foram produzidas na reação 103Rh(,2n) 101m,fRh, com fótons provenientes de Bremsstrahlung de elétrons no Acelerador linear do IFUSP. Diversas transições gama anteriormente atribuídas aos decaimentos desses nuclídeos não foram confirmadas, num total de 6 transições, e mais duas que foram observadas este trabalho foram atribuídas ao decaimento do 102mRh. As transições gama observadas seguindo o decaimento do 101mRh tem as seguintes energias em keV, e intensidades relativas, respectivamente: 127,226(9), 0,79(2); 157,41(4), 0,280(5); 179,636(15), 0,660(15); 184,11(5), 0,193(3); 233,74(4), 0,2198(15); 238,27(4), 0,2505(17); 306,857(5), 100; 311,367(19), 0,0175(9); 417,86(5), 0,005(2); 545,117(7), 5,3(3). As transições gama observadas seguindo o decaimento do 101fRh tem as seguintes energias e intensidades relativas: 110,94(12), 0,06(2); 127,226(9), 93,2(9); 184,22(13), 0,081(14); 198,01(13), 100; 295,01(3), 0,815(24); 352,23(3), 16,20(15); 422,19(8) ,0,272(15). A intensidade da captura eletrônica do 101fRh para o estado fundamental do 101Ru foi estimada em 51(17) % a partir do acompanhamento do crescimento da intensidade dos gamas de 198 keV decorrente da alimentação do estado fundamental pela transição isométrica de 157 keV, durante os primeiros 10 dias após o fim da irradiação. Os esquemas de decaimento dos 101m,fRh resultantes deste trabalho exigem apenas seis níveis excitados do 101Ru para acomodar todas as transições gama observadas, ao contrário do estudo anterior que concluía pela necessidade de 11 níveis. A estrutura nuclear do 101Ru para baixas energias de excitação pode, em razão da simplificação do esquema de níveis decorrente deste trabalho, ser bem descrita qualitativamente num modelo de quase-partícula-fonon com acoplamento fraco. Uma descrição quantitativa através desse modelo no esquema de acoplamento intermediário, tem sucesso limitado às probabilidades de transição de quadruplo elétrico e aos fatores espectroscópicos, conduzindo a um espectro de energia muito diferente do experimental, embora com a densidade de níveis correta. A mistura de estados de três quase-partículas foi introduzida através da teoria de perturbação. Verifica-se que a introdução desses estados permite uma melhor interpretação do espectro de energia. Os cálculos com o modelo de uma quase-partícula-fonon foram estendidos aos isótopos ímpares do Ru com 95 A 105. Os poucos dados ex perimentais disponíveis de probabilidades de transição de quadrupolo elétrico e de fatores espectroscópicos são razoavelmente reproduzidos. Já o espectro de energia calculado só concorda razoavelmente com o experimental para o 95Ru. Os resultados obtidos sugerem que os isótopos ímpares do Ru podem ser descritos utilizando-se quase-partículas e fonons como modos elementares de excitação , sendo necessário incluir no modelo estados intrínsecos de três quase-partículas. / The decays of 101mRh and 101fRh nuclides were studied by gamma-ray spectroscopy either or single or coincidence . spectra. The sources were obtained through the 103Rh(,2n) 101m,fRh reaction with the electron Bremsstrahlung beam of the Linear Accelerator of the IFUSP. Six transitions earlier attributed to the decays of these nuclides were not confirmed. Two other transitions that were observed in the present work were attributed to the 102mRh decay. The energies (keV) and the relative intensities for the observed gamma transitions following the 101mRh decay are respective1y: 127.226(9), 0.79(2); 157.41(4), 0.280(5); 179.636(15), 0.660(15); 184.11(5), 0.193(3); 233.74(4), 0.2198(15); 238.27(4), 0.2505(17); 306.857(5), 100; 311.367(19), 0.0175(9); 417.86(5) 0.005(2); 545.117(7), 5.3(3). The energies and the relative intensities of the gamma transitions observed for the 101fRh decay are the following: 110.94(12), 0.06(2); 127.226(9), 93.2(9); 184.22(13), 0.081(14); 198.01(3), 100; 295.01(3), 0.815(24); 325.23(3), 16.20(15); 422.19 (8), 0.272(15).The growth of the intensity of the 198 keV gammas due to the feeding of the ground state by the isomeric transition of 157 keV during the first ten days after the end of the irradiation allowed the measurement of the 101fRh electron capture intensity for the ground state of the 101Ru which was established as roughly 51(17)%. Previous work had shown that for the decay scheme of the 101m,fRh eleven excited levels of the 101Ru were needed to fit all observed gamma transitions. This work shows that only six excited levels are necessary. Due to the simplification of the level scheme obtained in this work, the nuclear structure of the 101Ru for low excitation energy can be described as a quasi-particle-phonon with weak coupling. Using this model in the intermediate coupling scheme, a quantitative description is successful in the calculation of electric quadrupole transition probabilities and spectroscopic factors. The calculated energy spectrum is very different from the experimental one although the level densities coincide. Through the perturbation theory, mixture with three quasi-particle states was introduced. The introduction of these states allows a better interpretation of the energy spectrum. For the other Ru isotopes the calculations using the one quasi-particle-phonon model were performed with 95 A I05. The small amount of experimental data available for electric quadrupole transition probabilities and spectroscopic factors agreed fairly well with the theoretical calculations. Nevertheless, the calculated energy spectrum agrees reasonably with the experimental one only for 95Ru. The theoretical results suggest that the odd-A Ru isotopes can be described using quasi-particle and phonons as elementary excitation modes, provided that the three quasi-particle intrinsic states are taken into account.
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Avaliação da alterabilidade e da exalação do gás radônio em rochas ornamentais / Evaluation of alterability and exhalation os radon gas in dimension stonesPaulo Giovany Quadros do Amaral 26 October 2016 (has links)
A presente tese se baseia no estudo das rochas ornamentais e de revestimento em relação aos seus aspectos de alterabilidade que irá influenciar diretamente no aumento da adição do gás radioativo radônio no interior de um ambiente com o passar do tempo de uso, fato devido as interações com o meio de onde é instalado a rocha, como exemplo da sua manutenção e limpeza, que implicará no seu padrão estético e na qualidade do ar do ambiente interior. Temas como a qualidade do ar interior relacionado a qualidade de vida do usuário, a radioatividade natural, o perigo do gás radiotivo radônio no interior do ambiente e as rochas ornamentais como composição e uso na arquitetura são apresentados para embasamento da Tese e auxiliando no entendimento dos ensaios realizados. Para isso, cinco rochas ornamentais foram escolhidas e realizados ensaios de alterabilidade química, ensaios tecnológicos de caraterização e ensaios de caracterização radiométrica a fim de prever o comportamento de uma dada rocha em seu ambiente ao ser aplicado na arquitetura. O ataque do ácido HCl nas rochas diminuiu sua resistência e aumentou a quantidade de radônio exalado relacionado diretamente ao aumento direto na porosidade, aumentando também a eficiência de exalação da rocha. O ataque do álcali KOH apesar de diminuir a resistência da rocha, interferiu na porosidade e diminuindo assim a quantidade de radônio exalado em alguns casos. Isso demonstra que mesmo conhecendo o material e a sua contribuição na adição do Rn no interior do ambiente, com o passar do tempo a rocha irá aumentar sua exalação quando não conservadas podendo aumentar o nível de radônio acumulado no ambiente. Com isso, a tese realça a importância de conhecer o material que irá compor o interior do ambiente afim de prevenir futuros danos à saúde da edificação e dos usuários, facilitando assim o entendimento desses materiais e como interfere na qualidade do ambiente construído. / This thesis is based on the study of dimension stone in relation to aspects of changeability which will directly influence the increased addition of radon radioactive gas within an environment over time of use, a fact due to interactions with the environment where it is installed rock, as an example of its maintenance and cleaning, which will result in its aesthetic standard and quality of indoor air environment. Topics such as the quality of the related indoor air to the user\'s quality of life, natural radioactivity, the danger of radiotivo radon gas into the atmosphere and dimension stone as composition and use in architecture are presented to foundation this Thesis and aiding in the understanding of tests. For this, five ornamental stones were chosen and performed chemical tests changeability, technological characterization of assays and radiometric characterization tests to predict the behavior of a given rock in your environment to be applied in architecture. The attack of the HCl acid in the rocks decreased its strength and increased the amount of exhaled radon related directly to the direct increase in porosity, also increasing exhalation efficiency of the rock. The attack KOH alkali spite of reducing the resistance of the rock, and interfere with the porosity thereby decreasing the amount of radon vented in some cases. This shows that even knowing the material and its contribution to the addition of Rn into the environment, with the passage of time the rock will increase your exhalation when not maintained can increase the level of accumulated radon in the environment. Thus, the thesis highlights the importance of knowing the material that will form the inside of the environment in order to prevent further damage to the health of the building and users, thus facilitating the understanding of these materials and how it interferes in the quality of the built environment.
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Bridging the capability gap in environmental gamma-ray spectrometryVarley, A. L. January 2015 (has links)
Environmental gamma-ray spectroscopy provides a powerful tool that can be used in environmental monitoring given that it offers a compromise between measurement time and accuracy allowing for large areas to be surveyed quickly and relatively inexpensively. Depending on monitoring objectives, spectral information can then be analysed in real-time or post survey to characterise contamination and identify potential anomalies. Smaller volume detectors are of particular worth to environmental surveys as they can be operated in the most demanding environments. However, difficulties are encountered in the selection of an appropriate detector that is robust enough for environmental surveying yet still provides a high quality signal. Furthermore, shortcomings remain with methods employed for robust spectral processing since a number of complexities need to be overcome including: the non-linearity in detector response with source burial depth, large counting uncertainties, accounting for the heterogeneity in the natural background and unreliable methods for detector calibration. This thesis aimed to investigate the application of machine learning algorithms to environmental gamma-ray spectroscopy data to identify changes in spectral shape within large Monte Carlo calibration libraries to estimate source characteristics for unseen field results. Additionally, a 71 × 71 mm lanthanum bromide detector was tested alongside a conventional 71 × 71 mm sodium iodide to assess whether its higher energy efficiency and resolution could make it more reliable in handheld surveys. The research presented in this thesis demonstrates that machine learning algorithms could be successfully applied to noisy spectra to produce valuable source estimates. Of note, were the novel characterisation estimates made on borehole and handheld detector measurements taken from land historically contaminated with 226Ra. Through a novel combination of noise suppression and neural networks the burial depth, activity and source extent of contamination was estimated and mapped. Furthermore, it was demonstrated that Machine Learning techniques could be operated in real-time to identify hazardous 226Ra containing hot particles with much greater confidence than current deterministic approaches such as the gross counting algorithm. It was concluded that remediation of 226Ra contaminated legacy sites could be greatly improved using the methods described in this thesis. Finally, Neural Networks were also applied to estimate the activity distribution of 137Cs, derived from the nuclear industry, in an estuarine environment. Findings demonstrated the method to be theoretically sound, but practically inconclusive, given that much of the contamination at the site was buried beyond the detection limits of the method. It was generally concluded that the noise posed by intrinsic counts in the 71 × 71 mm lanthanum bromide was too substantial to make any significant improvements over a comparable sodium iodide in contamination characterisation using 1 second counts.
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