Acompanha: Entendendo a radioatividade com a ajuda do Watchmen / Esta pesquisa utiliza as histórias em quadrinhos das séries “Watchmen” e “Before Watchmen - Dr. Manhattan” como base para ensinar física com enfoque CTS, levando em consideração a interdisciplinaridade da linguagem da arte sequencial. As revistas selecionadas inter-relacionam conteúdos referentes a física, história, sociologia, filosofia e arte em uma narrativa que gira em torno da física atômica, fazendo assim com que possam ser utilizadas como ferramenta para fazer um primeiro contato entre alunos e conteúdo e assim aumentar o engajamento. Esta pesquisa objetiva buscar informações para a elaboração de um material didático na forma de histórias em quadrinhos para o ensino de física, para isso utiliza-se de textos de diversos autores como Kakalios e Will Eisner, além de questionários e da matriz dialógica problematizadora. / This research uses the comics from the series “Watchmen” and “Before Watchmen Dr. Manhattan” as a base to teach physics with and enphasis on STS, considering the interdisciplinarity of the sequential arts, which on the selected comics interrelates subjects referring to physics, history, sociology, philosophy and art in a narrative that revolves around atomic physics, making it possible to use it as a tool for a first contact between the students and the subject as a way to increase the students engagement when studying physics with an enphasis on STS, specially on subjects concerning modern physcis. This research presents an history of the uses of comic books in teaching, historic reports concerning the dangers that a lack of information and the scarcity of a education focused on STS can cause when populations interact with radioactive technological artifacts.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Measurements of radioactivity in the environment are of great importance in monitoring and control of radiation levels to which humans are exposed directly or indirectly. Two nuclear power plants are planned in the northeast Brazilian region by the Ministry of Mines and Energy under the National Energy Plan 2030. Even without defining the exact location were these new plants would be built; there is great speculation that new units will soon be built along the banks of the San Francisco River. This region is extremely poor in studies from the standpoint of determining the type of radionuclide and radioactivity in the environment, being practically non-existent in the literature data on the state of Sergipe. This study aimed to contribute to analysis of the occurrence of natural and artificial radioactive material in soil, water and food products of the State of Sergipe, focusing primarily on Neópolis Plateau region, which is located the banks of the Rio San Francisco. For this purpose, radionuclides found in all samples collected from soil and cement, fertilizer and food chain products were analyzed by gamma spectrometry, whose activity was measured employing a HPGe detector. The highest activity was determined due to K-40 (1636 + 35) ´ 10 Bq.kg-1 in KCl fertilizer, and the lowest activity was due to Bi-212 (0.001 + 0.009) Bq.kg-1 in lemon peel. The activities of radionuclides measured in all samples are below the Brazilian criteria for exclusion, exemption and waiver required for protection against radiation. Be-7 was detected in organic fertilizers and lemon peel and Th-232 found in samples of soil and cement in the state of Sergipe, both unprecedented results in the literature. It was also detected Cs-137 in some samples, probably from fertilizers and food additives imported from northern countries, yet their activities do not pose a risk to the population. / Medições de radioatividade no ambiente têm grande importância na monitoração e controle de níveis de radiação a que o homem está exposto, direta ou indiretamente. Duas centrais nucleares são previstas no nordeste pelo Ministério de Minas e Energia segundo o Plano Nacional de Energia 2030. Mesmo sem a definição do local exato onde serão construídas essas novas centrais, há grande especulação que novas unidades serão em breve construídas ao longo das margens do rio São Francisco. Esta região é extremamente pobre em estudos do ponto de vista da determinação do tipo de radionuclídeos e da radioatividade presentes no meio ambiente, sendo praticamente inexistente na literatura dados sobre o Estado de Sergipe. Este trabalho teve por objetivo contribuir com análises da ocorrência de material radioativo natural e artificial no solo, água e produtos alimentícios do Estado de Sergipe, focando a região do Platô de Neópolis, grande produtora de alimentos nesse Estado, e que se localiza as margens do Rio São Francisco. Para este fim, todos os radionuclídeos encontrados nas amostras coletadas de solo e cimento, fertilizantes e produtos da cadeia alimentar foram analisados por espectrometria gama, cuja atividade de foi medida empregando-se um detector HPGe. A maior atividade determinada foi devido ao K-40 (1636 + 35) ´ 10 Bq.kg-1 no fertilizante KCl; e a menor atividade foi devido ao Bi-212 (0,001 + 0,009) Bq.kg-1 na casca de limão. As atividades de radionuclídeos medidos em todas as amostras estão abaixo do limite de brasileiros dos critérios de exclusão, isenção e dispensa exigidos para proteção contra as radiações. Foi detectado Be-7 em adubos orgânicos e casca de limão e Th-232 encontrado em amostras de solo e cimento no estado de Sergipe, ambos os resultados sem precedentes na literatura. Foi também detectado Cs-137 em algumas amostras, provavelmente proveniente de fertilizantes e complementos alimentares importados de países do hemisfério norte; no entanto suas atividades não representam risco para a população.

Made available in DSpace on 2018-06-27T19:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Rovandro Spencer Diasl.pdf: 12171735 bytes, checksum: 3b5c5399e8877431e89f7ca863be2073 (MD5) Rovandro Spencer Diasl.pdf.txt: 77159 bytes, checksum: d833e52a3835a6e17e305120dabfb84b (MD5) Rovandro Spencer Diasl.pdf.jpg: 3694 bytes, checksum: 5d3a659514a28f37390101d285ba6fad (MD5) Previous issue date: 2013-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho apresenta a sugestão de um módulo didático com conceitos importantes sobre o tema Radioatividade, direcionado aos professores do Ensino Médio. O módulo didático encaixa-se nas competências exigidas pelos PCN+ como reconhecer e avaliar o desenvolvimento tecnológico contemporâneo, seu papel na vida humana, seus impactos na vida social e utilizar esses conhecimentos no exercício da cidadania. Fundamenta-se na Aprendizagem Significativa de Ausubel que se constitui num processo onde a informação nova tem ancoragem em outra já existente na estrutura cognitiva do aprendiz. O módulo didático foi projetado através do software livre eXe Learning; assim poderá ser acessado através de qualquer software de navegação e ficará disponível para o público de forma gratuita na internet. A organização do módulo didático incluiu 5 aulas de acordo com os três momentos pedagógicos de Delizoicov e Angotti, a problematização inicial, a organização do conhecimento e a aplicação do conhecimento apresentando ao professor e aluno diversos objetos de aprendizagem como artigos, links, textos, vídeos e simulações interativas; também um experimento simples, questões problematizadoras que levará a uma pesquisa dos alunos e a sugestão da socialização do conhecimento para toda a escola. Assim, o módulo didático Radioatividade, poderá ser um material potencialmente significativo para a construção do conhecimento.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) - IPEN / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) - IPEN Apendices / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08282.pdf: 11692622 bytes, checksum: 0a45423b89a78a7d64792d2bbbfe253e (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07614.pdf: 6594444 bytes, checksum: 0bd72d3764d638a649ad00b67ff5aa44 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:47:28Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:47:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foram determinadas as concentrações dos radionuclídeos naturais 226Ra, 232Th e 40K em amostras de granitos e mármores, abrangendo as principais lavras de extração do estado do Espírito Santo, sudeste do Brasil. Para cada sítio de estudo, três amostras foram seladas em frascos de 100 ml de polietileno de alta densidade. Após espera de aproximadamente 4 semanas para atingir o equilíbrio secular das séries do 238U e 232Th, as amostras foram medidas por espectrometria gama de alta resolução e o espectro analisado com o software WinnerGamma. A correção da auto-absorção foi realizada para todas as amostras utilizando expressão e método desenvolvidos para este fim. A concentração do 226Ra foi determinada pela média ponderada das concentrações do 214Pb e 214Bi, a concentração de 232Th pela média ponderada das concentrações dos 228Ac, 212Pb e 212Bi e a concentração de 40K pela sua transição única de 1460 keV. O equivalente em rádio e o índice gama foram obtidos a partir das concentrações de 226Ra, 232Th e 40K. O radônio emanado foi medido em câmera de exalação usando a técnica de detectores passivos de estado sólido (SSNTD) sendo estes expostos em monitor NRPB/SSI-H. Na exposição foi utilizado um detector comercial CR-39® e um plástico de fabricação nacional denominado Durolon® sendo caracterizado para este fim pela técnica desenvolvida denominada dupla exposição e fator de sensibilidade intrínseca. O plástico caracterizado mostrou-se eficiente para a aplicação e o fator de calibração correspondendo a 1,6±0,1 traços cm²(kBq m³dia)¹ em relação ao fator para o CR-39 que equivale a 2,8±0,2 traços cm²(kBq m³dia)¹. O detector mostrou maior eficiência para doses mais elevadas. A atividade determinada por detecção passiva mostrou atividades variando de 100±10 Bq·m³ até 2400±300 Bq·m³, destacando-se a maior taxa de exalação para o granito Iberê Mombasa. Para os mármores foram determinados valores variando entre 80±10 Bq·m³ até 200±25 Bq·m³ destacando os mármores Cintilante e Branco com maiores valores determinados. Os valores determinados para a taxa de exalação superficial apresentam-se aproximadamente iguais com exceção dos granitos Iberê Mombasa e Iberê Prado que apresentaram valores acima de 1 Bqm-2h-1. As medidas por espectrometria gama mostraram que as concentrações de 226Ra variaram de 1,9 0,2 Bq.kg-1 a 483 55 Bq.kg-1, com o maior valor para o granito Iberê Mombasa. As concentrações de 232Th variaram de 3,2 0,4 Bq.kg-1 a 224 6 Bq.kg-1, com o maior valor determinado para o granito Cinza Corumbá. As concentrações de 40K variaram de 8,8 1,8 Bq.kg-1 a 1642 167 Bq.kg-1, com o maior valor determinado para o granito Iberê Vitara. O cálculo do equivalente em rádio mostrou que a maioria das amostras podem ser definidas como categoria-I (aplicação civil) abaixo de 370 Bq.kg-1, exceto para os granitos Cinza Corumbá, Iberê Crema Bordeaux e Iberê Mombasa que podem ser classificados como categoria II (até 740 Bq.kg-1). A maioria dos granitos avaliados mostraram índices de exposição interno e externos abaixo de 1,0 mSv·ano¹, exceto os granitos Cinza Corumbá, Iberê Crema Bordeaux e Iberê Mombasa que superaram este valor entre 1,0 a 3,2 mSv·ano¹ deste índice. Para a exposição anual, apenas os granitos Cinza Corumbá, Iberê Crema Bordeaux e Iberê Mombasa superaram o limite de 1,5 mSv·ano¹. Para os índices de exposição alfa apenas os granito Iberê Crema Bordeaux e Iberê Mombasa são limitados a confecção de material de construção para aplicações superficiais. Entretanto, se considerando o índice de exposição gama, os granitos Cinza Corumbá, Cinza Andorinha, Amarelo Icarai, Cinza Ocre, Iberê Crema Bordeaux e Iberê Mombasa terão aplicação controlada. Conclui-se que os granitos em sua maioria e todos os mármores avaliados apresentam aplicações possíveis em diferentes setores de atividade e para diferentes finalidades e que os granitos que excedem os índices não devam ser aplicados em interiores de residências. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

La mesure de la radioactivité dans les filtres utilisés pour la surveillance de l’aérocontamination de l’air présente une difficulté métrologique majeure. En effet, l’absorption des rayonnements a dans le médium filtrant et la masse d’aérosols accumulés biaisent la réponse nucléaire. Ce travail de thèse porte sur la détermination de facteurs de correction de la dégradation de la radioactivité mesurée dans les filtres de surveillance. Dans un premier temps, des filtres radioactifs représentatifs des prélèvements atmosphériques ont été préparés à l’aide du banc d’essais nucléaire ICARE. L’étude expérimentale sur les filtres de référence a permis d’avoir une base de données pout la détermination des facteurs de correction dans diverses conditions de filtration. Dans un second temps, ce travail a conduit une nouvelle méthode numérique mise au point pour déterminer les facteurs de correction. Il s’agit de coupler des simulations de filtration des particules d’aérosol à l’aide de GeoDict, permettant de calculer des écoulements dans les milieux poreux et des simulations de parcours de particules a dans la matière à l’aide de MCNPX. Le bon accord obtenu, en comparant les réponses des spectres en énergie et des facteurs de correction numériques et expérimentaux, a permis de valider le modèle numérique / The measurement of radioactivity in the filters of airborne radioactive surveillance is a major difficulty metrology. Indeed, the absorption of a radiation in the filter media and the mass of aerosols accumulated distort the nuclear counters response. This thesis work focuses on the determination of correction factors for the radioactivity loss in the survey filters. In a first step, radioactive filters representing the atmospheric samples have been prepared using the nuclear test bench ICARE. The experimental study on reference filters provided a database to determine correction factors for various filtration conditions. The second step of the work proposed a new numerical method developed to determine the correction factors. It consists of coupling GeoDict for particles filtration simulations and MCNPX simulations for a transport in matter. The good agreement obtained by comparing the numerical and experimental correction factors has permitted to validate the numerical model

La dosimétrie en réacteur permet de déterminer la fluence neutronique reçue pendant une irradiation et d’en caractériser le spectre (distribution énergétique des neutrons). Cette technique s’appuie sur la mesure de l’activité de dosimètres irradiés, constitués de métaux purs ou d’alliages. La mesure d’activité de ces échantillons est réalisée par spectrométrie gamma et X sur des rayonnements de faibles énergies (< 100 keV) et s’appuie actuellement sur un dosimètre étalon adapté et validé spécifiquement pour les conditions de mesure. Le but de la thèse est de s’affranchir de cette étape et de pouvoir mesurer directement l’activité des dosimètres. L’étude a concerné spécifiquement les dosimètres en niobium et en rhodium qui sont utilisés pour caractériser la signature des neutrons d’énergie autour de 1 MeV. Ils sont respectivement activés en Nb-93m et 1Rh-103m. Ces deux radionucléides se désintègrent par une transition gamma en émettant principalement des photons XK d’énergie autour de 20 keV, sur lesquels s’appuie la mesure d’activité en spectrométrie. Or, du fait de leur faible énergie, ces rayonnements présentent de nombreuses difficultés pour être analysés avec précision. Les différents paramètres nécessaires à la quantification de l’activité des dosimètres, avec une incertitude relative de l’ordre de 2 %, ont été étudiés en détails. Les travaux ont d’abord porté sur l’étalonnage en rendement des détecteurs au germanium hyper-pur (GeHP) dans la gamme d’énergie comprise entre 11 keV et 150 keV. Ceci constitue une étape cruciale dans la détermination de l’activité et s’avère délicate dans la gamme d’énergie considérée. L’approche expérimentale, utilisant des sources ponctuelles étalons, a été couplée à des modélisations semi-empiriques et à des simulations des interactions rayonnements-matière par des méthodes Monte Carlo (PENELOPE et GEANT4). Ces dernières ont permis d’approfondir l’étude du phénomène de diffusion des photons en basse énergie, aux alentours de 20 keV, qui interfère avec les pics d’absorption totale dans les spectres et perturbe leur analyse. Dans un second temps, les simulations de Monte Carlo ont également été utilisées pour établir les facteurs de corrections nécessaires à la mesure des dosimètres : auto-absorption du rayonnement dans le matériau et changement de géométrie entre les conditions d’étalonnage (source ponctuelle) et les conditions de mesure (échantillon métallique massif). Le phénomène de fluorescence lié à la présence d’impuretés (dans le matériau du dosimètre ou créées lors de l’irradiation en réacteur) a été étudié et les facteurs de corrections à appliquer pour en tenir compte ont été établis. Les données du schéma de désintégration, en particulier les intensités d'émission des rayons X, sont les principales composantes de l'incertitude sur la valeur d'activité des dosimètres. Les intensités d'émission X font rarement l'objet de mesures expérimentales, le plus souvent, leurs valeurs découlent du schéma de désintégration et des données fondamentales nucléaires et atomiques de l'élément tels les coefficients de conversion interne et le rendement de fluorescence. Plusieurs expériences ont été menées pour fournir de nouvelles données expérimentales. Les coefficients d’atténuation massique et les rendements de fluorescence K du niobium et du rhodium ont été déterminés en utilisant un rayonnement photonique monochromatique sur le synchrotron SOLEIL. Les intensités d’émission du Rh-103m ont été mesurées suivant deux approches, l’une à partir de rhodium activé au réacteur ISIS et l’autre à partir d’une solution de palladium-103. Toutes ces nouvelles valeurs sont comparées aux données publiées et le schéma de désintégration du Rh-103m est discuté. / Reactor dosimetry is used to determine the neutron fluence during an irradiation and to characterize its spectrum (neutron energy distribution). This technique is based on the analysis of the activity of irradiated dosimeters, made of pure metals or alloys. The activity measurement of these samples is performed by gamma and/or X-ray spectrometry and is currently based on specific standard dosimeters, validated for the measurement conditions. The goal of the thesis is to avoid this calibration step and to be able to directly measure the activity of the sample. The study focused specifically on niobium and rhodium dosimeters which are used to characterize neutrons in the energy range around 1 MeV. Their activation produces 93mNb and 103mRh, respectively. These two radionuclides decay through an isomeric gamma transition, emitting mainly K X-rays with energies around 20 keV, on which the spectrometric activity measurement is based. However, owing to their low energy, these X-rays are particularly difficult to measure accurately. The various parameters required to determine the activity of the dosimeters, with a relative standard uncertainty of around 2%, were studied in detail. The work initially focused on the calibration of hyper-pure germanium (HPGe) detectors in the energy range between 11 keV and 150 keV. This is a crucial step in determining the activity of a radionuclide sample and is difficult to achieve in the energy range of interest. The experimental approach, using standard point sources, was coupled with semi-empirical modelling and simulations of radiation-matter interactions by Monte Carlo methods (PENELOPE and GEANT4). These methods have made it possible to study in detail the photons scattering at low energy, around 20 keV, which interferes with the full-energy peaks in the spectra and disturbs their analysis. In a second step, Monte Carlo simulations were used to calculate the correction factors needed to derive the dosimeter activity: self-absorption of photons in the dosimeter material and the geometry change between the calibration conditions (point source) and the measurement conditions (solid metal sample). The fluorescence induced by impurities (in the dosimeter material or created during irradiation in the reactor) was studied and the correction factors to be applied were established. Radioactive decay data, particularly photon emission intensities, are the main components of the uncertainty in dosimeter activity results. X-ray emission intensities are rarely measured experimentally and most often their values are calculated from fundamental parameters i.e. internal conversion coefficients and fluorescence yields, and a balanced decay scheme, of the nuclide. Several experiments were designed to provide new experimental data. The mass attenuation coefficients and K fluorescence yields of niobium and rhodium were determined using a monochromatic photon beam at the SOLEIL synchrotron facility. The photon emission intensities of 103mRh were measured using two approaches, one from rhodium activated at the ISIS reactor and the other from a solution of palladium 103. All these new values are compared with previously published data and the decay scheme of 103mRh is discussed.