Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, ramo Gestão e Tratamento de Resíduos Industriais, sob a orientação do Prof. Doutor António Fiúza

De acordo com a Norma CNEN-NN-2.02,1999, as instalações nucleares brasileiras devem usar sistemas de medição que permitem a determinação de seus inventários de materiais nucleares e também avaliar e verificar a qualidade de seus sistemas de medição por meio da participação dos laboratórios envolvidos em programas de intercomparação, além do uso de materiais de referência e materiais de referências certificado. Neste contexto, este estudo relata os esforços para assegurar o preparo e caracterização do primeiro material de referência para matriz de siliceto de urânio que visa garantir a qualidade do combustível nuclear produzido no Brasil. Foram investigados os teores de urânio, silício e impurezas em 8 amostras analisadas em triplicata para o estudo de homogeneidade e 12 amostras para o estudo de estabilidade. Foi utilizada a análise de variância para fornecer informações sobre a variabilidade em massa e o grau de não homogeneidade. A caracterização do material se deu por meio de um estudo comparativo entre 3 laboratórios independentes. A caracterização do material nuclear foi realizada aplicando a titulação potenciométrica por \"Davies & Gray/NBL\" para a determinação das concentrações de urânio, e a determinação gravimétrica para as concentrações de silício, métodos recomendados pela Agencia Internacional de Energia Atômica. O teor de impurezas foi determinado por espectrometria de emissão com fonte de plasma induzido (ICPOES), após separação previa da matriz. Comparativamente, foi aplicada a técnica de fluorescência de raios X com energia dispersiva (WDXRF). Foram considerados como valores certificados aqueles cujos resultados de concentração foram obtidos com incertezas expandidas relativas inferiores a 20 %. Esse limite foi escolhido como o adequado para o uso pretendido para o material de referência e para a determinação dos elementos na matriz nas condições desse estudo. / According to CNEN-NN-2.02.1999, Brazilian nuclear facilities must use measurement systems that allow the determination of their nuclear material inventories and also evaluate and verify the quality of their measurement systems through the participation of laboratories. Involved in intercomparison programs, in addition to the use of reference materials and certified reference materials. In this context, this study reports the efforts to ensure the preparation and characterization of the first reference material for uranium silicate matrix that aims to guarantee the quality of nuclear fuel produced in Brazil. Uranium, silicon and impurities contents were investigated in 8 samples analyzed in triplicate for the homogeneity study and 12 samples for the stability study. Variance analysis was used to provide information on mass variability and degree of inhomogeneity. The characterization of the material was made through a comparative study between 3 independent laboratories. The characterization of nuclear material was performed by applying potentiometric titration by \"Davies & Gray / NBL\" for determination of uranium concentrations and gravimetric determination for silicon concentrations, methods recommended by the International Atomic Energy Agency. The impurity content was determined by induced plasma source emission spectrometry (ICPOES) after prior matrix separation. By comparison, the energy dispersive X-ray fluorescence (WDXRF) technique was applied. Certified values were those whose concentration results were obtained with relative expanded uncertainties of less than 20%. This limit was chosen as appropriate for the intended use of the reference material and for the determination of elements in the matrix under the conditions of this study.

Submitted by CARLOS EDUARDO EISMANN null (kadueismann@gmail.com) on 2018-01-05T14:55:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Carlos Eduardo Eismann.pdf: 1179566 bytes, checksum: 31c2f0993986aed5992b2088ac3153cb (MD5) / Rejected by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br), reason: Prezado Carlos Eduardo Eismann, Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: - Capa - Faltou a capa no documento enviado. - Folha de Aprovação (faltou) Estes itens são elementos obrigatórios de acordo com as normas de trabalhos do seu Programa de Pós Graduação. Agradecemos a compreensão e aguardamos o envio do novo arquivo. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP on 2018-01-08T18:12:45Z (GMT) / Submitted by CARLOS EDUARDO EISMANN null (kadueismann@gmail.com) on 2018-01-09T12:39:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Carlos Eduardo Eismann.pdf: 1285572 bytes, checksum: b10940da816026c45e4e6fa92a5d4807 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2018-01-09T18:37:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 eismann_ce_me_rcla.pdf: 1252029 bytes, checksum: 63e1b3228ec61f7168a0ff587899bcec (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-09T18:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eismann_ce_me_rcla.pdf: 1252029 bytes, checksum: 63e1b3228ec61f7168a0ff587899bcec (MD5) Previous issue date: 2017-11-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A toxicidade e biodisponibilidade dos metais presentes no ambiente estão diretamente relacionadas com as suas condições de especiação. A avaliação in situ da biogeodisponibilidade de metais é uma ferramenta importante na manutenção da qualidade ambiental dos sistemas aquáticos. A técnica DGT (do inglês Diffusive Gradient in Thin Films) e o uso de animais transplantados são capazes de fornecer informações desta natureza. As biodisponibilidades de Al, Fe, Mn e Zn em águas de três pontos no interior de uma área de mineração desativada no município de Caldas-MG, Brasil, foram avaliadas utilizando-se a técnica DGT e exemplares transplantados do peixe Oreochromis niloticus. As amostragens foram realizadas em períodos de 14, 28 e 42 dias. Foram utilizados dispositivos DGT com géis difusivos e restritivos e foram determinadas as concentrações de Al, Fe, Mn e Zn nos fígados, brânquias e músculos dos peixes após digestão ácida em microondas. As determinações das concentrações dos analitos nas amostras foram realizadas por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma acoplado Indutivamente (ICP-OES). A massa acumulada nos dispositivos com géis restritivos foi maior que com os géis difusivos, indicando uma possível contribuição da fração moderadamente lábil na massa acumulada nos dispositivos. Os resultados da DGT indicaram uma presença de concentrações muitos baixas de espécies orgânicas destes elementos em todos os pontos estudados. As maiores frações de Al, Fe, Mn e Zn foram identificadas nos pontos 014, 023, 023 e 041 respectivamente. O método proposto se mostrou satisfatório para determinar as concentrações de Al, Fe, Mn e Zn em todas as amostras dos tecidos de O. niloticus. Foram observados incrementos significativos nas concentrações de Mn e Zn nas brânquias dos exemplares transplantados quando comparados com aqueles não transplantados. As concentrações lábeis foram mais satisfatórias do que as concentrações dissolvidas em predizer a variabilidade espacial das concentrações biodisponíveis de Al, Fe, Mn e Zn. / The toxicity and bioavailability of metals in the environment is directly associated to its speciation conditions. The in situ evaluation of the biogeoavailability of metals is an important tool to support the environmental quality of aquatic systems. The DGT technique (Diffusive Gradients in Thin Films) and the use of transplanted animals are able to give this kind of information. The bioavailability of Al, Fe, Mn and Zn was evaluated at three points inside a disabled uranium mining site at Caldas city, Brazil, using DGT technique and transplanted specimens of the fish Oreochromis niloticus. The samplings were performed in periods of 14, 28 and 42 days. The DGT devices were deployed using diffusive and restrictive gels and the Al, Fe, Mn and Zn concentrations were determined at the kidney, gill and muscle of the fishes after an acid digestion using a microwave. The determinations of the analytes were performed by Inductively Coupled Plasma Optic Emission Spectrometry (ICP-OES). The accumulated mass in the devices using restrictive gels was higher than using diffusive gel, indicating that there’s probably a contribution of the moderately labile fractions to the accumulated mass of these devices. Results from DGT indicated the presence of very low concentrations of organic species of Al, Fe, Mn and Zn in all the sampling points. The highest labile fraction of Al, Fe, Mn and Zn were observed at points 014, 023, 023 e 041 respectively. The proposed method was satisfactory in determining the concentration of Al, Fe, Mn e Zn in all the tissue samples of O. niloticus. A significant increase of the Mn and Zn concentrations was observed in the gills of the transplanted specimens when comparing to the not transplanted ones. The labile concentrations were more satisfactory predicting the spatial variability of the bioavailable Al, Fe, Mn and Zn concentrations than the dissolved concentrations.

Neste trabalho investigamos algumas propriedades magnéticas dos compostos de urânio e netúnio que apresentam coexistência de efeito Kondo e ordem ferromagnética. Utilizamos como modelo inicial o Hamiltoniano de rede de Anderson com dois níveis f degenerados em cada sítio, que corresponde a configuração eletrônica 5f2 com spins S = 1. Uma derivação da transformação de Schrieffer-Wolff é apresentada para este modelo, onde o Hamiltoniano resultante possui uma largura de banda efetiva para os elétrons f, em adição à interação de Kondo entre os spins f localizados, com S =1, e os spins 1/2 dos elétrons de condução. O modelo de rede Kondo resultante é tratado em uma aproximação de campo médio e pode descrever ambos os regimes Kondo e uma fraca perda de localidade dos elétrons 5f. Calculamos as temperaturas de Kondo, TK, e de Curie, TC, em função dos parâmetros do modelo: a interação de troca entre os spins dos elétrons localizados e os spins dos elétrons de condução, JK, a interação de troca entre sítios, JH, e a largura de banda efetiva dos elétrons f, Wf . Obtemos um diagrama de fases que mostra a coexistência do efeito Kondo e ordem magnética, evidenciando a dependência da temperatura de Curie com a pressão para os compostos de urânio, para diferentes variações da largura de banda efetiva para os elétrons f. Uma região de TK < TC é obtida num determinado intervalo de parâmetros e pode ser utilizada para descrever a variação da magnetização em função da temperatura para os compostos de netúnio NpNiSi2 e Np2PdGa3. / In this work we investigate some magnetic properties in uranium and neptunium compounds that show coexistence of Kondo effect and ferromagnetism by using, as initial model, the Anderson lattice Hamiltonian with two-fold degenerate f level in each site, corresponding to the electronic configuration 5f2 with spin S = 1. We realize a Schrieffer- Wolff transformation for this model, where the new effective Hamiltonian has a finite bandwidth for the f electrons in addition to the Kondo interaction between the spins of f electrons (S = 1) and the spins of conduction electrons (s = 1/2). The Kondo lattice model is treated in a mean-field approximation and can describe both Kondo and a weak delocalization of 5f electrons. We obtain the Kondo temperature, TK, and the Curie temperature, TC, as a function of the model parameters, where we define the exchange interaction between spins of localized and conduction electrons, JK, the exchange interaction between different sites, JH, and the effective bandwidth of f electrons, Wf . We obtain, therefore, a phase diagram that shows a coexistence of Kondo effect and magnetic order describing the Curie temperature as a function of pressure for uranium compounds, as UTe, for different effective bandwidth. A small region with TK < TC is found for a determined range of parameters and it can be used to describe the variation of magnetization versus temperature for the neptunium compounds as NpNiSi2 e Np2PdGa3.

Submitted by Israel Rocha (israelrochanet@gmail.com) on 2018-07-27T15:17:15Z No. of bitstreams: 1 tese versao final.pdf: 305173860 bytes, checksum: e6f99f1163cc653c6a6a1e03a52cebd0 (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca Isaías Alves (reposiufbat@hotmail.com) on 2018-09-04T11:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese versao final.pdf: 305173860 bytes, checksum: e6f99f1163cc653c6a6a1e03a52cebd0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-04T11:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese versao final.pdf: 305173860 bytes, checksum: e6f99f1163cc653c6a6a1e03a52cebd0 (MD5) / CNPQ / Em 15 de maio de 2011 a cidade de Caetité, no sudoeste do Estado da Bahia, viveu horas de uma situação que poderíamos chamar de tensão nuclear. Um comboio de carretas carregadas com um material nuclear que alguns moradores chamaram de “lixo radioativo” estava se deslocando para a mina de urânio das Indústrias Nucleares do Brasil, sediada no município de Lagoa Real. Depois de uma intensa mobilização de grupos sociais e moradores da região para bloquear a entrada dos caminhões na cidade, e horas de impasse, uma comissão foi organizada com o objetivo de deliberar a melhor saída para a situação colocada pelo comboio com material radioativo, produzindo uma série de recomendações que atendiam os interesses dos grupos e moradores. O acontecimento de 15 de maio é apenas uma das diversas situações problemáticas para as quais esta tese direciona atenção, com o objetivo de compreender os processos que tornam problemas localizados em questões de interesse de uma série de atores, locais e não locais, formando os públicos mobilizados em torno dos problemas do nuclear. Seguindo uma pista teórica e metodológica inspirada na filosofia pragmatista e no que se convencionou chamar de sociologia pragmática francesa, esta tese procurou seguir o trabalho dos atores concernidos com os problemas do nuclear na construção dos processos de publicização das situações problemáticas na região. Do ponto de vista metodológico, a pesquisa ocorreu na cidade de Caetité, através de visitas intercaladas e participação nos eventos e ações organizadas pelos atores locais e não locais na região. A partir disso, os atores foram identificados e suas estratégias metodológicas passaram a ser acompanhadas através dos registros produzidos por eles na constituição dos processos de publicização dos problemas do nuclear. Estes registros vão desde observações e conversas durante as visitas, entrevistas e troca de e-mails, até o uso dos documentos públicos produzidos pelos atores: relatórios técnicos, publicações em blogs e sites relacionados à questão ambiental e nuclear, e matérias veiculadas em jornais de grande circulação nacional. Dessa forma, os achados da pesquisa nos levam a considerar que durante os 17 anos de operação da mina é possível acompanhar uma transformação das situações locais relativas aos acidentes e outras consequências da atividade da mina em problemas que concernem a múltiplos atores, através de um processo de dessingularização dos casos particulares; que os problemas emergem à medida que os atores se implicam nas situações problemáticas com as quais eles se deparam na região, definindo-as e se redefinindo durante os processos de publicização das questões do nuclear; que há um deslocamento na forma de tratar os problemas do nuclear a partir de um agenciamento de contra expertise que envolve uma intensa articulação entre especialistas e leigos nas questões nucleares; e, por fim, que a imbricação do trabalho dos grupos locais e especialistas em saúde e energia nuclear produz uma reviravolta tecnocientífica nas formas de compreensão dos problemas do nuclear na região, implicando numa exigência de transparência do setor nuclear a partir de uma inserção de informações científicas e dispositivos na agenda política dos movimentos locais e não locais. / On May 15, 2011 the city of Caetité, in the southwest of the State of Bahia, lived hours of a situation that we could call nuclear tension. A truck train with nuclear material that some dwellers called "radioactive waste" was moving to the uranium mine of Nuclear Industries of Brazil, located in the city of Lagoa Real. After an intense mobilization of social groups and dwellers of the region to block the entrance of the trucks in the city, and an impasse, a commission was organized with the purpose of resolve the situation of the trucks with radioactive material, producing some recommendations that attented the interests of groups and dwellers. The May 15 is just one of many problematic situations for which this thesis focuses attention with the objective of understanding the processes that transform problems localized in issues of interest for the actors, local and non-local, constructing the publics around the problems of the nuclear. From the theoretical and methodological pragmatist philosophy and french pragmatic sociology, this thesis follows the work of the actors concerned with the problems of the nuclear in the construction of the processes of publicizing problematic situations in the region. From a methodological perspective, the research was conducted in the city of Caetité, through visits and participation in events and actions organized by local and non-local actors in the region. We began to follow the methodological strategies of the actors and colect the materials produced by them in the constitution of the processes of publicizing the problems of the nuclear. This materials range from observations and conversations during visits, interviews and e-mail exchanges, and the public documents produced by the actors: technical reports, blog posts and websites related to the environmental and nuclear issue and newspapers. The research findings lead us to consider that during the 17 years of operation of the mine it is possible to observe a transformation of the local situations related to the accidents and other consequences of mine activity in problems that concern multiple actors, through a process desingularization of cases; the problems emerge with the engagement of the actors in the problematic situations they encounter in the region, defining them and redefining themselves during the processes of publicizing nuclear issues; that there is a shift in the way of dealing with problems of nuclear from the counter-expertise involving an articulation between experts and lay people on the nuclear issues; and, finally, that the imbrication of the work of local groups and health and nuclear energy experts produces a techno-scientific turn in the ways of understanding the problems of the nuclear in the region, implying a requirement for transparency in the nuclear sector from the articulation between scientific informations and policy of the movements locals and non-locals.

Por ser um material de baixo custo e apresentar propriedades ligantes, a macroalga marinha Sargassum filipendula vem sendo utilizada como material biossorvente no processo de biossorção de metais. No presente trabalho a alga marrom foi utilizada no estudo cinético e de equilíbrio dos íons de tório e urânio individuais e os resultados comparados à biossorção desses metais em sistema binário. Os testes foram realizados nas concentrações 1 e 10 mg/L e pH= 1,0 e 4,0 na temperatura de 25 1C. A melhor condição para biossorção de tório foi encontrada para 1 mg/L e pH= 1,0, enquanto que para urânio foi em 1 mg/L e pH= 4,0. O estudo cinético de biossorção de tório mostrou que o modelo de segunda ordem descreve melhor os dados experimentais em 1 mg/L (R2= 0,9987) e 10 mg/L (R2= 0,9919) em pH= 1,0 e 1 mg/L (R2= 0,9976) em pH= 4,0, enquanto em 10 mg/L (R2= 0,9787) pH= 4,0 a curva encontrada representou uma cinética de primeira ordem. Para a cinética de urânio os dois modelos se adequaram bem aos dados em ambas as condições experimentais. O estudo de equilíbrio mostrou um perfil crescente de captação de tório, com uma remoção de 96% e 54% do metal em pH= 1,0 e 4,0, respectivamente, a partir da Co= 1 mg/L. A melhor eficiência de captação dos íons de urânio foi de 33% para Co= 100 mg/L em pH= 1,0 e 71% para Co= 1 mg/L em pH= 4,0. Os dados experimentais da isoterma de tório mostraram-se mais adequados ao modelo de Freundlich para pH= 1,0, enquanto que para o pH= 4,0 esses foram melhor representados pelo modelo de Langmuir, com valores de coeficiente de determinação superiores. Em relação à isoterma do urânio, o modelo de Freundlich representou bem os dados experimentais. Os parâmetros de equilíbrio calculados a partir do modelo de Langmuir (kL, qmax ) e Freundlich (kF, n) indicaram uma maior afinidade da biomassa pelos íons de tório em ambas as condições experimentais. O estudo de equilíbrio do sistema binário mostrou que a biossorção dos íons de tório não é afetada pela presença do urânio em solução. Por outro lado, a sorção do urânio foi fortemente afetada pela coexistência com os íons de tório. / Due to its low cost and ligand properties, the seaweed Sargassum filipendula is highly used as a biosorbent material for metals biosorption processes. In the present work this brown seaweed was used in the kinetic and equilibrium studies of the process of biosorption of thorium and uranium, alone and in combined solutions. Tests were performed in the range of metals concentrations from 1 to 10 mg/L and pH values 1.0 and 4.0 at 25 1C. The best condition for the biosorption of thorium was found in the low concentration of 1 mg/L at pH 1.0, while uranium was best biosorbed at the concentration of 1 mg/L at pH 4.0. The kinetic study of thorium biosorption indicated that the second-order kinetic model best represented the experimental data for the low concentration of 1 mg/L (R2= 0.9987) and 10 mg/L (R2= 0.9919) at pH 1.0; for 1.0 mg/L R2= 0.9976 at pH= 4.0, while for the most concentrated solution (10 mg/L) R2 value was equal to 09787) at pH= 4.0, following a pseudo-first order kinetics. The biosorption of uranium indicated that both kinetic models fitted the experimental data, under both experimental conditions. Equilibrium study showed an increasing thorium biosorption, for increasing initial metal concentration, reaching 96 and 54% recovery of the metal, at pH 1.0 and 4.0, respectively. The higher individual efficiencies observed were 33% biosorption for a 100 mg/L initial concentration at pH 1.0 and 71% for a 1 mg/L concentration, at pH 4.0. Experimental equilibrium data, for the element thorium, indicated a best fit on Freundlich model, at pH 1.0, while at pH 4.0 the results were best represented by the Langmuir model, due to higher determination coefficient values. Considering the uranium isotherm obtained, Freundlich model best represented experimental data, suggesting the formation of a multilayer adsorption on the surface of the biomass. Equilibrium parameters calculated from the Langmuir (kL, qmax) and Freundlich (kF, n) models, indicated a higher affinity of the biomass for thorium, in comparison to uranium in both conditions tested. The study of the binary system equilibrium showed that the biosorption of thorium was not affected by the presence of uranium in solution, due to the same uptake values observed when thorium was solely present in solution, reaching qmax= 85,95 &#956;mol Th/g (individual) and qmax= 110,1 &#956;mol Th/g (mixture). On the other hand, uranium biosorption was markedly affected by the presence of thorium in solution, reaching low or not significant uranium by the biomass. Key words: Biosorption, Sargassum filipendula, Thorium, Uranium.

Orientador: Prof. Dr. Sydney Ferreira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / Combustiveis nucleares baseados em materiais compositos obtidos pela dispersao de ligas de uranio em matrizes metalicas sao alternativas interessantes para o avanco da tecnologia de geracao nucleoeletrica. Ligas de U-Mo tem grande potencial para serem utilizadas como elemento combustivel nos combustiveis tipo placa e as ligas de zirconio, como o zircaloy-4, como material de matriz e revestimento. A fase ¿Á do uranio e isotropica e garante estabilidade mecanica e termica ao uranio em diferentes condicoes de operacao, mas essa fase apenas e estavel em altas temperaturas. A adicao de molibdenio tem se mostrado eficiente na estabilizacao dessa fase em baixa temperatura e o zircaloy-4 possui caracteristicas interessantes para a industria nuclear, tais como alto ponto de fusao, alta condutividade termica e baixa secao de choque de absorcao de neutrons. No presente trabalho, foram estudadas rotas para a obtencao de pos de Zircaloy-4, sendo esta uma etapa muito importante para a fabricacao de compositos de combustivel nuclear tipo placa. Estudou-se tambem sintese de ligas de U-Mo, com estruturas ¿Á por rotas de fusao, sendo investigadas as composicoes U-7%Mo, U-8,5%Mo e U-10%Mo. Essas ligas foram fundidas em um forno a arco e de inducao e tratadas termicamente para a estabilizacao da fase ¿Á. Os resultados obtidos mostraram que independente do processo de fusao e da composicao das ligas, e necessario um tratamento termico para a dissolucao das dendritas e homogeneizacao das ligas. O tratamento termico seguido de tempera se mostrou eficiente para a estabilizacao completa da fase ¿Á para as ligas com adicao de apenas 7% em peso de molibdenio. Por outro lado, o tratamento termico seguido de resfriamento lento conseguiu estabilizar a fase ¿Á apenas nas ligas com 10% em peso de molibdenio. As ligas com 7% e 8,5% de Mo que sofreram um resfriamento lento apresentavam uma fracao de fase ¿¿. Quanto a obtencao de pos de zircaloy, esta pode ser realizada atraves da tecnica de hidretacao, cominuicao e desidretacao. A cinetica de absorcao e desorcao de hidrogenio apresentou melhores resultados nas amostras laminadas a frio antes do processo de hidretacao. O tempo de absorcao de hidrogenio das amostras como recebida (770 segundos) e apos (18 segundos) diminuiu 96,75% quando hidretadas a 450 ¿C e 1000kP de H2. A temperatura de desorcao do hidrogenio das amostras hidretadas passou de 1000 ¿C para as amostras como recebida para 850 ¿C para as amostras apos 25 passes. Alem disso, o processo de moagem de alta energia tambem se mostrou eficaz para a producao de pos de hidreto. Os resultados e discussoes contidos nesta tese sao importantes para demonstrar a viabilidade de diversas rotas de obtencao de materiais metalicos utilizados na producao de combustiveis nucleares tipo placa. / Nuclear fuels based on composite materials obtained by dispersion of uranium alloys in metal matrices are interesting alternatives to the improvement of the nuclear energy generation technology. U-Mo alloys have great potential to be used as fuel element in dispersion fuels and zirconium alloys, such as zircaloy-4, as coating and matrix material. The ã-U phase is isotropic and provides mechanical and thermal stability to the uranium in different operating conditions, but it is only stable at high temperatures. The addition of molybdenum has been considered effective for the stabilization of this phase at low temperatures while the zircaloy-4 has interesting features for the nuclear industry, such as high melting point, high thermal conductivity and low neutron absorption cross section. In this present work several routes for obtaining zircaloy-4 powder were investigated, which is a very important step for the production of plate type nuclear fuels. It was also studied the synthesis of U-Mo alloys by melting techniques. The investigated alloys have the following compositions: U-7% Mo, U-8,5% Mo and U-10% Mo. These alloys were prepared by arc and induction melting followed by heat treatments aiming to stabilize the ã phase. The results showed that regardless the melting process and alloy composition, annealing at high temperature is required for the dissolution of dendrites and homogenization of the alloy. The complete stabilization of the ã phase was achieved to the alloy with 7% Mo heat treated by annealing and quenching. The alloys with 7% and 8,5% Mo subject to slow cooling after the annealing showed of the presence of á phase into their microstructures. On the obtaining of zircaloy powder, it could be accomplished by hydriding, comminution and dehydriding techniques. Hydriding kinetics of zircaloy was faster for cold rolled samples. Cold rolling was also effective for reducing the temperature of hydride decomposition. Moreover, the high-energy ball milling process also proved effectiveness for the production of powder hydride. The results and discussions of this thesis are important to shed some light on the feasibility of the investigated processing routes for producing the metallic materials necessary to the fabrication of plate type nuclear fuels.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study related to the synthesis and structural analysis of complexes of uranium (IV) and thorium (IV) with ligands related to N,N -bispiridoxilideneimine. Pyridoxine chlorhydrate and aliphatic and aromatic chain primary amines were used as starting material for synthesis of ligands beyond uranyl and thorium nitrates for synthesis of complexes. The compounds synthesized were: [UO2(pyr2pen)(CH3OH)] (1), [Th(pyr2pen)2] (2), UO2(pyr2dien)]·2H2O (3), [UO2(H2pyr2phen)Cl](NO3)·2H2O (4) and [UO2(Hpyr2phen)Cl]·H2O (5). A structural study of these compounds in solid state was made as a tool the X-ray diffraction in single crystal. All compounds were also characterized by elemental analysis and infrared spectroscopy. / Este trabalho apresenta o estudo relacionado à síntese e à análise estrutural de complexos de urânio (IV) e tório (VI) com ligantes relacionados a N,N -bispiridoxilidenoimina. Utilizaram-se como reagentes de partida para a síntese dos ligantes, cloridrato de piridoxal e aminas primárias com cadeias carbônicas alifáticas e aromáticas, além de nitratos de uranila e tório para a síntese de complexos. Os compostos sintetizados foram: [UO2(pyr2pen)(CH3OH)] (1), [Th(pyr2pen)2] (2), [UO2(pyr2dien)]·2H2O (3), [UO2(H2pyr2phen)Cl](NO3)·2H2O (4) e [UO2(Hpyr2phen)Cl]·H2O (5). Efetuou-se um estudo estrutural desses compostos no estado sólido, utilizando como ferramenta a difração de raios X em monocristal. Além disso, todos os compostos foram caracterizados por análise elementar e espectroscopia no infravermelho.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-11-08Bitstream added on 2014-06-13T19:02:55Z : No. of bitstreams: 1 duarte_cr_dr_rcla.pdf: 8348425 bytes, checksum: 2de5f5ce715dc0484f953288876f320c (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os radioelementos naturais U, Th e K foram caracterizados na área do Projeto Rio Preto (GO), executado pela extinta Nuclebrás, após a realização de etapa de campo para reconhecimento da área e amostragem de corpos litológicos das formações aflorantes na área. Sua determinação foi efetuada por espectrometria gama que possibilitou a mensuração dos nuclídeos 40K, 214Bi e 208Tl. Para o universo total de amostras (n = 288) também foram efetuadas análises químicas dos óxidos SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO e P2O5 com o intuito de se proceder a caracterização química das rochas da região. Os valores de concentração de óxidos e de nuclídeos permitiram a confecção de mapas de sua distribuição pela área de estudo. Para amostras selecionadas foram realizadas leituras de espectrometria alfa para a determinação dos isótopos de U presentes. As razões 234U/238U e eU/U, relativas às leituras por espectrometria alfa e gama, respectivamente, foram determinadas para avaliar a situação de equilíbrio radioativo na cadeia natural de decaimento do urânio. Foi utilizada também a autorradiografia para identificar a presença de minerais radioativos em lâminas de xistos e gnaisses da Formação Ticunzal. / The natural radioelements U, Th and K were characterized in the area of the Rio Preto project held by Nuclebrás, after recognizing the area and sampling the rocks occurring there. The determination was performed by gamma spectrometry that allowed to quantify the nuclides 40K, 214Bi and 208Tl. All rock samples (n = 288) were chemically analyzed in terms of the oxides SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO and P2O5. The values of concentration of oxides and nuclides were used to generate distribution maps in the studied area. Alpha spectrometry was utilized for selected samples in order to determine the U-isotopes. The 234U/238U and eU/U ratios relative to the alpha and gamma spectrometry readings, respectively, were determined to evaluate the radioactive equilibrium condition in the natural uranium series decay. Autorradiography was also used to identify the presence of radioactive minerals in shales and gneisses from Ticunzal Formation.

Orientador: Amauri Antonio Menegario / Banca: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Banca: Pedro Vitoriano de Oliveira / Resumo: A toxicidade e biodisponibilidade dos metais presentes no ambiente estão diretamente relacionadas com as suas condições de especiação. A avaliação in situ da biogeodisponibilidade de metais é uma ferramenta importante na manutenção da qualidade ambiental dos sistemas aquáticos. A técnica DGT (do inglês Diffusive Gradient in Thin Films) e o uso de animais transplantados são capazes de fornecer informações desta natureza. As biodisponibilidades de Al, Fe, Mn e Zn em águas de três pontos no interior de uma área de mineração desativada no município de Caldas-MG, Brasil, foram avaliadas utilizando-se a técnica DGT e exemplares transplantados do peixe Oreochromis niloticus. As amostragens foram realizadas em períodos de 14, 28 e 42 dias. Foram utilizados dispositivos DGT com géis difusivos e restritivos e foram determinadas as concentrações de Al, Fe, Mn e Zn nos fígados, brânquias e músculos dos peixes após digestão ácida em microondas. As determinações das concentrações dos analitos nas amostras foram realizadas por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma acoplado Indutivamente (ICP-OES). A massa acumulada nos dispositivos com géis restritivos foi maior que com os géis difusivos, indicando uma possível contribuição da fração moderadamente lábil na massa acumulada nos dispositivos. Os resultados da DGT indicaram uma presença de concentrações muitos baixas de espécies orgânicas destes elementos em todos os pontos estudados. As maiores frações de Al, Fe, Mn e Zn foram identifica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The toxicity and bioavailability of metals in the environment is directly associated to its speciation conditions. The in situ evaluation of the biogeoavailability of metals is an important tool to support the environmental quality of aquatic systems. The DGT technique (Diffusive Gradients in Thin Films) and the use of transplanted animals are able to give this kind of information. The bioavailability of Al, Fe, Mn and Zn was evaluated at three points inside a disabled uranium mining site at Caldas city, Brazil, using DGT technique and transplanted specimens of the fish Oreochromis niloticus. The samplings were performed in periods of 14, 28 and 42 days. The DGT devices were deployed using diffusive and restrictive gels and the Al, Fe, Mn and Zn concentrations were determined at the kidney, gill and muscle of the fishes after an acid digestion using a microwave. The determinations of the analytes were performed by Inductively Coupled Plasma Optic Emission Spectrometry (ICP-OES). The accumulated mass in the devices using restrictive gels was higher than using diffusive gel, indicating that there's probably a contribution of the moderately labile fractions to the accumulated mass of these devices. Results from DGT indicated the presence of very low concentrations of organic species of Al, Fe, Mn and Zn in all the sampling points. The highest labile fraction of Al, Fe, Mn and Zn were observed at points 014, 023, 023 e 041 respectively. The proposed method was satisfactory in det... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre