Neste trabalho foi estabelecido um procedimento para determinação da razão isotópica 238U/235U em amostras de UF6, utilizando-se um espectrômetro de massas quadrupolar com ionização por impacto eletrônico e detecção de íons por copo de Faraday ou multiplicador de elétrons. Para tanto, o espectrômetro foi otimizado, determinando-se os parâmetros para a fonte de íons que proporcionassem a maior intensidade de corrente iônica, mantendo o pico de forma arredondada, para a massa correspondente ao isótopo mais abundante; a resolução que reduzisse os efeitos não lineares e o número de ciclos analíticos que reduzisse a incerteza nos resultados. O processo de medição foi caracterizado quanto: aos efeitos de discriminação de massa, linearidade e efeito memória. A discriminação de massas mostrou ser linearmente dependente da pressão da amostra no tanque de expansão nas faixas de 0,15 a 0,30 mbar e de 0,30 a 0,40 mbar. O espectrômetro mostrou-se linear na medição de razões isotópicas entre 0,005 e 0,045. Os fatores de memória para a fonte de íons e para o sistema de introdução são, respectivamente, 1,000 ± 0,001 e 1,003 ± 0,003; o primeiro pode ser desprezado e o segundo eliminado por procedimentos de lavagem do sistema de introdução. O trabalho apresenta, em sua parte final, um roteiro para as análises de amostras de UF6 e a determinação das incertezas nos resultados. / In the present work a procedure for determination of the isotopic ratio 238U/235U in UF6 samples was established using a quadrupole mass spectrometer with ionization by electron impact and ion detection by Faraday cup or electron multiplier. For this, the following items were optimized in the spectrometer: the parameters in the íon source that provided the most intense peak, with good shape, for the corresponding mass of the most abundant isotope; the resolution that reduced the non linear effects and the number of analytic cycles that reduced the uncertainty in the results. The measurement process was characterized with respect to the effects of mass discrimination, linearity and memory effect. The mass discrimination showed to be linearly dependent of the sample pressure in the batch volume, for the pressure ranges from 0.15 to 0.30 mbar and from 0.30 to 0.40 mbar. The spectrometer was shown linear in the measurement of isotopic ratios between 0.005 and 0.045. The memory factor for the íon source and for the introduction system were, respectively, 1.000 ± 0.001 and 1.003 ± 0.003; the first one can be ignored, the second one can be eliminated by washing the batch volume with the new sample. A methodology for routine analysis of UF6 samples and the determination of the uncertainties were set up in details as well.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Uranyl and vanadyl complexes with ligands with oxygen and nitrogen donors atoms have been extensively reviewed and aroused remarkable interest on account their high stability but, a few complexes of piridoxine derived ligands have been reported in the literature. This lack was the inspiration to search new piridoxine derived ligands and uranyl and vanadyl complexes with the aim to explore their coordination behavior. The structural study in the solid state for the characterization of the crystalline structures of the complexes synthetized in this work was carried out with single crystal Xray diffractometry. The complex [UO2(hhmmb)(H2O)Cl]NO3×2H2O was obtained by recrystallization in dimethylsulfoxide of the product from the reaction of UO2(NO3)3.6H2O with the ligand {3-hydroxyl-5-(hydroxymethyl)-2-methylpyridine-4-yl-methylene}benzohydrazide (hhmmb) hydrochloride monohydrated in methanol. One ligand molecule, a water molecule and a chloride atom coordinate to the uranyl ion resulting a coordination number seven. The complex crystallizes in the triclinic system, space group P1. The complex [UO2(hhmmb)(CH3OH)Cl]NO3×CH3OH was attained through the reaction between UO2(NO3)3.6H2O and the ligand (hhmmb) hydrochloride monohydrated in methanol, where one ligand molecule, one methanol molecule and one chloride atom coordinate to the uranyl ion which presents also the coordination number seven. The complex crystallizes in the triclinic system, space group P1 as well. The complex [VO2(hhmmb)]×Py was achieved by the reaction between VO(acac)2 and the ligand hhmmb hydrochloride monohydrated in ethanol. One ligand molecule coordinate to the vanadyl ion giving a coordination number five. The complex crystallizes also in the triclinic system, space group P1. The complex [(UO2)2 (Pyr2dihid)(DMSO)4] was formed during the reaction between UO2(NO3)3.6H2O and the ligand Dihydrazide-bis(pyridoxine-1-yl) in methanol, where one ligand molecule and two dimethylsulfoxide molecules coordinate to each uranyl ion giving a coordination number seven. The complex crystallizes in the monoclinic system, space group P21/c. / Complexos de urânio(VI) e vanádio(IV) com ligantes contendo oxigênio e nitrogênio como átomos doadores têm sido extensivamente revisados e tem despertado grande interesse devido a sua alta estabilidade mas, poucos complexos com ligantes derivados da piridoxina foram até então relatados. Esse fato levou a investigação da síntese e caracterização de novos ligantes derivados da piridoxina e complexos de urânio e vanádio, no intuito de compreender o comportamento coordenativo destes metais frente a estes ligantes. Efetuou-se um estudo estrutural no estado sólido dos complexos sintetizados e a ferramenta mais utilizada foi a difração de raios X. O complexo [UO2(hhmmb)(H2O)Cl]NO3×2H2O foi obtido por meio da recristalização em dimetilsulfóxido do produto da reação entre UO2(NO3)3.6H2O e o ligante hidrocloreto de {3-hidroxil-5-(hidroximetil)-2-metilpiridina-4-il-metileno}benzohidrazida monohidratada em metanol, onde o íon uranila está coordenado a uma molécula do ligante, uma molécula de água e um átomo de cloro, apresentando geometria de coordenação igual a sete. Este complexo cristaliza no sistema triclínico, grupo espacial P1. O complexo [UO2(hhmmb)(CH3OH)Cl]NO3×CH3OH foi obtido pela reação de UO2(NO3)3.6H2O e o ligante hidrocloreto de {3-hidroxil-5-(hidroximetil)-2-metilpiridina-4-il-metileno}benzohidrazida monohidratada em metanol, onde o íon uranila está coordenado a uma molécula do ligante, uma molécula de metanol e um átomo de cloro, apresentando número de coordenação igual a sete. Este complexo cristaliza no sistema triclínico, grupo espacial P1. O complexo [VO2(hhmmb)]×Py foi obtido pela reação de VO(acac)2 e o ligante hidrocloreto de {3-hidroxil-5-(hidroximetil)-2-metilpiridina-4-il-metileno}benzohidrazida monohidratada em etanol; o íon vanadila está coordenado a uma molécula do ligante, apresentando número de coordenação igual a cinco. Este complexo cristaliza no sistema triclínico, grupo espacial P1. O complexo [(UO2)2 (Pyr2dihid)(DMSO)4] foi obtido pela reação de UO2(NO3)3.6H2O e o ligante Dihidrazona-bis(piridoxina-1-il) em metanol. Cada íon uranila está coordenado a uma molécula do ligante e duas moléculas de dimetilsulfóxido, apresentando número de coordenação igual a sete. Este complexo cristaliza no sistema monoclínico, grupo espacial P21/c.

Submitted by Jorge Henrique Pedrobom (jorgepedrobom@hotmail.com) on 2016-07-25T12:47:20Z No. of bitstreams: 1 Geociências e Meio Ambiente - Dissertação Jorge Henrique Pedrobom.pdf: 1016315 bytes, checksum: 49d3b6ccf02643872d64774cb7259813 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-07-28T12:04:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pedrobom_jh_me_rcla.pdf: 1016315 bytes, checksum: 49d3b6ccf02643872d64774cb7259813 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T12:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pedrobom_jh_me_rcla.pdf: 1016315 bytes, checksum: 49d3b6ccf02643872d64774cb7259813 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Um dos fatores mais preocupantes na área de mineração de urânio é a drenagem ácida de mina (DAM), tal processo ocorre de maneira espontânea e descontrolada no complexo minério industrial de Poços de Caldas (CIPC). A DAM pode gerar espécies de urânio acima dos valores permitidos para lançamento em corpos hídricos. Durante o processo de DAM, o urânio, possivelmente, esta na forma de óxidos e hidróxidos de uranilo, ao atingir os corpos hídricos, sua forma pode mudar para espécies contendo grupos carbonato e sulfato. A concentração e labilidade dessas espécies são importantes para avaliação da biogeodisponibilidade do metal para o sistema aquático. A técnica de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT) tem sido utilizada para quantificação de metais na sua forma lábil e especiação de metais em diferentes tipos de amostra. Nesta pesquisa a técnica DGT foi utilizada em laboratório com diferentes fases ligantes para avaliar a aplicação em águas de DAM tratada e afluentes no entorno de mineração de urânio. A partir de imersões in situ, a técnica DGT foi utilizada juntamente com a técnica de extração em fase sólida (SPE) para avaliar a labilidade das espécies de urânio presente no sistema. Os resultados mostraram que grande parte do urânio presente nas amostras está na forma lábil. Por sua vez estes resultados se mostraram concordantes com a especiação via software MINTEQ. Por outro lado, os resultados obtidos pela SPE não foram concordantes com a técnica DGT, isso pode ser oriundo da saturação da fase ligante ou devido os diferentes tempos de residência dos íons nas diferentes técnicas. / One of the major concerns in uranium mining areas is the Acid Mine Drainage (AMD). This process occurs spontaneously and uncontrollably in Poços de Caldas Ore Industrial Complex (CIPC). DAM can generate levels of uranium species higher than the maximum allowed values for water bodies discharge. During the DMA process, uranium is possibly in the form of uranyl oxides and hydroxides and after reaching water bodies, it changes to species which contain carbonate and sulfate groups. The determination of concentration and lability of these species is important to evaluate the metal biogeoavailability to the water system. The Diffusion Gradients in Thin Films Technique (DGT) has been used for the quantification of labile metals and their speciation in several types of sample. In this research, DGT technique was used in lab with different binding layers to evaluate its suitability to DAM waters and uranium mining surrounding tributaries. Therefore, the developed method was performed in situ along the solid phase extraction technique (SPE) to assess the lability of uranium species present in the system. The results obtained by DGT technique showed that a large part of the uranium present in the samples is its labile form. Also, these results were consistent with speciation via the MINTEQ software. Moreover the results obtained by SPE were not consistent with those from DGT technique, probably because of the saturation of the binding phase or due to the different residence times of ions in different techniques.

Submitted by Marina Lunardi (marina.lunardi@gmail.com) on 2016-11-17T15:31:55Z No. of bitstreams: 1 merged.pdf: 4468328 bytes, checksum: ee55f7e9cf76df935b0c25c2af283b21 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-11-21T13:34:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lunardi_m_me_rcla.pdf: 4468328 bytes, checksum: ee55f7e9cf76df935b0c25c2af283b21 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-21T13:34:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lunardi_m_me_rcla.pdf: 4468328 bytes, checksum: ee55f7e9cf76df935b0c25c2af283b21 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A cidade de Caldas Novas, no Estado de Goiás, abriga o maior complexo termal do planeta não vinculado ao vulcanismo ou outros tipos de magmatismo. O controle estrutural desta região comporta fraturas suficientemente abertas e profundas por onde as águas podem atingir 1000 metros de profundidade. Tais águas são extraídas principalmente por meio de poços tubulares, com explotação dos Sistemas Aquíferos Paranoá e Araxá, a temperaturas superiores a 59°C. Com a crescente demanda de recursos hídricos, a exploração de águas subterrâneas torna-se uma alternativa atraente para o abastecimento público, em virtude da sua abundância, qualidade e baixo custo de captação. Em Caldas Novas, devido ao crescimento populacional das últimas décadas e ao aumento no número de turistas na região, um consumo desordenado dos recursos hídricos subterrâneos resultou no rebaixamento severo dos níveis piezométricos. A sobrevivência destes reservatórios termais depende da infiltração de água da chuva para a renovação do manancial termal, porém, com a falta de manejo sócio-ambiental e o alto risco de contaminação que o município apresenta, em virtude à pouca espessura dos materiais inconsolidados, estes aquíferos podem estar ameaçados. O presente trabalho realizou uma caracterização hidroquímica no Complexo Termal de Caldas Novas, abrangendo parâmetros radioativos, cuja descrição na literatura ainda é escassa. Além disso, tendo em vista o incremento das atividades turísticas da região, existe a necessidade de levantamentos periódicos dos aspectos químicos destas águas, sendo este trabalho uma contribuição nesse sentido. / The city of Caldas Novas, State of Goiás, Brazil, holds the largest thermal water complex in the planet not associated to volcanism or other kinds of magmatism. It’s structural control allows the fractures to be wide and deep enough so the waters can reach 1000 meters depth. These waters are extracted mainly by deep wells, from the exploitation of the Paranoá and Araxá Aquifer Systems, emerging at temperatures higher than 59°C. With a growing demand for water resources, groundwater exploration became an attractive alternative for public supply, due to its abundance, quality and low abstraction cost. In Caldas Novas, due to the population growth over the last decades and the increasing number of tourists, a disordered groundwater consumption drawndown the water levels. In order to survive, these reservoirs depends on rainwater infiltration rates to replenish the thermal springs, however, the lack of environmental management and the high risk of contamination, due to the unconsolidated materials thinness, may threaten the thermal aquifer. This thesis was based on the hydrochemical characterization of Complexo Termal de Caldas Novas waters, including radioactive parameters, whose descriptions in the literature are still scarce. Besides, concerning the prospective increase on touristic activities, physicochemical water analyses are periodically required, being this thesis a contribution for that matter.

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 μmol Th/g (individual) and qmax= 110,1 μmol 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.

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.

Neste trabalho, propõe-se um estudo para verificação do impacto da redução na concentração de urânio nas placas laterais dos elementos combustíveis do reator IEA-R1, nas análises neutrônica e termo-hidráulica. Ao se desenvolver o referido trabalho, reproduziu-se estudo conduzido anteriormente pelo IPEN-CNEN/SP, simulando a queima de elementos combustíveis, cujas placas laterais apresentam densidade de urânio reduzida para 50, 60 e 70% em relação às demais placas do elemento combustível. Tal estudo inicia-se com a análise neutrônica, cujo primeiro passo é o cálculo das seções de choque dos materiais presentes no núcleo a partir de suas concentrações iniciais, com a utilização do código computacional HAMMER; o segundo passo é o cálculo dos fluxos de nêutrons dos grupos rápido e térmico e das densidades de potência nos elementos combustíveis estudados em modelagem do núcleo feita no código computacional CITATION, que utiliza os dados gerados pelo HAMMER. Terminada a análise neutrônica e definidos os elementos combustíveis mais críticos com maior densidade de potência, executa-se a análise termo-hidráulica, que utiliza o modelo termo-hidráulico MCTR-IEA-R1, o qual é baseado no pacote comercial EES. A densidade de potência gerada pelo CITATION é utilizada como dado de entrada da análise termo-hidráulica nas equações de balanço de energia do modelo para o cálculo das temperaturas nos pontos de interesse. Neste trabalho, é feita a comparação da operação do reator com três diferentes densidades de urânio nas placas laterais. Concluiu-se que a redução da densidade de urânio contribui para que a temperatura da superfície do revestimento não ultrapasse o limite estabelecido como condição de operação do reator; não há impacto significativo na queima final dos elementos combustíveis, nem na reatividade do reator IEA-R1. A redução de urânio nas placas laterais dos elementos combustíveis do reator IEA-R1 mostrou ser uma opção viável para evitar problemas de corrosão devido a altas temperaturas. / This master thesis presents a study to verify the impact of the uranium concentration reduction in the side plates of the reactor IEA-R1 fuel elements on the neutronic and thermal-hydraulic analyses. To develop such study, a previous IPEN-CNEN/SP research was reproduced by simulating the fuel elements burn-up, with side plate uranium density reduced to 50, 60 and 70% of the standard fuel element plates. This research begins with the neutronic analysis using the computer code HAMMER and the first step consists in the calculation of the cross section of all materials presented at the reactor core, with their initial concentration; the second step consists in the calculation of the fast and thermal neutron group fluxes and power densities for fuel elements using the computer code CITATION. HAMMER output data is used as input data. Once the neutronic analysis is finished and the most critical fuel elements with highest power density have been defined, the thermal-hydraulics analysis begins. This analysis uses MCTR-IEA-R1 thermal-hydraulics model, which equations are solved by commercial code EES. Thermal-hydraulics analysis input is the power density data calculated by CITATION: it is considered the highest power density on each fuel element, where there is a higher energy release and, consequently, higher temperatures. This data is used on energy balance equations to calculate temperatures on critical fuel element regions. Reactor operation comparison for three different uranium densities on fuel side plates is presented. Uranium density reduction contributes to the cladding surface temperature to remain below the established limit, as reactor operation safety requirement and it does not affect significantly fuel element final burn-up nor reactor reactivity. The reduction of uranium in the side plates of the fuel elements of the IEA-R1 showed to be a viable option to avoid corrosion problems due to high temperatures.

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 Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-31T17:11:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Jairo Dias.pdf: 2064500 bytes, checksum: 77ff167e06534ac84843f461013c18c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Jairo Dias.pdf: 2064500 bytes, checksum: 77ff167e06534ac84843f461013c18c4 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / CAPES / Estudos radioecológicos com dosimetria ambiental vêm sendo realizados mundialmente, principalmente para avaliar os níveis de radiação natural oriundos dos radionuclídeos primordiais presentes na crosta terrestre, tais como o 40K e os radionuclídeos das séries do 238U e do 232Th. Estes radionuclídeos são os que mais contribuem para a exposição gama externa em ambientes fechados, principalmente quando localizados em áreas que apresentam níveis diferenciados de radiação natural. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo, determinar as taxas de doses efetivas externas dentro das residências, dose “indoor”, localizadas próximas à jazida de urânio do município de São José de Espinharas no estado da Paraíba, que contêm altos níveis de radionuclídeos terrestres, os quais constituem os Materiais Radioativos de Ocorrências Naturais (NORM). Para caracterizar o estudo radiométrico, foram instalados 178 conjuntos de dosímetros termoluminscentes, com três TLDs do tipo LiF:Mg, Ti (Fluoreto de Lítio dopado com Magnésio e Titânio) nos quartos das residências, sendo substituídos a cada 90 dias. Toda pesquisa foi realizada no período de dezembro de 2012 a novembro de 2014. As taxas de doses efetivas ambientais calculadas para São José de Espinharas variaram de 0,71 a 2,07 mSv.a-1, com média de 0,90 mSv.a-1. Municípios adjacentes à área de estudo também foram monitorados no referido estudo, destacando-se: São Mamede, São José do Sabugi, Patos e Santa Luzia com valores intervalares e médias de 0,77 a 1,41 mSv.a-1 (0,94 mSv.a-1); 0,90 a 1,67 mSv.a-1 (1,13 mSv.a-1); 0,77 a 0,93 mSv.a-1 (0,87 mSv.a-1) e 1,10 a 1,27 mSv.a-1 (1,18 mSv.a-1), respectivamente. A média geral do referido estudo ficou em torno de 0,99  0,10 mSv.a-1, correspondendo a um valor médio que é 2,5 vezes superior ao estimado para ambientes fechados conforme o Comitê Científico das Nações Unidas para os Efeitos das Radiações Atômicas (UNSCEAR) que é 0,41 mSv.a-1. Estes valores conferem aos municípios, influências exclusivas de materiais radioativos de ocorrências naturais devido à formação geológica da região, quando levado em consideração os níveis desses radionuclídeos. Observa-se que os resultados obtidos nesta monitoração radioecológica, não permite propor nenhuma condição de contaminação "indoor" sem antes monitorar a água, os alimentos, os materiais de construção, como também os habitantes para se predizer qualquer condição de risco real que esteja associada a população desses municípios. / Radioecological studies of environmental dosimetry have been conducted worldwide, mainly to assess the natural levels of radiation coming from the primordial radionuclides present in the earth's crust, such as 40K and radionuclides from 238U and 232Th series. These radionuclides are the main contributors to external gamma exposure indoors, especially when they are located in areas with different levels of radiation. In this context, this study aimed to determine the external effective dose rates inside houses (indoor dose), located near the uranium mine in the city of São José de Espinharas in the state of Paraiba, Northeast region, Brazil, that contain high levels of terrestrial radionuclides, which are the Naturally. Occurring Radioactive Material (NORM). To characterize the radiometric study, were installed 178 sets of thermoluminescent dosimeters, with three TLDs type LiF: Mg, Ti (lithium fluoride doped with Magnesium and Titanium) each, in the rooms of the residences, these being replaced on average, every 90 days, from December 2012 to November 2014. Environmental effective doses rates calculated for São José de Espinharas varied from 0.71 to 2.07 mSv.y-1 with an average of 0.90 mSv.y-1. Municipalities adjacent to the study area were also monitored in the study, highlighting: São Mamede, São José do Sabugi, Patos and Santa Luzia with interval values and averages of 0.77 to 1.41 mSv.y-1 (0, 94 mSv.y-1); 0.90 to 1.67 mSv.y-1 (1.13 mSv.y-1); 0.77 to 0.93 mSv.y-1 (0.87 mSv.y-1) and 1.10 to 1.27 mSv.y-1 (1.18 mSv.y-1), respectively. The overall average of the study was around 0.99 ± 0.10 mSv.y-1, corresponding to an average of 2.5 times higher than the estimated for indoors according to the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), which is 0.41 mSv.y-1, giving the municipalities, exclusive influences of radioactive materials of natural occurrences, due to the geological formation of the region, when taken into consideration the levels of these radionuclides. It is observed that the results of this radioecological monitoring, does not allow to propose any "indoor" contamination condition without first monitor water, food, building materials, as well as the residents to predict any real risk factor for the population of these municipalities.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-06T15:57:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_Emerson_Farias_corrigida_sem_assinatura.pdf: 1653100 bytes, checksum: f58076ed14de44a96ed097b6dd697195 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T15:57:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_Emerson_Farias_corrigida_sem_assinatura.pdf: 1653100 bytes, checksum: f58076ed14de44a96ed097b6dd697195 (MD5) Previous issue date: 2011-05-10 / Nos últimos anos tem-se observado uma preocupação crescente da população em relação à presença de radionuclídeos no meio ambiente. As principais atividades que podem contribuir para o incremento da concentração desses contaminantes envolvem tanto processos industriais como aplicações médicas. Não menos importantes, no entanto, são os radionuclídeos naturais encontrados no ambiente, os quais podem ter suas concentrações aumentadas como resultado de beneficiamento de matéria prima para a extração de metais, como é o caso das areias minerais, ricas em cianita, ilmenita rutilo e zirconita, as quais podem apresentar elevadas concentrações de urânio e tório. A quantificação de radionuclídeos envolve, de maneira geral, técnicas de Instrumentação Nuclear. Dentre essas, as espectrometrias alfa e gama estão entre as mais utilizadas nas medições de radionuclídeos naturais em matrizes ambientais. Portanto, tornam-se cada vez mais importantes o estudo e o aperfeiçoamento das metodologias utilizadas em cada uma dessas técnicas, proporcionando maior precisão e exatidão nas determinações. Nesse contexto, o presente trabalho visou a comparação entre as diversas metodologias utilizadas nas técnicas de espectrometria alfa e espectrometria gama para a determinação de 238U e 232Th em amostras ambientais, especificamente em areias minerais. A validação das metodologias utilizadas foi feita utilizando-se materiais de referência fornecidos pela Agência Internacional de Energia Atômica. Para a técnica de Espectrometria Alfa as amostras foram previamente digeridas por fusão alcalina e receberam traçadores de 232U e 229Th. Após a purificação em resina de troca iônica e eletrodeposição em disco de aço inoxidável, as amostras foram contadas por um período de 80.000 segundos em um espectrômetro alfa.Para a espectrometria gama, alíquotas de 50 g de cada amostra foram acondicionadas em potes cilíndricos de plástico e contadas. As aquisições de dados foram feitas por um período de 80.000 segundos e as linhas gama utilizadas para a determinação do 238U foram as de 63 keV, 93 keV e 1001 keV. Para o 232Th, por outro lado, foram utilizadas as linhas de 338 keV, 911 keV e 969 keV. As quatro metodologias de determinação de 232Th (338 keV, 911 keV, 969 keV e espectrometria alfa) geraram valores de concentrações próximos daqueles constantes dos certificados em materiais de referência, indicando a viabilidade da utilização de qualquer das metodologias. Dentre as metodologias estudadas para a determinação de 238U, a espectrometria alfa e a espectrometria gama, pela linha de 1001 keV, foram as mais indicadas para amostras do tipo das analisadas no presente trabalho, pois apresentaram valores em concordância com os constantes dos certificados dos materiais de referência. Os resultados das análises das areias minerais mostraram concentrações de urânio-238 variando de 60 a 12.256 Bq.kg-1, com um valor médio de 3.634 Bq.kg-1. A concentração de atividade média observada nas amostras de zirconita foi de 6.723 Bq.kg-1, enquanto que a atividade média encontrada para as outras areias minerais associadas foi de 545 Bq.kg-1, ou seja, dentre as areias minerais presentes no depósito analisadas, as que merecem maior atenção, do ponto de vista da proteção radiológica, são as de zirconita. Por outro lado, as determinações de tório-232 mostraram concentrações de atividade variando de 40 a 7.205 Bq.kg-1 e um valor médio de 1.465 Bq.kg-1. Apenas duas amostras tiveram concentrações acima desse valor (ambas eram de areias minerais de zircão), o que reforça a necessidade de maior atenção, do ponto de vista da proteção radiológica, para as amostras de zirconita. / There has been a great concern in recent years related to the presence of radionuclides in the environment. The main activities which may contribute for the increase in the concentration of those contaminants in the environment involve industrial processes, as well as, medical applications. Not less important, however, are the natural radionuclides found in the environment, which can be concentrated as a result of raw material transformation. This is the case of mineral sands processing for the extraction of kyanite, ilmenite, rutile and zircon, which can have higher than normal concentrations of uranium and thorium. For the measurement of radionuclides as contaminants, the main forms of determination involve techniques of Nuclear Instrumentation. For this reason, it is very important to study and improve these techniques in order to obtain reliable results, as far as precision and accuracy are concerned. Thus, the present study aimed to compare the techniques of alpha spectrometry and gamma spectrometry for the determination of 238U and 232Th in environmental samples, specifically in mineral sands. The validation of the methodologies was carried out by using reference materials provided by the International Atomic Energy Agency. For the determination of 238U and 232Th by alpha spectrometry, samples were digested by alkaline fusion, spiked with 229Th and 232U tracers, purified by passing through an ion exchange resin, electrodeposited on stainless steel disks and counted for 80,000s. For the determination by gamma spectrometry, 50 g of each of the samples were placed in plastic cylindrical containers and counted for 80,000s. The main gamma lines used for determining 238U were 63 keV, 93 keV and 1001 keV. For 232Th, on the other hand, the 338 keV, 911 keV and 969 keV gamma lines were used. The four methodologies for the determination of 232Th, namely 338 keV, 911 keV, 969 keV and alpha spectrometry, led to concentration values in agreement with the certified values for the reference materials. Among the methods studied for the determination of 238U, alpha spectrometry and gamma spectrometry using the 1001 keV line, were the most suitable for the type of samples analyzed in this study. The results of the analyses performed for mineral sands showed concentrations of uranium-238 ranging from 60 to 12,256 Bq.kg-1, with an average of 3,634 Bq.kg-1. The average activity concentration observed in samples of zircon was 6, 723 Bq.kg-1, while the average activity found for other mineral sands was of 545 Bq.kg-1, showing that zircon sands deserve greater attention, from the standpoint of radiological protection, among the mineral sands analyzed. Moreover, the determinations of thorium-232 showed activity concentrations ranging from 40 to 7,205 Bq.kg-1 with an average of 1,465 Bq.kg-1. Only two samples showed 232Th concentrations above this value (both were of zircon sands), which reinforces the need for greater attention, from the point of view of radiological protection, for samples of zircon.