Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2016-09-14T17:58:21Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-09-14T17:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016-07 / As técnicas nucleares, com ênfase a técnica conhecida como TLA - Thin Layer Activation, tem sido utilizada com sucesso e contribuído significativamente para o estudo de sistemas tribológicos, na análise e medição de desgaste para profundidades na ordem de grandeza de 10 µm apesar potencialmente poder aplicadas a espessuras de dezenas de milímetros. Esta limitação é intrínseca da técnica utilizada na ativação da camada superficial da peça ou elemento a ser investigado, que consiste na aplicação direta de um feixe de partículas carregadas a uma determinada energia, equivalente a máxima seção de choque do material a fim de obter uma taxa ativação constante ao longo de uma determinada espessura ou utilizando uma energia menor que este valor para se obter uma taxa ativação linear também para uma determinada profundidade de ativação. O objetivo desse trabalho é apresentar uma nova técnica que consiste na utilização de um feixe de energia superior a energia correspondente à máxima seção de choque e aplicar um elemento degradador (Roda Degradadora) como objetivo de homogeneizar a ativação superficial ao longo da espessura da amostra, possibilitando uma melhoria na precisão da análise e possibilitando ainda um maior alcance dessa camada e aumentando a gama de aplicações possíveis dessa técnica, onde por exemplo, maiores taxas de desgaste possam ser analisadas. Após o experimento e análise dos dados constatou-se que a técnica proposta melhora a linearidade da curva que representa a taxa de ativação e aumentando significativamente a profundidade analisável podendo chegar a ordem 6 x 10 µm. Em adição este trabalho reinaugura a pesquisa em aplicações nucleares no IEN - Instituto de Engenharia Nuclear com utilização de aceleradores de partículas tipo ciclotron.

Neste trabalho, o desenvolvimento de uma fonte pulsada de -50kV a ser usada num girotron em 35 GHZ é descrito. A fonte consiste basicamente num banco de capacitores (2,0 uF/100 kV) que se descarrega através de um tetrodo de alta tensão e de alta potência (TH5188) em série com o girotron. O tetrodo opera como uma chave rápida que controla a duração de pulso de saída (10-80 us). Além disto, uma chave de proteção preserva os dois tubos, tetrodo e girotron, contra possíveis falhas no sistema elétrico.

A emissão amplificada de radiação de ciclotron eletrônica com freqüência próxima da fundamental provinda de uma lãmina de plasma inomogêneo e anisotrópico é investigada por meio de MN teoria linear. Os efeitos de polarização do plasma são consistentemente incluídos. São desenvolvidas expressões na aproximação WKB, para emissão nos modos ordinário e extraordinário, para propagação perpendicular ao campo magnético. São dados resultados numéri cos para o modo extraordinário, que apresenta efeitos mais acentuados. Para o caso de uma distribuição de momentum dos elétrons do tipo cone de perda, mostra-se que a amplificação depende sensi velmente da razão entre as temperaturas paralela e perpendicular e de inomogeneidades no campo magnético. Estende-se a análise da dependência entre a amplificação e a função distribuição pela su perposiçào de componentes tipo cone de perda e Maxwelliana. Mostra-se que a presença de uma componente Maxwelliana em geral reduz a emissão em relação ao caso puramente do tipo cone de perda, ocorrendo situações em que uma camada da lâmina absorve muito efi cazmente toda a radiação amplificada no restante do plasma. Discute-se um comportamento peculiar do índice de refração, o qual ocor re na transiçao entre o caso cone de perda e o caso Maxwelliano. / The amplified emission of electron cyclotron radiation near the fundamental frequency from an inhomogeneous, anisotropic plasma slab is investigated in a linear theory. Plasma polarization effects are consistently included. Expressions are developed in the WKB approximation for emission in the ordinary and the extraordinary modes, for propagation perpendicular to the magnetic field. Numerical results are given for the extraordinary mode,for which effects are strongest. For the case of a loss-cone-type electron momentum distribution, it is shown that the amplification is sensitively dependent on the ratio of parallel-to-perpendicular temperature and on inhomogeneities in the magnetic field. The dependence of the amplification on the distribution is further investigated by considering superpositions of loss-cone and Maxwellian components. It is shown that the presence of a Maxwellian component in general reduces the emission relative to the pure loss-cone case, and situations occur in which a layer in the slab very effectively absorbs all the radiation amplified elsewhere. A peculiar behaviour of the refractive index, which occurs in the transition from the pure loss-cone to the pure Maxwellian case, is discussed.

A emissão amplificada de radiação de ciclotron eletrônica com freqüência próxima da fundamental provinda de uma lãmina de plasma inomogêneo e anisotrópico é investigada por meio de MN teoria linear. Os efeitos de polarização do plasma são consistentemente incluídos. São desenvolvidas expressões na aproximação WKB, para emissão nos modos ordinário e extraordinário, para propagação perpendicular ao campo magnético. São dados resultados numéri cos para o modo extraordinário, que apresenta efeitos mais acentuados. Para o caso de uma distribuição de momentum dos elétrons do tipo cone de perda, mostra-se que a amplificação depende sensi velmente da razão entre as temperaturas paralela e perpendicular e de inomogeneidades no campo magnético. Estende-se a análise da dependência entre a amplificação e a função distribuição pela su perposiçào de componentes tipo cone de perda e Maxwelliana. Mostra-se que a presença de uma componente Maxwelliana em geral reduz a emissão em relação ao caso puramente do tipo cone de perda, ocorrendo situações em que uma camada da lâmina absorve muito efi cazmente toda a radiação amplificada no restante do plasma. Discute-se um comportamento peculiar do índice de refração, o qual ocor re na transiçao entre o caso cone de perda e o caso Maxwelliano. / The amplified emission of electron cyclotron radiation near the fundamental frequency from an inhomogeneous, anisotropic plasma slab is investigated in a linear theory. Plasma polarization effects are consistently included. Expressions are developed in the WKB approximation for emission in the ordinary and the extraordinary modes, for propagation perpendicular to the magnetic field. Numerical results are given for the extraordinary mode,for which effects are strongest. For the case of a loss-cone-type electron momentum distribution, it is shown that the amplification is sensitively dependent on the ratio of parallel-to-perpendicular temperature and on inhomogeneities in the magnetic field. The dependence of the amplification on the distribution is further investigated by considering superpositions of loss-cone and Maxwellian components. It is shown that the presence of a Maxwellian component in general reduces the emission relative to the pure loss-cone case, and situations occur in which a layer in the slab very effectively absorbs all the radiation amplified elsewhere. A peculiar behaviour of the refractive index, which occurs in the transition from the pure loss-cone to the pure Maxwellian case, is discussed.

A emissão amplificada de radiação de ciclotron eletrônica com freqüência próxima da fundamental provinda de uma lãmina de plasma inomogêneo e anisotrópico é investigada por meio de MN teoria linear. Os efeitos de polarização do plasma são consistentemente incluídos. São desenvolvidas expressões na aproximação WKB, para emissão nos modos ordinário e extraordinário, para propagação perpendicular ao campo magnético. São dados resultados numéri cos para o modo extraordinário, que apresenta efeitos mais acentuados. Para o caso de uma distribuição de momentum dos elétrons do tipo cone de perda, mostra-se que a amplificação depende sensi velmente da razão entre as temperaturas paralela e perpendicular e de inomogeneidades no campo magnético. Estende-se a análise da dependência entre a amplificação e a função distribuição pela su perposiçào de componentes tipo cone de perda e Maxwelliana. Mostra-se que a presença de uma componente Maxwelliana em geral reduz a emissão em relação ao caso puramente do tipo cone de perda, ocorrendo situações em que uma camada da lâmina absorve muito efi cazmente toda a radiação amplificada no restante do plasma. Discute-se um comportamento peculiar do índice de refração, o qual ocor re na transiçao entre o caso cone de perda e o caso Maxwelliano. / The amplified emission of electron cyclotron radiation near the fundamental frequency from an inhomogeneous, anisotropic plasma slab is investigated in a linear theory. Plasma polarization effects are consistently included. Expressions are developed in the WKB approximation for emission in the ordinary and the extraordinary modes, for propagation perpendicular to the magnetic field. Numerical results are given for the extraordinary mode,for which effects are strongest. For the case of a loss-cone-type electron momentum distribution, it is shown that the amplification is sensitively dependent on the ratio of parallel-to-perpendicular temperature and on inhomogeneities in the magnetic field. The dependence of the amplification on the distribution is further investigated by considering superpositions of loss-cone and Maxwellian components. It is shown that the presence of a Maxwellian component in general reduces the emission relative to the pure loss-cone case, and situations occur in which a layer in the slab very effectively absorbs all the radiation amplified elsewhere. A peculiar behaviour of the refractive index, which occurs in the transition from the pure loss-cone to the pure Maxwellian case, is discussed.

O desenvolvimento da Medicina Nuclear, aliado à evolução dos equipamentos de diagnóstico e terapia, necessita, cada vez mais, da disponibilidade comercial de radioisótopos. Nesse contexto, o IPEN tem buscado atender e abastecer o mercado nacional. Um dos investimentos nesta área foi a aquisição de um ciclotron de 30 MeV, modelo Cyclone-30, que permitiu a produção dos radioisótopos tais como, o 18F, 67Ga, 201Tl e o 123I, sendo este último o foco do presente trabalho. Através de dados de produções rotineiras de 123I via irradiação com prótons em alvo gasoso de Xenônio com enriquecimento superior a 99,8% em 124Xe, foi realizado um estudo para identificar os fatores relevantes que influenciam diretamente o rendimento de obtenção de 123I com altíssimo grau de pureza. Embora a metodologia seja bem conhecida, quando se trata de produção comercial há uma escassez de dados sobre os parâmetros operacionais utilizados. Os parâmetros avaliados foram: pressão do gás 124Xe, intensidade de corrente de feixe de prótons, tempo de irradiação, temperatura de operação do sistema durante a irradiação, tempo de espera para formação de 123I, tempo de aquecimento do porta-alvo para recuperação do 123I formado, temperatura de aquecimento da solução de lavagem e influência do revestimento interno da câmara de irradiação com Ni. Com os resultados obtidos, foi possível alterar as condições operacionais nas produções rotineiras, conduzindo a um aumento de eficiência do processo em torno de 30%. / The development of diagnosis equipment and therapy procedures in nuclear medicine depends on the availability of commercial radioisotopes. IPEN is the most important institution that provides radioisotopes for national market. In order to achieve this function, IPEN had invested in the acquisition of a 30 MeV Cyclone-30 cyclotron to produce mainly 18F, 67Ga, 201Tl and 123I. The 123I production is the aim of the present work. With the 123I routine production data obtained by proton irradiation of Xe targets with an enrichment greater than 99.8%, it was possible to identify the important parameters that have direct influence on the production yield of high purity degree 123I. Even though the methodology for the commercial production of 123I, there are an scarcity of operational parameters data for this task. In this work the evaluated parameters were: 124Xe pressure, proton beam quality, irradiation time, operational temperature of the irradiation system under irradiation, waiting time to obtain 123I, temperature of washing solution and the impact of the internal Ni coating in the target. With the obtained results it was possible to modify the operational conditions for routine production and increasing the efficiency in about 30%.

O desenvolvimento da Medicina Nuclear, aliado à evolução dos equipamentos de diagnóstico e terapia, necessita, cada vez mais, da disponibilidade comercial de radioisótopos. Nesse contexto, o IPEN tem buscado atender e abastecer o mercado nacional. Um dos investimentos nesta área foi a aquisição de um ciclotron de 30 MeV, modelo Cyclone-30, que permitiu a produção dos radioisótopos tais como, o 18F, 67Ga, 201Tl e o 123I, sendo este último o foco do presente trabalho. Através de dados de produções rotineiras de 123I via irradiação com prótons em alvo gasoso de Xenônio com enriquecimento superior a 99,8% em 124Xe, foi realizado um estudo para identificar os fatores relevantes que influenciam diretamente o rendimento de obtenção de 123I com altíssimo grau de pureza. Embora a metodologia seja bem conhecida, quando se trata de produção comercial há uma escassez de dados sobre os parâmetros operacionais utilizados. Os parâmetros avaliados foram: pressão do gás 124Xe, intensidade de corrente de feixe de prótons, tempo de irradiação, temperatura de operação do sistema durante a irradiação, tempo de espera para formação de 123I, tempo de aquecimento do porta-alvo para recuperação do 123I formado, temperatura de aquecimento da solução de lavagem e influência do revestimento interno da câmara de irradiação com Ni. Com os resultados obtidos, foi possível alterar as condições operacionais nas produções rotineiras, conduzindo a um aumento de eficiência do processo em torno de 30%. / The development of diagnosis equipment and therapy procedures in nuclear medicine depends on the availability of commercial radioisotopes. IPEN is the most important institution that provides radioisotopes for national market. In order to achieve this function, IPEN had invested in the acquisition of a 30 MeV Cyclone-30 cyclotron to produce mainly 18F, 67Ga, 201Tl and 123I. The 123I production is the aim of the present work. With the 123I routine production data obtained by proton irradiation of Xe targets with an enrichment greater than 99.8%, it was possible to identify the important parameters that have direct influence on the production yield of high purity degree 123I. Even though the methodology for the commercial production of 123I, there are an scarcity of operational parameters data for this task. In this work the evaluated parameters were: 124Xe pressure, proton beam quality, irradiation time, operational temperature of the irradiation system under irradiation, waiting time to obtain 123I, temperature of washing solution and the impact of the internal Ni coating in the target. With the obtained results it was possible to modify the operational conditions for routine production and increasing the efficiency in about 30%.