A determinação experiemntal da seção de choque de produção de raios X induzida por feixe de íons tem sido objeto de vários trabalhos nas últimas décadas, tendo em vista que este é um dos principais fatores que afetam a quantificação composicional de uma análise PIXE baseada em parâmetro fundamentais ( standardless). Compilações recentes de dados indicam a necessidade de um maior número de medidas experimentais das seções de choque de produção de raios X das várias camadas eletrônicas e com incidência de prótons e partículas alfa, dos coeficientes de fluorescência, Coster-Kronig e frações de intensidade de linhas. Avanços tecnológicos e computacionais permitem a atualização destas bases de dados, facilitama revisão da literatura, a comparação entre trabalhos e abordagens mais refinadas de parâmetros até o momento negligenciados. Por exemplo, a produção de filmes homgêneos ultrafinos (da ordem de alguns nm), que satisfazem as aproximações necessárias para obtenção experimental de parâmetros atômicos; a produção de detectores Si(Li) sem região inativa de detecção (dead layer); o desenvolvimento de códigos de ajuste para uso em computadores pessoais, que tenham a capacidade de ajuste de muitas linhas simultâneas com funções não-analíticas, e que levam em conta fenômenos físicos de processo de detecção. Este trabalho se utilizou desses avanços, tendo como objetivo principal a determinação experimental de seções de choque de produção de raios X das camadas eletrônicas K e L pela incidência de prótons e partículas alfa, para elementos selecionados. Os resultados obtidos contribuíram para preencher lacunas observadas nas bases de dados experimentais bem como propor valores de coeficientes de flourescência que permitiram maior concordância dos dados com os modelos teóricos Com o detalhamento da função resposta do detector, que passou a levar em conta a coleção incompleta de cargas no detector, foi possível constatar os efeitos de ionização múltipla dos átomos da amostra. Embora a importância desse efeito em PIXE seja reconhecida na literatura, ele é raramente percebido com detectores de Si(Li). A aplicação de parâmetros fundamentais em análises PIXe standardless foi estudada relacionando a concentração de elementos traço com a cor de amostras de opala do RS.

Estudos relacionados com a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) foram realizados para investigar os efeitos e benefícios da adição de N2 ao ICP, através de diferentes sistemas de introdução da amostra no ICP. Perfis das intensidades de emissão de Mg(I) 285,213 nm, Mg(II) 280,270 nm e Ar(I) 420,069 nm foram coletados ao longo e transversalmente ao eixo do ICP em ambas as atmosferas (Ar e Ar-N2). Estes perfis indicaram um plasma mais energético próximo e acima da bobina de indução e um canal central mais largo e uniforme quando N2 foi adicionado ao gás nebulizador. Medindo-se a robustez (Mg(II) 280,270/Mg(I) 285,213) transversalmente ao eixo do ICP foi observada baixa eficiência de acoplamento, que foi significativamente melhorada com adição do N2. Os perfis também sugeriram que o N2 adicionado possui baixa probabilidade de difusão para fora do canal central do ICP. As melhores condições de excitação foram confirmadas pelo cálculo da temperatura de excitação ao longo do canal central do ICP mediante a intensidade de emissão de várias linhas iônicas do Fe, que indicaram um aumento de 7480 K para 7910 K. A efetividade da maior robustez conferida pelo N2 foi demonstrada pela análise de água do mar em diferentes diluições, sendo a supressão do sinal do analito minimizada com a adição de N2 A robustez revelou ainda que em condições de plasma parcialmente seco a dissociação do N2 ocorre a distâncias próximas da bobina de indução, o que não é observado em condições de plasma úmido, onde esse gás permanece em sua forma molecular por uma distância maior. Através dos sinais de emissão do Ba, demonstrou-se que existe uma sobrepopulação de espécies metaestáveis de argônio (Arm) na presença da vazão de N2. Reações de transferência de carga entre Ar e espécies N+/N2 + mostraram ser seletivas, sendo a última espacialmente dependente, evidenciada experimentalmente. A exatidão foi avaliada através de análise de materiais de referência certificados (água, solo e sedimentos), com concordância entre os valores certificados e obtidos experimentalmente, demonstrando que as espécies moleculares geradas a partir do N2 adicionado não afetam a exatidão dos resultados. Os limites de detecção (LDs) computados para ambos os plasmas (Ar-ICP e Ar-N2 ICP) foram comparáveis e com isso concluiu-se que a adição de uma pequena vazão de N2 (20 mL min-1 no gás nebulizador) é um modo simples de aumentar a robustez do Ar-ICP, sem sacrificar a sensibilidade e exatidão Além disso, resultados mais exatos foram obtidos na análise direta de solos por vaporização eletrotérmica espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ETV-ICP OES), enquanto que a adição de N2 (0,40 L min-1) no gás principal, conjuntamente com 20 mL min-1 N2 como sheathing gás. Com isso, a área dos sinais transientes aumentou 3 vezes e os LDs diminuíram 10 vezes, melhorando o desempenho da técnica de ETV-ICP OES. Foi observado que para diferentes linhas espectrais de Ar avaliadas, aquelas com energia de 11,55 eV são as mais adequadas para padronização interna em ETV-ICP OES. Melhorias proporcionadas pelo N2 adicionado foram também observadas na análise direta de filtros de ar atmosférico pela mesma técnica, com otimização multivariada dos principais parâmetros (freon, gás by-pass e gás carreador), resultando em sinais transientes mais estreitos e LDs cerca de uma ordem de magnitude melhores. / Investigations related to inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) were conducted to compute the effects and benefits of adding N2 to the ICP using different sample introduction systems. Emission profiles of Mg(I) 285.213 nm, Mg(II) 280.270 nm and Ar(I) 420. 069 nm intensities were collected along and transverse to the ICP axis in both atmospheres (Ar and Ar-N2). These profiles indicated a more energetic ICP near and above the induction coil and a wider and uniform central channel when N2 was added to the nebulizer gas. By measuring the robustness (Mg(II) 280.270/Mg(I) 285.213) across the ICP axis, low coupling efficiency was observed, which was significantly improved with addition of N2. The profiles also suggested that the N2 added has a low probability of diffusion outside the ICP axis. The best excitation conditions were confirmed by accessing excitation temperature along the central channel of the ICP. To this end, the intensities of several Fe(II) lines were measured, which indicated the temperature increased from 7480 K to 7910 K by adding a low flow of N2 in the central channel of the ICP. The effectiveness of the greater robustness conferred by the N2 was demonstrated by the analysis of seawater at different dilutions, with decreasing of the analyte signal suppression with the addition of N2 The robustness also revealed that the dissociation of N2 in partially dry plasma occurs at distances near the induction coil, which is not observed in humid plasma. In this case, the gas remains in its molecular form by a greater distance in the ICP. By means of the emission signals of Ba, it has been shown that there is an overpopulation of metastable Ar species (Arm) in the presence of the N2 flow rate. Charge transfer reactions between Ar and N+/N2+ species were presumed to be selective where the latter is spatially dependent as experimentally evidenced. The accuracy was evaluated by analysis of certified reference materials (water, soil and sediments), with agreement between the certified and experimental values, indicating that molecular nitrogen species induced by N2 do not affect the accuracy of the results. The limits of detection (LDs) for both plasmas (Ar-ICP and Ar-N2 ICP) were comparable and it was concluded that the addition of a small N2 flow (20 mL min-1 in the nebulizer gas) is a simple way to increase the robustness of the Ar-ICP without sacrificing sensitivity and accuracy. In addition, more accurate results were obtained in solid sampling analysis of stainless steel by electrothermal vaporization-inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ETVICP OES) when 0.40 L min -1 of N2 were added to the principal gas, together with 20 mL min- 1 of N2 as sheathing gas As a result, the transient signals increased 3-fold whereas the LDs decreased 10-fold, improving the performance of the technique. It was observed that for different Ar spectral lines evaluated, those with ground state energy of 11.55 eV are the most adequate for internal standardization in ETV-ICP OES. Improvements provided by the N2 added were also observed in solid sampling analysis of atmopheric air filters by the same technique, with multivariate optimization of the main parameters (freon, by-pass gas and carrier gas), resulting in narrower transient signals and LDs circa an order of magnitude better.

As vantagens e os efeitos da adição de uma pequena quantidade de nitrogênio (N2) ao canal central do plasma indutivamente acoplado de argônio (Ar-ICP), com vista de observação axial, na espectrometria de emissão óptica (OES) foram investigados neste trabalho. A quantidade de N2, a vazão do gás nebulizador, a potência de radiofrequência (RF) aplicada e a taxa de aspiração da amostra foram avaliadas e comparadas para dois sistemas de introdução da amostra no plasma: nebulização pneumática com desolvatação do aerossol e nebulização pneumática convencional. Foi observado que a adição de N2 não atua no processo de nebulização ou transporte do aerossol até a fonte de excitação (ICP), mas sim modifica transferências energéticas no plasma. A maior condutividade térmica do N2 em comparação ao Ar modifica as distribuições energéticas no ICP, como demonstrado pelos sinais de emissão das linhas de Ar e emissão do Na. A razão Mg(II)-280,270 nm/Mg(I)-285,213 nm foi utilizada como parâmetro de diagnóstico para a robustez do plasma. Adicionando-se 20 mL min-1 de N2 ao gás nebulizador, aumentou-se a robustez do mesmo consideravelmente e reduziu-se os efeitos de matriz causados por elementos facilmente ionizáveis (Na, K e Ca). Para 40 linhas espectrais avaliadas, foi observado que as linhas iônicas são, em geral, mais afetadas que as linhas atômicas. Os limites de detecção, a precisão, a sensibilidade e a linearidade das curvas de calibração obtidas usando-se o plasma de composição mista (N2-Ar-ICP) foram similares aos obtidos usando-se o plasma convencional de argônio (Ar-ICP). A análise de cinco materiais de referência diferentes revelou que a exatidão não é degradada pela adição de N2 ao Ar-ICP. Além disso, foi possível determinar as concentrações de diversos elementos em suspensão de arroz, introduzida diretamente no ICP. Sendo assim, o plasma de composição mista é uma fonte de excitação apropriada para análise de matrizes complexas em ICP OES. / In this study, the advantages and effects of adding small amounts of N2 into the central channel of the Ar-ICP for axially viewed inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) were investigated. The N2 flow rate, nebulizer gas flow rate, RF power and sample uptake rate were evaluated for two different sample introduction systems: a conventional pneumatic nebulizer (PN) and a pneumatic nebulizer with aerosol dessolvation (PN/DES). It was observed that N2 neither affected solution nebulization nor aerosol transport but modified the ICP characteristics as demonstrated by argon and sodium emission. The ratio Mg(II)-280.270 nm/Mg(I)-285.213 nm was used as a diagnostic tool for plasma robustness. By adding 20 mL min-1 of N2 to the nebulizer gas, the ICP robustness increased significanlty and matrix effects caused by easily ionized elements (Na, K and Ca) were mitigated. For 40 spectral lines evaluated, it was observed that the emission signals of ionic lines were in general more affected by N2 than those of atomic lines. Detection limits, precision, sensitivity and linearity of calibration curves obtained using the mixed-gas plasma (N2-Ar-ICP) were almost similar to those obtained using the standard Ar-ICP. The analysis of five different certified reference materials revealed that accuracy was not degraded by adding N2 to the Ar-ICP. In addition, toxic and essential elements were quantified in rice slurry, which was directly introduced in the mixed-gas ICP using PN. The results obtained suggest that the mixed-gas plasma is an appropriate excitation source for complex matrices analysis using ICP OES.

Neste trabalho é proposta a determinação de elementos terras raras (REE) em coque de petróleo por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), após diferentes métodos de preparo de amostra. Para decomposição por via seca, foram avaliadas diferentes temperaturas para o procedimento (800 a 1100 ºC) e quantidade de amostra (0,5 e 2 g). Todas estas condições se mostraram adequadas para aplicação do método e foi necessária uma etapa de filtração previamente as determinações por ICP OES. Para a decomposição por via úmida assistida por radiação micro-ondas (MAWD), parâmetros como a massa de amostra (250, 375 e 500 mg) e uso de HNO3, associado ou não ao H2O2, foram avaliados. Foi observado que a adição de H2O2 não melhorou consideravelmente a decomposição da amostra (verificada pela determinação do teor de carbono residual nos digeridos) quando 375 mg de amostra foram decompostos e por isso este reagente não foi empregado em estudos posteriores. A aplicação do método MAWD exigiu a diluição da solução da amostra (pelo menos 2 vezes) para atenuar interferências na etapa de determinação por ICP OES. Para avaliação da combustão iniciada por micro-ondas (MIC) foram estudadas diferentes concentrações de HNO3 como solução absorvedora (2,3, 4,7 e 7,0 mol L-1) e massas de amostra (200, 375 e 500 mg). Com uso da MIC resultados similares foram obtidos segundo a análise de variância (ANOVA) ao nível de confiança de 95%, entre as soluções absorvedoras avaliadas. Para 200 mg, foram encontrados resultados mais concordantes com os anteriormente obtidos por outros métodos. Dos quatorze elementos estudados, apenas as concentrações de La e Ce nas amostras de coque de petróleo eram maiores que os limites de quantificação dos métodos utilizados. Em relação à etapa de determinação por ICP OES, parâmetros como potência do plasma e vazão do gás de nebulização para diferentes nebulizadores (com e sem sistema de dessolvatação do aerossol) foram otimizados, sendo que o nebulizador com sistema de dessolvatação foi capaz de reduzir em, aproximadamente, cinco vezes os limites de detecção. Além disso, foram investigadas algumas possíveis interferências e a adequabilidade da calibração por padronização interna. A exatidão dos resultados foi avaliada por meio de ensaios interlaboratoriais e comparação dos resultados obtidos com os anteriormente encontrados mediante análise por ativação neutrônica. / In this work, the determination of rare earth elements (REE) is proposed in petroleum coke samples by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP OES) after several sample preparation methods. For sample digestion by dry ashing, variable temperatures (800 to 1100 ºC) and sample mass (0.5 to 2 g) were investigated. All operational conditions evaluated were suitable for sample digestion and it was necessary to apply a filtration step previous analytes determination by ICP OES. For microwave-assisted wet digestion (MAWD) parameters as sample mass (250, 375 and 500 mg) and the use of HNO3, combined or not with H2O2 were evaluated. It was observed that the use of H2O2 did not change the efficiency of sample digestion (verified by the residual carbon content in digests) when 375 mg of sample were digested and due this, this reagent was not used in further studies. The use of this method (MWAD) requires a dilution step (at least 2 times) to minimize interferences in determination step by ICP OES. For evaluation of microwave-induced combustion (MIC) method variable concentration of HNO3 was investigated as absorbing solution (2.33, 4.67 and 7.00 mol L-1) and sample mass (200, 375 and 500 mg). Similar results (ANOVA, confidence level of 95%) were obtained for all absorbing solutions evaluated and the sample mass of 200 mg presented better agreement with results obtained by other sample preparation methods. Among the analytes investigated, only La and Ce were quantified in the petroleum coke samples using the sample preparation methods evaluated. Regarding the analytes determination by ICP OES, parameters as radiofrequency power and nebulization gas for different nebulizers (with and without desolvation system) were optimized and the nebulizer with desolvation system was capable to reduce the limits of detection, at least, five times. Additionally, some possible interferences and the suitability of the internal standardization procedure for calibration were investigated. The accuracy of results was evaluated by comparison with results obtained with those informed by other laboratory and by neutron activation analysis.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma técnica de identificação de falhas em mancais de rolamento até então praticamente inexistente no Brasil. Ela refere-se à mudança da tradicional lubrificação base-tempo, baseada em recomendações de fabricante e fórmulas retiradas de ábacos clássicos para a lubrificação base-condição. Mancais de rolamento são peças obrigatórias em uma infinidade de equipamentos, em sua grande parte, rotativos. A técnica mais difundida de identificação de falhas é a análise de vibração, em seus mais diversos graus de tecnologia embarcada. No entanto, o que ocorre por inúmeras vezes é a identificação da falha já em um estágio onde a falha não pode mais ser reparada, e sim apenas ter seu desenvolvimento monitorado. Isto ocorre devido à freqüência de coleta de dados ser baseada em cartas de severidade, e a falha pode se propagar de uma forma acelerada entre as medições realizadas. A partir desta nova técnica o que se busca é proporcionar à técnica de manutenção preventiva conhecida por lubrificação, que por muitas vezes é tão menosprezada dentro das indústrias, a aquisição de informações importantes a partir de coleta das vibrações ultrassônicas emitidas pelos mancais. Desta forma se fornecem condições para que a lubrificação atue de modo a auxiliar a técnica de análise de vibração, evitando lubrificações em demasia e prevenindo a falta de lubrificante nos mancais, a partir de inspeção baseada em condição. / The aim of this work is to develop a root cause fail identification technique in rolling bearings fairly known in Brazil. This technique refers to the changing from traditional time-based lubrication, done upon manufacturers’ recommendation and formulas taken from classic abacus to condition based lubrication. Rolling bearing are mandatory parts in a large amount of equipments, especially in dynamics. The most known technique for fail identification is vibration analysis, used with different technologies. However several times the identification is made in a stage where the problem can no longer be fixed only monitored. That situation happens because of data collection is made based in severity charts, and fail can propagate in a fast mode between collections. With this condition based technique, it follows to purpose to the other predictive maintenance technique known as lubrication, which is so many cases is undervalued inside industries, the acquisition of important information from bearing ultrasonic vibration data collection. Since this important model apparatus are given to that lubrication acts in order to help vibration analysis technique to avoid over greasing and preventing bearing lack of lubrication, inspection based on condition.

Este trabalho teve por objetivo investigar possíveis mudanças na composição química da matéria orgânica do solo em áreas de pastagem natural localizadas no planalto catarinense que sofreram a introdução do monocultivo de Pinus, além de investigar a relação entre a composição química de ácidos húmicos extraídos de solo e de carvão mineral e índices de fluorescência. A introdução de Pinus aumentou a acidez do solo, diminuiu o teor de seus nutrientes e aumentou os estoques de carbono na camada de 0-5 cm. Isso se verificou em todos os compartimentos químicos da matéria orgânica do solo. O Pinus também provocou aumento na aromaticidade da matéria orgânica do solo e em todos os seus compartimentos. Em subsuperfície, a mudança na vegetação promoveu uma redistribuição dos compartimentos químicos da matéria orgânica do solo, diminuindo seu caráter hidrofílico e aumentando seu caráter hidrofóbico. Em solos sob Pinus, as interações organo-minerais foram relevantes até 15 cm de profundidade, enquanto que em ambiente de pastagens esse mecanismo foi pronunciado principalmente na camada de 0-5 cm. Os índices de fluorescência e o deslocamento batocrômico do λmáx de emissão das soluções contendo as misturas de ácidos húmicos aumentaram com a maior proporção de ácido húmico de solo. A introdução de grupos nitro em sua estrutura também afetou os fenômenos de fluorescência observados. / This work aimed to investigate possible changes on the amount and on the chemical composition of the soil organic matter of pastures areas from the planalto catarinense caused by the introduction of the Pinus monoculture. Additionally, the relationship between the chemical composition of humic acids extracted from soil and from mineral coal and fluorescence indexes were further investigated. The Pinus introduction increased soil acidity, decreased nutrients content and increased carbon stocks in the 0-5 cm layer. This last result occurred in all chemical compartments of the soil organic matter. Pinus also promoted the increase of soil organic matter aromaticity in all compartments. In subsurface, the change off vegetation promoted the redistribution of the chemical compartments of soil organic matter, decreasing its hydrophilic character and increasing its hydrophobic character. In soils under Pinus, organo-mineral interactions were relevant until 15 cm depth, while in soil under pasture this mechanism was pronounced until 5 cm depth. Fluorescence indexes and the batochromic shift of the emission λmáx of the humic acids suspensions increased with the increase of soil humic acids proportion in the mixture. The introduction of nitro groups in their structure affected also the observed fluorescence behavior.

Neste trabalho fizemos uma revisão da teoria cinética de plasmas e obtivemos as equações cinéticas para um plasma empoeirado magnetizado com carga variável das partículas de poeira. Além das correntes de carregamento por absorção de partículas do plasma, incluímos a corrente de emissão de fotoelétrons a corrente total, e consideramos que o plasma é povoado por poeira com partículas com diferentes tamanhos. / In this work we have made a review of the plasmas kinetic theory and obtained the kinetic equations for a magnetized dusty plasma with variable charges of the dust particles. In addition to currents due to absorption of plasma particles, we have included in the total current the photoelectrons emission current and considered that the dusty plasma is populated by dust with particles with di erent sizes.

Neste trabalho foram desenvolvidos métodos analíticos para a determinação de lantanídeos por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectrometria de massa com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) em diferentes tipos de matrizes: cinza de carvão, sedimento de rio, sedimento do Tibet, fluorita, pilha recarregável do tipo NiMH, água do mar, água doce e vinho tinto. Três diferentes nebulizadores foram investigados para a introdução da amostra no plasma (os nebulizadores microconcêntrico, ultrassônico e pneumático com dessolvatação do aerossol foram comparados). Nas determinações por ICP OES foram monitoradas, pelo menos, duas linhas espectrais por elemento e avaliadas a vazão do gás de nebulização e potência de radiofrequência. Dependendo da matriz da amostra, linhas espectrais adicionais foram monitoradas, devido a interferências da matriz. A vazão do gás de nebulização e a potência de radiofrequência aplicada ao plasma foram variadas conforme o elemento medido e o nebulizador utilizado, tanto para ICP OES quanto para ICP-MS. As interferências causadas pela matriz de cinza de carvão e água do mar foram menores quando foi utilizado o nebulizador ultrassônico. A precisão e exatidão também foram melhores para a maioria dos elementos, quando utilizada a nebulização ultrassônica. Para ambas as técnicas, ICP OES e ICP-MS, os melhores limites de detecção (LDs) foram obtidos mediante os nebulizadores ultrassônico e pneumático com dessolvatação do aerossol. Em relação aos procedimentos de preparo da amostra avaliados para a cinza de carvão, sedimento de rio e sedimento do Tibet, melhores resultados foram obtidos quando se empregou mistura composta por HNO3, HF e H2O2 para decompor a amostra, com posterior adição de H3BO3. No entanto, para a amostra de fluorita a fusão alcalina foi mais eficiente. Já para a pilha NiMH (matriz composta por metais e carbono) a decomposição com água-régia mostrou-se mais eficiente. O procedimento de pré-concentração dos lantanídeos mediante extração no ponto nuvem, utilizando-se como agente complexante o 1-(2-tenoil)-3,3,3-trifluoracetona (2-TTA) e como surfactante o octilfenoxipolietoxietanol (Triton X-114) mostrou-se restrito para amostras de água doce. Isto porque há interferência da matriz na formação dos complexos dos lantanídeos na presença de constituintes de matrizes mais complexas. Também foi desenvolvida metodologia para separação da matriz/pré-concentração dos lantanídeos utilizando-se minicoluna empacotada com 8-HQ (8-hidroxiquinolina imobilizada em vidro de porosidade controlada), com o intuito de diminuir as interferências causadas pela matriz água do mar. Parâmetros tais como pH da amostra, concentração do eluente, vazão da amostra e vazão de eluente foram avaliados. Os limites de detecção obtidos variaram entre 0,42 a 0,09 ηg L-1, enquanto que o fator de enriquecimento variou de 2,06 a 3,68. O método mostrou-se eficiente, com boa precisão (desvio padrão relativo entre 2,5 a 10%) e exatidão (recuperação entre 88 a 98%). Para cada ciclo de pré-concentração foram utilizados 3 mL da amostra e o tempo de pré-concentração e determinação foi 8 minutos. O efeito de matriz e do solvente orgânico com respeito à determinação dos lantanídeos foi também investigado mediante análise de vinho. A amostra de vinho tinto foi preparada através de sonicação e digestão ácida. Os melhores resultados foram obtidos mediante sonicação com sonda por 90 s e a amostra diluída 10 vezes. Neste caso, a solução da amostra de vinho foi introduzida no plasma mediante sistema de injeção em fluxo (FI) acoplado ao nebulizador pneumático com sistema de dessolvatação. Mediante análise multivariada os vinhos puderam ser discriminados de acordo com os países de origem na América do Sul, independentemente do tipo da uva, com exceção dos vinhos chilenos. / This work deals with the development of methods for lanthanides determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) in different matrices: coal fly ash, river sediment, Tibet sediment, sea water, fluorite, nickel-metal hydride (NiMH) battery, fresh water and red wine. Three different nebulizers were investigated for sample introduction into the plasma (pneumatic nebulizer, ultrasonic nebulizer and pneumatic nebulizer/aerosol desolvation were compared). Two spectral lines per element were at least monitored for determinations using ICP OES. The nebulizer gas flow rate and plasma power were evaluated. Depending on the sample, additional spectral lines needed to be monitored due to matrix interference. The nebulizer gas flow rate and RF power applied varied according to the element measured and nebulizer used, for both ICP OES and ICP-MS techniques. Matrix interference caused by coal fly ash and sea water was lower when ultrasonic nebulization was used. The precision and accuracy were also better for most elements by using ultrasonic nebulization. For both ICP OES and ICP-MS techniques, better limits of detection (LODs) were obtained using ultrasonic nebulization and pneumatic nebulization/aerosol desolvation. In relation to the sample preparation procedures evaluated for coal fly ash, river sediment and Tibet sediment, better results were obtained when HNO3, HF and H2O2 were used followed by addition of H3BO3. However, fluorite was more efficiently decomposed by using alkaline fusion. On the other hand, aqua regia was more efficient for nickel-metal hydride (NiMH) batteries decomposition. Pre-concentration of lanthanides by cloud point extraction, using 1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoraceton (2-TTA) as complexant and octylphenoxypolyethoxyethanol (Triton X-114) as surfactant, revealed to be feasible only for lanthanides in fresh water. Matrix interference was observed for others materials and samples. Matrix separation/pre-concentration of lanthanides using minicolumn packed with 8-HQ (8-hydroxyquinoline immobilized on controlled pore glass) was also investigated. Parameters such as pH, eluent concentration, sample and eluent flow rate were evaluated. The LODs obtained ranged from 0.42 to 0.09 ηg L-1, while the enrichment factor ranged from 2.06 to 3.68. The method proved to be efficient, with good precision (relative standard deviation between 2.5 and 10%) and accuracy (recovery between 88 to 98%). For each cycle of pre-concentration 3 mL of sample were used, while the time needed for pre-concentration and determination was 8 minutes. The effect of matrix and organic solvent with respect to lanthanides determination using ICP-MS was also investigated by analysis of red wine. Ultrasound and acid digestion were used for sample preparation. Best results were obtained by sonication with a probe for 90 s and sample 10-fold diluted. The wine sample solution was introduced into the plasma using flow injection (FI) and pneumatic nebulization/aerosol desolvation. By multivariate analysis the wines could be discriminated according to the country of origin in South America, regardless of the type of grape, with the exception of Chilean wines.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Engenharia Biomédica, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-02-04T13:19:50Z No. of bitstreams: 1 2014_JeaneSerraoSouza.pdf: 4881835 bytes, checksum: a7ef077f3198020ea6c61714a7892345 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2015-02-10T19:47:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JeaneSerraoSouza.pdf: 4881835 bytes, checksum: a7ef077f3198020ea6c61714a7892345 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T19:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JeaneSerraoSouza.pdf: 4881835 bytes, checksum: a7ef077f3198020ea6c61714a7892345 (MD5) / Os equipamentos de tomografia computadorizada por emissão de pósitron (PET, do inglês Positron Emission Tomography) são utilizados nos serviços de medicina nuclear para realização de exames oncológicos, neurológicos e cardiológicos. A comprovação da eficácia desta técnica, impulsionou a instalação desses equipamentos no mundo. Para que as imagens permitam um diagnóstico com maior precisão, é necessário a realização de testes de desempenho para verificar se as condições de operação do equipamento estão adequadas dentro de um programa de controle de qualidade. Baseados na norma NN 3.05 – Requisitos de Segurança e Proteção Radiológica para Serviços de Medicina Nuclear da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e Resolução da Diretoria Colegiada n 38 - Sobre a Instalação e Funcionamento de Serviços de Medicina Nuclear “in vivo” da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) verificou-se quais os testes estão sendo realizados e as periodicidades dominantes bem como os principais motivos que dificultam sua realização, como e quais são os registros realizados, as características dos equipamentos e equipe técnica, entre outros. A coleta dos dados baseou-se na aplicação de um questionário on line encaminhado por correio eletrônico aos supervisores de radioproteção dos serviços de medicina nuclear. Os dados foram analisados por meio da estatística descritiva com auxílio de gráficos, tabelas, verificação de hipóteses e correlações entre parâmetros com o auxílio do teste de Wilcoxon não pareado utilizando-se o software Matlab. Identificou-se que os testes que não são realizados estão relacionados com a ausência de acessórios e fantomas NEMA, falta de treinamento dos supervisores de radioproteção e deficiências nos treinamentos disponibilizados pelos fabricantes. Foi possível conhecer as perspectivas dos profissionais em relação ao tema, mapear as dificuldades e benefícios alcançados com a realização dos mesmos e desenvolver diretrizes para auxiliar os profissionais da área no planejamento, preparação e implantação de um programa de controle de qualidade de equipamentos PET. _______________________________________________________________________ ABSTRACT / The positron emission computed tomography equipment (PET) are used in nuclear medicine services to perform oncological, neurological and cardiological examinations. Evidence of the effectiveness of this technique, stimulated the installation of such equipment in the world. So that images allow a diagnosis more accurately, it is necessary to conduct performance tests to verify if the operating conditions of the equipment are appropriate within a quality control program. Based on norm NN 3.05 - Security Requirements for Radiological Protection and Nuclear Medicine Services of the National Nuclear Energy Commission (CNEN) and Resolution n 38 - About the installation and operation of nuclear medicine services "in vivo" of National Health Surveillance Agency (ANVISA) verify what tests are being conducted and the dominant periodicities as well as the main reasons that hinder their achievement, how and what are the comparisons of the characteristics of the equipment and technical staff, among others. Data collection was based on the application of an on line questionnaire sent by email to the radioprotection supervisors of nuclear medicine services. Data were analyzed using descriptive statistics with the aid of charts, tables, testing hypotheses and correlations between parameters with the Wilcoxon not paired test using the Matlab software. It was identified that the tests that are not performed are related to the lack of accessories and NEMA phantoms, lack of training for radioprotection supervisors and deficiencies in training offered by manufacturers. Was possible to know the views of professionals on the topic, map the difficulties and benefits achieved with their realization and develop guidelines to assist professionals in planning, preparation and implementation of a program of quality control of PET equipment.

A Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET - Positron Emission Tomography) é uma modalidade de imagens para o diagnóstico em Medicina Nuclear. São utilizados radiofármacos emissores de pósitrons que possibilitam obter imagens que representam o processo bioquímico dessas substâncias no órgão ou tecido de interesse in vivo. São detectados, em coincidência, os fótons provenientes da aniquilação pósitron/elétron, que ocorre dentro do corpo do paciente. Esta informação é posteriormente utilizada para a reconstrução do objeto em estudo. Atualmente, existem dois tipos de equipamentos capazes de realizar estudos tomográficos por emissão de pósitrons: o dedicado e a câmara PET/SPCET. Este trabalho abordou este último tipo, que permite também a realização de exames habituais de Medicina Nuclear, que usam emissores de fótons. Existem dificuldades inerentes ao método de aquisição destas imagens que afetam a quantificação de índices ou atividade. Elas estão relacionadas ao fato de a emissão de radiação obedecer a uma distribuição de Poisson, às interações físicas da radiação com o corpo do paciente e com o detector, ao ruído devido à natureza estatística destas interações e de todo o processo de detecção, assim como à metodologia de aquisição dos exames (preparo e posicionamento do paciente, taxa de contagens etc.). Correções são propostas na literatura que não são totalmente implementadas pelos fabricantes: de espalhamento, de atenuação, de eventos aleatórios, do tempo morto, de decaimento, da resolução espacial e de outras características do equipamento. O objetivo deste trabalho foi o de realizar um estudo dos métodos aplicados por dois fabricantes, assim como algumas influências das características técnicas das câmaras PET/SPECT na obtenção do índice de SUV (Standardized Uptake Value). Para isso, dados de simuladores físicos, dispostos em várias montagens, foram obtidos com uma câmara no modo 3D e outra no modo 20. Constatou-se também que a forma das fontes usadas para calibração influencia no resultado final e impõe novos desafios para a quantificação em uma situação clínica. Por fim, no momento da quantificação, a região de interesse deve ser escolhida de acordo com aquela usada para a determinação dos coeficientes de correção e calibração. Verificou-se que é viável realizar quantificações com câmaras PET/SPECT, inclusive o índice SUV. Para tanto, além das correções citadas anteriormente, é imprescindível ter o equipamento bem ajustado, assim como a obtenção de coeficientes para normalização da sensibilidade e correção do efeito de volume parcial. / Positron Emission Tomography (PET) is a Nuclear Medicine imaging modality for diagnostic purposes. Pharmaceuticals labeled with positron emitters are used and images which represent the in vivo biochemical process within tissues can be obtained. The positron/electron annihilation photons are detected in coincidence and this information is used for object reconstruction. Presently, there are two types of systems available for this imaging modality: the dedicated systems and those based on gamma camera technology. In this work, we utilized PET/SPECT systems, which also allows for the traditional Nuclear Medicine studies based on single photon emitters. There are inherent difficulties which affect quantification of activity and other indices. They are related to the Poisson nature of radioactivity, to radiation interactions with patient body and detector, noise due to statistical nature of these interactions and to all the detection processes, as well as the patient acquisition protocols. Corrections are described in the literature and not all of them are implemented by the manufacturers: scatter, attenuation, randoms, decay, dead time, spatial resolution, and others related to the properties of each equipment. The goal of this work was to assess these methods adopted by two manufacturers, as well as the influence of some technical characteristics of PET/SPECT systems on the estimation of SUV. Data from a set of phantoms were collected in 3D mode by one camera and 20, by the other. We concluded that quantification is viable in PET/SPECT systems, including the estimation of SUVs. This is only possible if, apart from the above mentioned corrections, the camera is well tuned and coefficients for sensitivity normalization and partial volume corrections are applied. We also verified that the shapes of the sources used for obtaining these factors play a role on the final results and should be dealt with carefully in clinical quantification. Finally, the choice of the region of interest is critical and it should be the same used to calculate the correction factors.