Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study aims at developing a partition radiotracer potentially useful for estimating the amount of oil present in the matrix rock, aiming at the evaluation of the Residual Oil Saturation (SOR) in oilfields, provided that the partition coefficient has been previously measured. The radon isotope 222Rn has been chosen as the partition tracer due to two main reasons: 1. it is generated at somewhat different rates in all oil reservoirs since the rocks into which they are imbedded contain some amount of its parents, uranium and thorium; 2. the methods for measuring its concentration in water, using different detection procedures, radon isotope 222Rn are well established since long. Measurement of 222Rn in water matrices have been carried in several samples from different origins: drinking water, underground water, and production water. The sampling sites were distributed between the Belo Horizonte and Nova Lima municipalities, and the assarongongo oilfield in the State of Bahia. For the specific activity measurement the Lucas cell (a radon detection system based on the scintillation caused by the emitted alpha particles) has been utilized. Tests have been carried with the isotope 222Rn, as a radiotracer. Hence, the partition coefficient (Kp) has been determined in laboratory tests, both with petroleum and other organic species such as toluene, benzene, and octanol. In order to carry these measurements a system based on an instrumental methodology has been developed and implemented; the Flow Injection Analysis (FIA). The testes have been run at a constant flowrate but the residence time and temperature has been varied. The results show that such variations in the residence time and temperature can significantly alter the partition coefficient values, and consequently the SOR. The results thus obtained point to the feasibility of the natural partition radiotracer method, based on the 222Rn isotope, for the measurement of the remaining in the reservoir would require a larger number of samples than the one used in this work. Some recommendations are advanced for future work, dealing with both analytical and field work 222Rn methodologies. / Neste trabalho foram realizados testes utilizando o radioisótopo 222Rn do radônio, como traçador radioativo potencialmente capaz de quantificar o óleo presente na rocha, com vistas a estimar a Saturação de Óleo Residual (SOR) em campos de produção de petróleo, quando já determinados o seu coeficiente de partição. Optou-se pelo uso do radioisótopo 222Rn do radônio, para ser usado como traçador de partição por duas razões principais: 1. é gerado em maiores ou menores taxas em todos os reservatórios, posto que as rochas do mesmo sempre contêm alguma quantidade de seus precursores: o urânio e o tório; 2. os métodos para a medição de sua concentração em água já estão bem desenvolvidos desde há muito tempo para diferentes tipos de detectores. As análises de 222Rn em água foram efetuadas em diferentes matrizes, tais como água de abastecimento, águas subterrâneas e águas de poços de produção. As áreas de estudo se concentraram nas cidades de Belo Horizonte, Nova Lima e no campo de produção de petróleo de Cassarongongo (estado da Bahia). Para determinação da sua Atividade Específica utilizou-se a célula de Lucas (sistema de detecção de radônio por cintilação de partículas alfa emitidas). O coeficiente de partição (Kp) foi determinado através de testes de laboratório e foram realizados tanto em fases água e petróleo, como água e outros compostos orgânicos específicos tais como tolueno, benzeno e octanol. Para tais medições foi desenvolvido e implementado um sistema baseado em um método de análise química instrumental: a Análise por Injeção em Fluxo (FIA). Os testes foram realizados à vazão fixa e com diferentes tempos de residência e temperaturas. Os resultados mostraram que variações no tempo de residência e na temperatura podem afetar significativamente os valores de coeficiente de partição e como conseqüência a SOR. Através deste trabalho foi possível indicar a viabilidade do método do traçador de partição natural, o 222Rn, para a quantificação da SOR, embora o número de amostras medidas neste trabalho não tenha sido suficientes para uma determinação precisa da quantidade de óleo em reservatórios. Algumas recomendações tanto sobre as metodologias analíticas como de campo foram também apresentadas.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-15T22:41:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Emerson Emiliano Gualberto de Farias.pdf: 15008998 bytes, checksum: ec2d44d1a887b066298504f48ce92ee7 (MD5) / Rejected by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br), reason: on 2018-08-17T20:19:31Z (GMT) / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-17T20:23:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Emerson Emiliano Gualberto de Farias.pdf: 15008998 bytes, checksum: ec2d44d1a887b066298504f48ce92ee7 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-17T20:55:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Emerson Emiliano Gualberto de Farias.pdf: 15008998 bytes, checksum: ec2d44d1a887b066298504f48ce92ee7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:55:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Emerson Emiliano Gualberto de Farias.pdf: 15008998 bytes, checksum: ec2d44d1a887b066298504f48ce92ee7 (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / CNPq / Na Região Metropolitana do Recife (RMR), encontram-se rochas sedimentares de origem marinha denominadas fosforitos, cuja concentração de urânio aumenta com o teor de P₂O₅ (fosfato) dado o comportamento cristaloquímico similar desta substância. O impacto radiológico devido principalmente à presença de urânio em regiões com ocorrência de depósitos é decorrente da presença de ²²²Rn, um gás nobre formado pelo decaimento do ²²⁶Ra. Em vista disso, o presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar as concentrações de fósforo e ²²⁶Ra, radionuclídeo gerador de ²²²Rn, em fosforitos uraníferos, e estudar os principais parâmetros referentes à exalação e ao poder de emanação de ²²²Rn neste tipo de rocha sedimentar. Para isso, o processo de transporte do gás radioativo na interface rocha/solo/atmosfera foi estudado em solos de Recife, Igarassu e Olinda, incluindo um estudo de caso no Refúgio Ecológico Charles Darwin, localizado em Igarassu, todos no estado de Pernambuco. A caracterização radiométrica do fosforito uranífero foi realizada por Espectrometria Gama de Alta Resolução. A determinação dos teores de fósforo, por outro lado, foi realizada por meio de Espectrometria de Absorção Atômica com Chama. Os ensaios de verificação dos detectores de radônio foram efetuados em uma câmara de calibração construída especificamente para este fim. O desempenho da câmara de calibração foi avaliado a partir da dupla-verificação para as medições de ²²²Rn pelo detector AlphaGUARD certificado pelo fabricante (SAPHYMO®) e comparando com os resultados esperados pelo modelo teórico. Para o estudo do poder de emanação de radônio, porção analítica de aproximadamente 10 g foi acondicionada em câmara de emanação de radônio com volume de 500 mL. A determinação do radônio no interior da câmara foi feita com o detector RAD7. Para o estudo de caso, a concentração de ²²²Rn no solo, sua permeabilidade e a taxa de exalação de radônio foram determinadas em solos florestais do Refúgio Ecológico Charles Darwin previamente selecionados a partir do cintilômetro portátil SRAT SP2 da Saphymo. Para as concentrações de ²²⁶Ra e fósforo no fosforito uranífero, as médias geométricas foram 677 Bq.kg⁻¹ e 2,51%, respectivamente, observando-se regressão linear positiva entre as variáveis em nível de 95% de confiança. A câmara de calibração para detectores de radônio mostrou-se uma ótima ferramenta para a verificação dos detectores AlphaGUARD e RAD7, que foram utilizados nos mais diversos estudos desta pesquisa. Os dados do poder de emanação obtidos neste trabalho são semelhantes aos reportados na literatura, indicando a adequação da metodologia utilizada. Quanto ao estudo de caso no Refúgio Ecológico Charles Darwin, o grau de conservação do solo, a permeabilidade e a concentração do radônio no solo revelaram-se como importantes parâmetros para o transporte do gás no sistema solo-ar. A pesquisa desenvolvida forneceu subsídios para a realização de futuros estudos sobre a determinação da fração de exalação de ²²²Rn em solos tropicais. / Sedimentary rocks of marine origin named phosphorites were found in the Metropolitan Region of Recife (MRR), in which uranium concentration increases with the P₂O₅ content (phosphate) due to the similar crystal chemical behavior. The radiological impact from enriched uranium regions is associated to the presence of ²²²Rn, a noble gas produced during the ²²⁶Rn decay from uranium series. Taking into account such importance, the present work was developed with the objective of determining the ²²⁶Ra (radon precursor) and phosphorus concentrations in uranium-phosphorites and studying the main parameters referring to the exhalation and emanation power of ²²²Rn in this sedimentary rock. For this, the transport process of the radioactive gas in the interface rock/soil/atmosphere was studied in soils from Recife, Igarassu and Olinda, including the study case in the Refúgio Ecológico Charles Darwin, located in the municipality of Igarassu, Pernambuco. The radiometric characterization of uranium-phosphorite was carried out by means of High Resolution Gamma-Ray Spectrometry. The determination of phosphorus contents, by the way, was accomplished by Flame Atomic Absorption Spectrometry. The verification assays of radon detectors were done in a calibration chamber especially constructed for this purpose. The performance of the calibration chamber was evaluated by means of double-verification for ²²²Rn measurements by the detector AlphaGUARD, with certification from Saphymo, and comparing with the expected results from the theoretical model. For the study of radon emanation power, an analytical portion of approximately 10 g was transferred to a radon emanation chamber with volume of 500 mL. The radon determination within the emanation chamber was carried out by means of the detector RAD7, also verified thorough the calibration chamber assays. For the study case, the soil concentration of ²²²Rn, its permeability and the radon exhalation rate were determined in forest soils from the Refúgio Ecológico Charles Darwin, previously selected by means the portable scintillometer SRAT SP2 from Saphymo. For the ²²⁶Ra and phosphorus concentrations, the geometric means were 677 Bq.kg⁻¹ and 2.51%, respectively, obtaining a positive linear regression between variables at the 95% confidence level. The calibration chamber was considered an excellent tool for verifying the AlphaGUARD and RAD7 detectors, which were used in the diverse studies of this research. The obtained data of emanation power were similar to those found elsewhere, corroborating the methodology here applied. According to the case study in the Refúgio Ecológico Charles Darwin, the conservation degree of soils, the permeability and the soil radon concentrations were very important parameters for the gas transport within the air-soil system. The developed research provides knowledge for developing further studies about the ²²²Rn exhalation fraction of tropical soils from uranium enriched regions.

Orientadores: Julio Cesar Hadler Neto, Sergio Roberto de Paulo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Insituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T04:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neman_RodrigoSilvestre_M.pdf: 481840 bytes, checksum: 8e393ca24a2477baba16d3eaaea80843 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta tese efetuamos a primeira aplicação de uma metodologia, desenvolvida em nosso grupo de pesquisa, para a monitoração da contaminação ambiental por Radônio-222 ( 222 Rn) e filhos. Esta aplicação se refere a uma medida de campo em Campinas-SP, onde foram expostos detetores plásticos (CR-39) em 70 residências em dois turnos de duração de seis meses cada, sendo um de verão e outro de inverno. Foram medidas tanto as atividades alfa devido a 222 Rn e filhos ( 218 Po e 214 Po) presentes no ar como as atividades alfa devido à deposição ("plate-out") dos filhos do radônio sobre superfícies materiais. Procurou-se fazer correlações entre as atividades medidas e características dasresidência e/ou da exposição. Com isso fomos capazes de estudar um pouco mais este tipo de contaminação e fatores que podem determinar sua magnitude. No texto também são apresentados os motivos que dificultam a medição desta contaminação, ressaltando com isso uma vantagem de nossa metodologia, que utiliza o detetor plástico, CR-39, como um espectrômetro para partículas alfa / Abstract: In this work we have employed for the first time a Monitoring Methodology, developed by our research group, to study Radon-222 ( 222Rn) and daughters environmental contamination. We carried out a survey in Campinas-SP, Brazil, exposing in the same rooms of 70 dwellings plastic detectors (CR-39) during two successive periods of 6 months: the first one from November/96 to May/97 and the second one from May/97 to December/97. The alpha activities due to 222 Rn and daughters ( 218Po and 214Po) in the air and due to Radon daughters plated-out on material surfaces have been measured and correlated with exposures and dwellings data. This procedure enabled an improvement on the knowledge of this contamination and factors that influence its magnitude . Finally, we have shown up the reasons that make the monitoring of Radon and daughters quite difficult, stressing the main advantage of our methodology, where the plastic detector, CR-39, is employed as an alpha spectrometer / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Julio Cesar Hadler Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-04T17:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neman_RodrigoSilvestre_D.pdf: 1415758 bytes, checksum: 9a19f979cde64f239b4b1cdeadc3726c (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Neste trabalho, uma medida das concentrações de radônio e filhos no ar foi conduzida em 39 residências de Poços de Caldas ¿ MG. Esta cidade é conhecida por apresentar altas taxas de radioatividade natural, despertando o interesse de medidas deste tipo. Três técnicas distintas para medir a concentração de radônio foram empregadas: i) técnica do dosímetro NRPB-SSI consistindo em uma câmara de difusão calibrada em câmara de radônio; ii) técnica desenvolvida em nosso grupo de pesquisa sendo uma câmara de difusão calibrada via emulsão nuclear; iii) técnica do carvão ativado. Os dosímetros i e ii foram expostos durante um período de 6 meses. Dentre as 39 residências, 10 foram sorteadas aleatoriamente para monitoração bimestral através da técnica iii. A intercomparação dos resultados das concentrações de radônio, para estas três técnicas, mostrou que as técnicas i e ii são compatíveis entre si e a técnica iii somente é compatível caso sejam observados alguns cuidados na exposição. Empregar a técnica do carvão ativado na forma originalmente proposta (uma única exposição durando aproximadamente uma semana) produz resultados que oscilam bastante. Ao considerar a média das quatro medidas para cada residência obtêm-se resultados mais confiáveis porém, ainda imprecisos, levando a necessidade de um uso mais intensivo desta técnica ao longo de vários meses. Além da concentração de radônio, a técnica ii também mede a concentração dos filhos no ar e a concentração de deposição. As concentrações de radônio obtidas por esta técnica variaram entre 40 e 330 Bq m -3 e o valor médio encontrado foi de 133 ± 11 Bq m -3 .As concentrações dos filhos no ar oscilaram entre 2 e 193 Bq m -3 e o valor médio encontrado foi de 53 ± 7 Bq m -3 . Uma correlação pobre entre a concentração do radônio e a dos filhos no ar foi encontrada, indicando a necessidade de medidas diretas dos filhos, os verdadeiros contaminantes, no lugar de predizê-las utilizando a concentração do pai e um fator de equilíbrio médio / Abstract: In this work the results of an intercomparison employing three distinct techniques for measuring indoor radon activity are discussed: i) NRPB-SSI dosimeter, a diffusion chamber, CR-39 based, calibrated in a controlled radon chamber; ii) our dosimeter, a diffusion chamber, CR-39 based, calibrated via nuclear emulsion; iii) activated charcoal technique. 39 dwellings of Poços de Caldas city (Minas Gerais State, Brazil), located in a high natural radioactivity region, have been monitored during a six month period. Dosimeters i e ii were exposed continuously in all the 39 dwellings and dosimeter iii was exposed 10 of them, randomly chosen. In this case the individual exposures lasted around 5 days and 4 equally time spaced exposures were made in each dwelling. Comparing each dwelling, results produced by techniques i and ii show a great level of concordance. Results of technique iii show fluctuations so that only their mean results statistically agree with the other techniques. In addition to radon activity, dosimeter ii is capable to assess time integrated radon daughters (RD) activities and plated-out activity. Radon activities ranged from 40 to 330 Bq m -3 and their mean value was 133 ± 11 Bq m -3 . Radon daughter activities in the air ranged from 2 to 193 Bq m -3 and their mean value was 53 ± 7 Bq m -3 . A poor correlation between radon activity and RD (the real contaminants) activity in the air was found, indicating the need to directily assess RD concentration instead of assess only radon concentration and employ mean value of equilibrium factor to predict RD concentration / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of the present work is to develop an analytical methodology for the determination of 222Rn in surface water and in groundwater that will make possible the use of this radionuclide as a natural tracer in oil reservoirs. In secondary (or attended) oil recovery processes in oil fields, there is a necessity of developing new methods for labeling compounds that can act as tracers that can be used to obtain information on the performance of those procedures, aiming at their optimization. One other option that requires further tests is the utilization of naturally occurring radionuclides as radiotracers for this same purpose. The radioisotope 222Rn has been chosen for use as a tracer because it is an alpha emitter that is naturally produced in the reservoir rocks system and becomes partitioned in a well-defined proportion between the water and oil phases of the reservoir. The methodology that will be used for the quantification of the radon is based on the Liquid Scintillation Spectrometry (LSC) technique. This technique is one of the most sensitive methods of radiation counting, and the most used one for determining and quantifying alpha and beta radiation. The analyses of the standards and samples were carried using two distinct cocktail types: water miscible and immiscible, namely Ultima GoldTM AB and OptiscintTM cocktails, respectively. The efficiencies for each cocktail has been calculated, and this pointed to which cocktail performed better (in terms of better a/b separation and less interference). In this investigation a Liquid Scintillation Spectrometer Quantulus 1220 (Perkin Elmer) is used, provided with a pulse shape analyzer (PSA) that allows separate counting of a and b emissions. Care was taken during sample collection in order to minimize radon losses. For calibration of the Quantulus 1220 spectrometer, a 226Ra standard solution (SRM 4967A - NIST) with an activity of 2482 Bq g−1 was used. The effect of quenching and the interferences due to other radionuclides in the measurement have also been studied. Radon analyses were been performed both in surface water and groundwater. The samples were collected at the CDTN/CNEN premises, sited within the urban region in Belo Horizonte. / A proposta deste trabalho foi desenvolver uma metodologia analítica para determinação de 222Rn em água de abastecimento público e subterrânea, visando futuramente sua utilização em campos de produção de petróleo. Na produção secundária (ou assistida) do petróleo há a necessidade do desenvolvimento de novas técnicas e compostos que possam atuar como traçadores, visando maximizar a produção. O radioisótopo 222Rn foi escolhido para ser utilizado como traçador, por ser um emissor a natural, estar presente no sistema e particionar em proporções bem definidas entre as fases aquosa e oleosa. A metodologia empregada para a quantificação do radônio baseou-se na técnica de Espectrometria de Cintilação em Líquido (LSC ). Esta técnica é um dos métodos de contagem mais sensíveis, amplamente utilizado para detecção e quantificação das radiações alfa e beta. As análises dos padrões e amostras foram realizadas utilizando dois coquetéis distintos: Ultima GoldTM AB, miscível em água e OptiscintTM, imiscível em água. As eficiências para cada coquetel foram calculadas, determinando qual coquetel apresenta melhor performance (melhor separação a/b e menor interferência). O desenvolvimento deste trabalho utilizou o Espectrômetro Quantulus 1220 (Perkin Elmer), o qual possui um analisador de forma de pulso (PSA) que permite a separação de emissões alfa e beta. As coletas das amostras foram otimizadas visando minimizar a perda de 222Rn. Para calibração do espectrômetro Quantulus 1220, foi utilizado um padrão de 226Ra (SRM 4967A - NIST) com atividade de 2482 Bq g−1. Os efeitos de "quench"e possíveis interferências devido à outros radionuclídeos, no processo de extração, foram estudados. As análises de radônio foram realizadas em águas de abastecimento público e subterrânea. As coletas foram realizadas em Belo Horizonte, nas dependências do CDTN/CNEN.

Orientador: Julio Cesar Hadler Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_OsvaldoLuizdosSantos_M.pdf: 6453293 bytes, checksum: 6ae2b987d494a6587014b4c55b607120 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foi realizado estudo comparativo entre as respostas de três monitores, o NRPB, o monitor de acrílico (geometria filme fino) e o monitor de alumínio (geometria filme fino), em exposições controladas e mistas. As exposições consistiram em colocar os monitores em uma campânula com uma fonte de rádio-226 interna. Os detectores CR-39 analisados foram todos internos aos monitores. Foi concluido que os monitores em geometria de filme fino forneceram atividades da ordem de 15% inferior ao NRPB. Todos os monitores responderam da mesma forma, quando em ambiente controlado. E em relação ao tipo de material, plástico condutor ou plástico dielétrico, do NRPB, responderam da mesma maneira, em ambientes sem ventilação. O monitor confeccionado com material condutor responde da mesma forma que aquele confeccionado com material dielétrico / Abstract: This work was a comparative study between the responses of three monitors, the NRPB, an acrylic monitor (in thin film geometry) and the aluminum monitor (also thin film geometry) in controled and mixed environment. The experiments consisted on placing the monitors in a plastic tube, with a radio-226 source internal. Only internal CR-39 plastic detectors were analyzed in this work. It was found that the monitors in thin film geometry had activities response of approximately 15% less than the NRPB monitors. All monitors responded the same way when in controlled environment. Related to the type of material, conductive plastic or dielectric (insulator) plastic, the NRPB, in environments without ventilation, responded in the same way / Mestrado / Física Nuclear / Mestre em Física