Com o objetivo de investigar os processos de fusão nuclear e espalhamento elástico entre íons pesados, fizemos medidas para a seção de choque de fusão dos sistemas ANTPOT.16,18 O + ANTPOT.58,60,64 Ni, no intervalo de energias de bombardeio abrangido por 38.0 E IND. LAB 72.0 MeV, e medidas para a seção de choque de espalhamento elástico dos sistemas 18O+ 58,60,64Ni, no intervalo compreendido entre 35.1 E IND.LAB 55.1 MeV. As distribuições angulares do processo de fusão foram obtidas em ângulos entre 2 IND.LAB 18 graus, enquanto que para o de espalhamento elástico a variação ocorreu para 17.5 IND.CM M 170.0 graus. Nossos resultados, para as medidas das funções de excitação dos resíduos de evaporação indicam que, na região de energias logo abaixo da barreira coulombiana, o sistema ANTPOT.18 O + ANTPOT.58 Ni apresenta um favorecimento da seção de choque de fusão bastante significativo, quando comparado A sistemática dos isótopos pares do níquel, obtida de nossos dados e da literatura. O desvio padrão do raio de interação, extraído dos sistemas ANTPOT.16,18 O + ANTPOT.58,60,64 Ni para a fusão, na faixa de energias abaixo da barreira, é comparado aqueles associados a modos de vibrações superficiais de núcleos em estados de baixas energias de excitação e de emparelhamento. Efeitos não locais também foram investigados para as referidas medidas. Neste trabalho encontra-se a análise, via modelo óptico, dos resultados experimentais do processo de espalhamento elástico para vinte e sete distribuições angulares. Por último é apresentada uma conexão entre o aumento da fusão e a anomalia de limiar na região em tomo da barreira coulombiana. / With the objective of investigating the heavy-ion fusion and elastic scattering processes, we performed measurements of fusion cross sections for the 16,18O + 58,60.64Ni systems in the bombarding energy range 38.0 ELAB 72.0 MeV and of elastic scattering cross sections for the 18O+ 58,60,64Ni systems in the interval 35.1 I EL- I 55.1 MeV. The fusion process angular distributions were obtained for angles between 2 .0 LAB 18.0 degrees, whereas for the elastic scattering the angles varied in the interval 17.5 CM M 170.0 degrees. Our results for the evaporation residues excitation functions indicate that, for energies right below the coulomb barrier, the 18 O+ 58Ni system presents a significant enhancement of the fusion cross section when compared to systematics for even nickel isotopes, obtained from our data and data in the literature. The interaction radius standard deviation extracted from the fusion data for the 16,18O + 58,60,64Ni systems at energies below the barrier, is compared to those associated to surface vibration modes of nuclei at low excitation and pairing energies. Non local effects were also investigated for these measurements. In this work, we also performed for the elastic scattering data, an optical model analysis for twenty seven angular distributions. Finally, a connection between the fusion enhancement and the threshold anomaly at energies close to the barrier is also presented.

Foi investigada a produção de isótopos ricos em nêutrons a partir do decaimento de projéteis de \'ANTPOT.28 Si\' com momento de \'P IND.lab\'= 14.6 GeV/c por nucleon seguindo a excitação eletromagnética por alvos de Al, Cu, Sn e Pb. A busca foi feita selecionando fragmentos ricos em nêutrons (\'ANTPOT.6 He\', \'ANTPOT.8 He\',\'ANTPOT.8 Li\', \'ANTPOT.9 Li\', \'ANTPOT.10 Be\', \'ANTPOT.11 Be\' e \'ANTPOT.13 B\') detectados no espectrômetro do Experimento 814 do AGS de Brookhaven. Foi estabelecido um limite superior de 54 ub (a um Nível de Confiança de 95%) para a seção de choque de dissociação eletromagnética para um único canal, baseado num conjunto com ~3x \'10 POT.7\' partículas de feixe. Foram medidas seções de choque de produção de isótopos ricos em nêutrons por fragmentação nuclear e obtidas as distribuições de energia transversal e energia a zero graus associadas à produção destes fragmentos. As distribuições de momento transversal para o \'ANTPOT.6 He\' e para o \'ANTPOT.9 Li\' foram medidas experimentalmente e os resultados comparados ao modelo estatístico de Goldhaber para a fragmentação. A comparação fornece um valor médio de 229±9 MeV/c para o momento de Fermi do projétil. / The production of neutron-rich isotopes from the decay of 28Si projectile at Plab = 14.6 GeV/c per nucleon following the electromagnetic excitation by Al, Cu, Sn and Pb targets was investigated. The search was made triggering on neutron-rich ions (6He, 8He, 8Li, 9Li, 10Be, 11Be and 13B) detected in the BNL-AGS-E814 spectrometer. An upper limit of 54 ub (at the Confidence Level of 95%) for the electromagnetic dissociation cross-section for an individual channel is set, based on a data sample of ~ 3 x 107 beam particles. Inclusive cross section for the nuclear fragmentation production of those isotopes were measured and forward and transverse energy distribuitions were determined. From a comparison of the experimental momentum distributions for 6He and 9Li with the Goldhaber statistical fragmentation model an average value of 229±9 MeV/c for the Fermi momentum of the 28Si projectile was obtained.

Neste trabalho, foram estudadas as reações envolvendo núcleos pesados e prótons no regime de energias intermediárias e altas através de simulações computacionais com o modelo Monte Carlo CRISP (Colaboração Rio - Ilhéus - São Paulo). Os principais processos nucleares investigados foram a cascata intranuclear e a competição evaporação-fissão. Em estudos preliminares, determinou-se que o CRISP reproduz satisfatoriamente a multiplicidade de nêutrons de evaporação (E < 20 MeV) da reação p (1200 MeV) + Pb-208 e a produção de resíduos de spallation para p (1000 MeV) + Pb-208. Já o estudo da relação entre multiplicidade de nêutrons e fissão para a reação de prótons com energia até 85 MeV com Th-232 indicou que o CRISP superestimou as emissões, enquanto subestimou a seção de choque de fissão dessa reação - reflexo das limitações do modelo de cascata nuclear para baixas energias (da ordem de 50 MeV). A reação p (1200 MeV) + Pb-208 foi escolhida para o estudo de uma fonte de nêutrons de spallation. A cascata intranuclear foi responsável pela emissão dos nêutrons energéticos da reação (E > 20 MeV), enquanto que a evaporação foi responsável pelo maior número de nêutrons emitidos. A seção de choque de fissão encontrada foi de 209 mb, enquanto que a de spallation foi de 1788 mb - ambas comparáveis aos valores experimentais. A distribuição de massa dos fragmentos indicou fissão simétrica. Finalmente, foi utilizado outro código Monte Carlo, o MCNP, para o transporte de radiação, a fim de compreender o papel da fonte de nêutrons de spallation em um reator nuclear ADS (Accelerator Driven System). Simulou-se um reator PWR, inicialmente, para estudar a produção de nuclídeos no processo de queima do combustível nuclear. Em seguida, simulou-se uma primeira tentativa de adaptação de uma fonte de spallation a um reator térmico de dimensões industriais. Constatou-se que não houve redução da concentração de elementos transurânicos com o modelo de reator adotado e alterações foram propostas. / In the present work, intermediate- and high-energy nuclear reactions involving heavy nuclei and protons were studied with the Monte Carlo CRISP (Rio - Ilhéus - São Paulo Collaboration) model. The most relevant nuclear processes studied were intranuclear cascade and fission-evaporation competition. Preliminary studies showed fair agreement between CRISP model calculation and experimental data of multiplicity of evaporated neutrons (E < 20 MeV) from the p (1200 MeV) + Pb-208 reaction and of spallation residues from the p (1000 MeV) + Pb-208 reaction. The investigation of neutron multiplicity from proton-induced fission of Th-232 up to 85 MeV showed that it was being overestimated by CRISP model; on the other hand, fission cross section were being underestimated. This behavior is due to limitations of the intranuclear cascade model for low-energies (around 50 MeV). The p (1200 MeV) + Pb-208 reaction was selected for the study of a spallation neutron source. High-energy neutrons (E > 20 MeV) were emitted mostly in the intranuclear cascade stage, while evaporation presented larger neutron multiplicity. Fission cross section of 209 mb and spallation cross section of 1788 mb were calculated - both in agreement with experimental data. The fission process resulted in a symmetric mass distribution. Another Monte Carlo code, MCNP, was used for radiation transport in order to understand the role of a spallation neutron source in a ADS (Accelerator Driven System) nuclear reactor. Initially, a PWR reactor was simulated to study the isotopic compositions in spent nuclear fuel. As a first attempt, a spallation neutron source was adapted to an industrial size nuclear reactor. The results showed no evidence of incineration of transuranic elements and modifications were suggested.

Processos de transferência de H+ de fotoácidos como piranina (POH) em vidros de SiO2, foram atribuídos à presença de água residual no gel. Nestes experimentos, o efeito devido à espécie básica do tampão (HPO4=), todavia não foi investigada. O entendimento de como as reações prototrópicas são mediadas no meio sólido e como a atividade do par ácido - base de Brönsted participa na transferência é o objetivo deste presente estudo. Questões como: o H+ difunde livremente através do gel? A espécie do tampão interage diretamente com o doador de H+, ou água é necessário para intermediar a transferência? Existe um teor limiar de água? Aqui são discutidas. A transferência de H+ da POH foi estudada em monólitos derivados da hidrólise ácida do TEOS contendo diferentes concentrações de tampão fosfato (condições iniciais Si: H2O 1: 16,5). A extensão da transferência de H+ é determinada pelo monitoramento da intensidade de fluorescência devido à base excitada (% PO-*) uma vez que a emissão surge da reação de transferência de H+. Nestes experimentos, géis foram preparados na ausência e presença de tampão fosfato. Até ~ 12 dias, um aumento na transferência de H+ é observada para todas as condições. É também verificado que o aumento na concentração de tampão é paralelo à extensão da reação. Em tempos muito curtos, a atividade da transferência de H+ relativamente baixa é devido à presença de ETOH (hidrólise do TEOS), o qual assim que o sistema envelhece é lixiviado junto com a água do gel. Depois deste envelhecimento inicial, aqueles géis contendo altas concentrações de tampão (50 e 250 mM) mostram uma atividade constante e os demais géis mostram uma queda na transferência de H+. No final do estágio, ~ 50 dias, os géis perderam aproximadamente 80% de sua massa, mas no gel final ainda existe quantia de água residual Si: H2O 1: 7. Com o intuito de explorar a atividade do tampão, misturas secas de KH2PO4 e K2HPO4 na proporção de pHaparente = 6,0 foram trituradas e secas e a fotoacidez do 2 - naftol (NOH) foi investigada. Claramente a baixo teor de água nenhuma reação é observada e somente a emissão devido a NOH* aparece (yem. = 345 nm), adição passo a passo de H2O é seguida pelo aumento na emissão a 413 nm, devido à forma básica (NO-*). Nesta condição, a concentração de água limiar é Xw = 0,44. Por outro lado, para o POH o limite de água para a transferência de H+ é Xw = 0,13. POH e NOH têm pKa no estado excitado (pKa*) de 0,5 e 3,0, respectivamente. Neste estudo, a atividade dos fotoácidos em meio sólido mostra ser dependente do pKa*, da concentração da espécie básica e do teor de água limiar. / H+ transfer processes in SiO2 glasses, from photoacids as piranine (POH), were assigned to the presence of residual water in the gel. In these experiments the effects due to the buffer basic species (HPO4=) were however not investigated. The understanding on how prototropic reactions are mediated in solid media and how the activity of Brönsted acid and base pairs participates in the transfer is the subject of the present study. Questions as: Does the H+ diffuse freely through the gel? Do the buffer species interacts directly with the H+ donors, or water is needed to intermediate the transfer? Is there a threshold in the water content? are here discussed. H+ transfer from POH was studied in monoliths derived from the acid hydrolysis of TEOS having varying concentrations of phosphate buffer (initial conditions Si : H2O 1:16.5). The extent of H+ transfer is determined by monitoring the fluorescence intensity due to the excited base (%PO-*) once this emission arises from the H+ transfer reaction. In these experiments gels were prepared in the absence and presence of phosphate buffer. Up to ~ 12 days an increase in H+ transfer is observed for all conditions. It is also found the increase in buffer concentration parallels the extent of reaction. At very short time the relatively low H+ transfer activity is due to the presence of ETOH (hydrolysis of TEOS), which as the systems age are lixiviated together with water from the gel. After this initial aging, those gels having high buffer concentrations (50 and 250 mM) show a leveled activity, the other gels show a decrease in H+ transfer. At the final stages ~ 50 days the gels lost around 80% of its mass, but in the final gel residual water still amounts to Si:H2O 1:7. In order to further exploit the buffer activity, \"dry\" mixtures of KH2PO4 and K2HPO4 in proportions to pHapp = 6.0 were grinded and dried and the photoacidity of 2-naphtol (NOH) were investigated. Clearly at low water contents no reaction is observed and only the emission due to the NOH* appears (yem = 345 nm), addition step by step of H2O is followed by an increase in the emission at 413 nm, due to the basic form (NO-*). In this situation the threshold water concentration is around Xw = 0.44. By other hand for POH the threshold water for H+ transfer is Xw = 0.13. POH and NOH have excited state pKa\'s (pKa*) of 0.5 and 3.0, respectively. In this study the activity of photoacids in solid media is shown to be dependent on pKa*, on the concentration of basic species and of a threshold water content.

Tese de doutoramento. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

O presente estudo teve como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar a atividade catalítica em reação de transesterificação do material formado após a decomposição térmica dos coprecipitados de cálcio e alumínio com 8-hidroxiquinolina. A síntese do material foi realizada por intermédio da metodologia de coprecipitação, utilizando como agente precipitante a 8-hidroxiquinolina. Para avaliar a presença dos metais cálcio e alumínio sobre as caracteristicas do material, utilizou-se variadas porcentagens destes metais na síntese dos complexos, utilizando-se das mesmas condições reacionais, com pH final igual a 10 e temperatura de 25 ºC. Após a síntese os complexos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho, e análise térmica em atmosfera de ar sintético nas razões de aquecimento de 5 ºC, 10 ºC e 20 ºC min-1. Por meio das curvas TG, DTG e DTA verificou-se que a presença do metal alumínio promoveu o processo de sublimação parcial do material. Os materiais obtidos após análise térmica foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, não sendo observado mudanças significativas na morfologia entre as diferentes razões de aquecimento. Para avaliação catalítica na reação de transesterificação utilizou-se uma razão molar acetato de etila:metanol de 1:6, temperatura de 50 ºC, tempo de reação de 1 hora e 1% de catalisador, sendo os catalisadores obtidos à uma temperatura de calcinação de 700 ºC com uma razão de aquecimento de 10 ºC min-1. A maior conversão (0,98%) foi obtida a partir do material sintetizado com 100% de metal cálcio em sua formulação, entretanto as conversões observadas são baixas devido parcialmente as condições brandas utilizadas. / The present study aimed to synthesize and evaluate the activity catalytic in the reaction transesterification of the material formed after decomposition thermal of coprecipitated of calcium and aluminum with 8-hydroxyquinoline. The synthesis of the material was performed by method coprecipitation using as agent precipitating 8-hydroxyquinoline. To evaluate the presence of metal calcium and aluminum on the characteristics of the material, we used different percentages of these metals in the synthesis of complexes using the same conditions reaction, with a pH final of 10 to temperature of 25 ºC. After synthesis the complexes were characterized by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, and thermal analysis in synthetic air atmosphere at heating rates of 5 °C, 10 °C and 20 ºC min-1. Through the curves TG, DTA and DTG was found that the presence of metal aluminum promoted process partial of sublimation the material. The materials obtained after analysis thermal were characterized by scanning electron microscopy, not observed changes significant in morphology between the different reasons heating. For review catalytic on reaction transesterification used a ratio molar of acetate ethyl:methanol 1:6, temperature 50 °C, time reaction 1 hour to 1% catalyst, the catalyst being obtained at temperature a calcination of 700 °C with a rate heating 10 ºC min-1. The highest conversion (0.98%) was obtained from the material synthesized with 100% metal calcium in its formulation, but the conversions are low seen partially due to the conditions mild used.

Resumo: A geração de hidrogênio na indústria de processos tem adquirido cada vez maior destaque no cenário nacional e internacional devido à grande tendência de aumento de seu consumo, para sua utilização em processos nobres, por exemplo, no hidrotratamento de combustíveis, buscando produtos de maior qualidade. Dentro deste contexto, ganha importância o processo de geração de hidrogênio, onde o domínio de sua tecnologia torna-se fundamental para a sua otimização. O reator de shift na unidade de geração de hidrogênio, etapa intermediária e responsável por converter o monóxido de carbono do gás de síntese a dióxido de carbono e hidrogênio, constitui um sistema reacional cuja predição de seu comportamento cinético, utilizando-se um modelo adequado pode ser bastante útil. Foi realizado extenso levantamento de modelo cinético fenomenológico com as devidas correções requeridas em termos de fenômenos de difusão nos poros de um catalisador em formato de pellet, desativação catalítica, pressão e ordem aparente da reação, para a modelagem de um reator de shift industrial de leito fixo de alta temperatura, utilizando catalisadores comerciais do tipo Fe-Cr promovidos por Cu. Previamente à etapa de modelagem, a consistência e qualidade dos dados industriais disponíveis foram avaliadas, onde um modelo estatístico entre as principais variáveis de entrada e a conversão de CO, foi desenvolvido, encontrando-se uma correlação de 0,75. Foi realizado um estudo da termodinâmica de equilíbrio deste conjunto de dados. As equações diferenciais de balanço molar e energético deste sistema foram propostas, e solucionadas por uma ferramenta computacional adequada. O modelo é ajustado e validado utilizando-se dados de operação de um reator industrial, obtendo-se um coeficiente de correlação de 0,77. Finalmente, demonstra-se a utilidade do modelo apresentando-se um estudo de caso de pesquisa de temperatura de alimentação ótima do reator, validada pela realização de um teste em reator industrial. Em um segundo estudo de caso, diferentes simulações são realizadas para se explicar determinados aspectos relevantes do comportamento histórico operacional de um reator de shift industrial. Uma malha de controle é proposta para a otimização da conversão do reator.

Orientador: Maria Carolina Nemes / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:59:12Z : No. of bitstreams: 1 170793.pdf: 1800537 bytes, checksum: 7d9fc2f29ffb59b917b8ed44179baa0c (MD5) / Estudo cinético e propriedades físico-químicas de micelas mistas formadas por um surfactante funcional aniônico, n-decilfosfato de sódio, e uma série homóloga de surfactantes zwitteriônicos, sulfobetaínas. Analisa, também, o efeito catalítico do grupo fosfato inorgânico, em água, sem surfactante. Determinou-se, ainda, medidas de CMC, DGmic e pH aparente na superfície micelar em função da fração molar de n-decilfosfato de sódio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T04:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296350.pdf: 3313752 bytes, checksum: 394b3f3cc289bf8e09022247aa906d92 (MD5) / Neste trabalho apresenta-se a síntese e a caracterização de sulfetos de níquel nanométricos por uma rota sem solvente (do inglês solventless), em contato com o ar e pressão atmosféricos, em temperatura relativamente baixa (190°C) e tempos curtos (100 min). A fonte de níquel foi sempre o acetato de níquel (NiOAc) na forma micrométrica e sólida enquanto que as duas fontes de enxofre testadas estavam sempre no estado líquido. Foram estudadas três rotas de síntese para a produção das nanopartículas. Na rota A, utilizou-se da tioureia (TU) como fonte de enxofre; aqui o principal produto foi o mono-sulfeto de níquel hexagonal h-NiS, com cristalitos variando de 29 a 36 nm que apresentam uma pequena variação estequiométrica, mas que no diagrama de fase Ni-S só surge acima de 282°C como fase de alta temperatura. Aumentando a relação molar TU:NiOAc, surgem fases de sulfetos de níquel mais ricas em enxofre e em proporções crescentes, identificadas como as fases cúbicas Ni3S4 e NiS2. A segunda rota Ad, difere da rota A apenas pela adição de dispersantes no vaso reacional. Quatro deles foram líquidos orgânicos do tipo dióis, como o etilenoglicol (EG), o trietilenoglicol (TEG), o PEG 400 e o PEG 4000, todos líquidos na temperatura de síntese; com eles formou-se exclusivamente a fase hexagonal h-NiS, com tamanho de cristalitos variando de ~2 nm a 52 nm, exceto para o PEG 4000 quando surge minoritariamente a ela, a fase cúbica NiS2. Quando o dispersante é o sólido NaCl forma-se exclusivamente o NiS2 cúbico com dimensão de 8 nm. Os resultados obtidos evidenciam que os dispersantes podem atuar tanto quimicamente como agentes modificadores de forma, quanto dificultando em diferentes graus a difusão das espécies sulfetantes, com alterações cinéticas que modificam profundamente os resultados. Evidencia-se que o dispersante EG tem uma forte quimissorção com a fase h-NiS e por isso impede o seu crescimento além de ~2 nm. A extração solvotérmica do EG permitiu a aglomeração destes cristalitos, que surpreendentemente se fundem com a formação de novos cristalitos bem maiores com diâmetros de 33 nm. Na terceira rota B, substitui-se a TU por enxofre elementar que na temperatura de síntese se apresenta como um líquido polimérico (SN) e viscoso; o resultado desta rota B foi exclusivamente a fase cúbica NiS2 , com uma pequena variação estequiométrica não prevista no diagrama Ni-S, e com tamanho de cristalito de ~11 nm pouco sensível à variação da relação molar SN:NiOAc. Foram realizadas caracterizações por DRX, MEV e MEVEC.