Orientadores: Julio Cesar Hadler Neto, Giulio Bigazzi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T17:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iunes_PedroJose_D.pdf: 1112661 bytes, checksum: e96e387655b068b4f8804e52605da41a (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Nesta tese foi proposta uma dosimetria de neutrons que se mostrou bastante apropriada para a datação de minerais com o Método dos Traços de Fissão (MTF). Esta dosimetria, baseada em filmes finos de urânio e de tório naturais, permite que o MTF possa ser utilizado como uma calibração absoluta. Além disto, ela torna possível a obtenção da razão Th/U do mineral a ser datado. A dosimetria de neutrons proposta foi aplicada na datação de uma amostra padrão e rendeu idades compatíveis com outros métodos de datação / Abstract: A neutron dosimetry , which was found to be very suitable for mineral dating through the Fission Track Method (FTM), was proposed in this doctoral thesis. This dosimetry , that is based on natural uraniun and thorium thin films, allows the use of the FTM as an absolute calibration. Besides, it makes possible to obtain the Th/U ratio of the mineral to be dated. The proposed neutron dosimetry was applied to date a standard sample, yielding ages that are compatible with other dating methods / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Elizabete Jordão / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T11:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_RicardoAlbertoNeto_D.pdf: 7772929 bytes, checksum: f5eb1f811ed61e9ff38bdc723987287c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um modelo para o comportamento de microesferas de óxido misto de tório e urânio na fabricação de pastilhas combustíveis. Este modelo foi desenvolvido em um programa cuja meta era demonstrar a viabilidade de produzir material físsil por meio da utilização do tório em reatores a água pressurizada. Isto é importante porque leva a uma economia das reservas estratégicas de urânio e possibilita o uso nuclear das imensas reservas brasileiras de tório. O objetivo foi desenvolver um modelo para otimização das propriedades físicas das microesferas, densidade, resistência à fratura e superfície específica, de modo a produzir pastilhas combustíveis que satisfaçam a especificação do combustível quanto a microestrutura, densidade, porosidade aberta e teores de impurezas. E desta forma ajustar os parâmetros a serem utilizados no processamento sol-gel das microesferas para se obter estas propriedades e produzir pastilhas com microestruturas otimizadas, adequadas a um comportamento estável sob irradiação. O modelo indicou que, para atingir este objetivo, é necessário produzir microesferas possuindo simultaneamente densidade e superfície específica o mais reduzidas possível. Através de alterações nos parâmetros do processamento sol-gel, microesferas com as propriedades desejadas foram produzidas e o modelo foi corroborado experimentalmente, com a obtenção de pastilhas com microestruturas otimizadas, densidade, porosidade aberta e teores de impurezas, cumprindo todas as especificações deste novo tipo de combustível nuclear. Além disso foi possível obter expressões matemáticas que permitem calcular, a partir das propriedades das microesferas e da pressão de compactação utilizada,. a densidade que será obtida na pastilha sinterizada, bem como a pressão de compactação necessária para se atingir a densidade sinterizada especificada para o combustível / Abstract: In this work, a model for the behaviour of thorium-uranium-mixed oxide microespheres in the pelletizing process is presented. This model was developed in a program whose objective was to demostrate the viability of producing fissile material through the utilization of thorium in pressurized water reactors. This is important because it allows the saving of the strategic uranium reserves, and makes it possible the nuclear utilization of the large brazilian thorium reserves. The objective was to develop a model for optimizing physical properties of the microespheres, such as density, fracture strength and specific surface, so as to produce fuel pellets with microstructure, density, open porosity and impurity content, in accordance with the fuel specification. And, therefore, to adjust the sol-gel processing parameters in order to obtain these properties, and produce pellets with an optimized microstrucuture, adequate to a stable behaviour under irradiation. The model made it clear that to achieve this objective, it is necessary to produce microspheres with density and specific surface as small as possible. By changing the sol-gel processing parameters, microspheres with the desired properties were produced, and the model was experimentally verified by manufactoring fuel pellets with optimized microstructures, density, open porosity and impurity content, meeting the specifications for this new nuclear fuel for pressurized water reactors. Furthermore it was possible to obtain mathematical expressions that enables to calculate from the microspheres properties and the utilized compactation pressure, the sinter density that will be obtained in the sintered pellet and the necessary compactation pressure to reach the sintered density specified for the fuel / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

[pt] Este trabalho apresenta o estudo da dinâmica de um reator de Potência a Tório, visando a obtenção de um controle ótimo de tempo, nas variações de níveis de potência. A técnica digital foi escolhida para o estudo e sua comprovação foi feita com o auxílio dos computadores Burroughs-205 e I.B.M.-1130. São apresentados alguns métodos de simulação e as razões para a utilisação do método escolhido. Com relação ao estudo da dinâmica são apresentados dois casos: o Reator de Tório em suas características gerais e o caso específico do projeto ora em desenvolvimento no Instituto de Pesquisas Radiativas de Belo Horizonte, pelo Grupo do Tório da Comissão Nacional de Energia Nuclear. Para o estudo da otimisação, são feitas considerações sobre a dinâmica encontrada e a viabilidade prática em projetos reais do Princípio do Máximo de Pontryagin, com as implicações técnicas de suas características. / [en] This work studies the dynamic of a Thorium Power Nuclear Reactor, getting to the obtention of the time optimal control, between two levels of power. The digital technic was chosen for the study and the computation was made by the aid of the machine Bourroughs - 205 and IBM-1130. Some methods of digital simulation are presented and the reasons for the utilization of the chosen method. Two cases are presented in the study of the dynamic: the thorium Power Plant in the general case and the particular Reactor of the projet in development by the Thorium Group of the National Comission of Nuclear Energie. For the study of the time optimsation, are made some considerations about the dymic results and the pratical viability in real projects of the Maximum Principle of Pontryagin.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-09Bitstream added on 2014-06-13T20:03:43Z : No. of bitstreams: 1 000758463.pdf: 14410204 bytes, checksum: ce4d6976bae83d40336ea17112209c3d (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A presente pesquisa trata da quantificação da exalação do gás 222Rn e correspondentes teores de U, Th e 40K em rochas utilizadas para fins ornamentais e para revestimento do Estado do Ceará. Cerca de 75% do território do Ceará é ocupado por embasamento cristalino, proporcionando condições favoráveis à ocorrência de granitos e outras rochas com características ornamentais tais como mármores, quartzitos, pegmatitos, entre outras. Considerando a crescente utilização de rochas como material de revestimento em ambientes de interiores, foram selecionados e utilizados quinze tipos distintos de rochas exploradas no Estado do Ceará, incluindo treze granitos com diferentes aspectos texturais e estruturais, um conglomerado e um pegmatito, que foram submetidos a análises petrográficas, determinações de índices físicos (densidade aparente, porosidade aparente e absorção de água), determinação dos teores de U, Th e K por ICP-MS e monitoramento da quantidade do gás 222Rn emanado pelas referidas rochas. As rochas naturalmente apresentam em sua composição mineralógica determinadas concentrações de elementos radioativos, como 232Th, 235U e 238U, que por decaimento radioativo geram o 220Rn, 219Rn e 222Rn, respectivamente, sendo este último alvo da pesquisa em questão por ser o elemento que apresenta a maior meia-vida dentre os três radionuclídeos, cerca de 3,85 dias. As concentrações de U fornecidas pelas rochas variaram de 0,2 ppm a 13,6 ppm, as quais foram utilizadas para determinar os teores de 222Rn em Bq/kg gerados pelas rochas (que se situaram entre 2,47 e 167,82 Bq/kg) e posteriormente comparados com as quantidades de gás 222Rn efetivamente exaladas (entre 0,09 e 6,04 Bq/kg). Os resultados relativos aos teores de U e correspondentes exalações do gás 222Rn fornecidos pelas rochas se mostraram bastante coerentes com as respectivas características petrográficas e de porosidade de cada material. As exalações do... / This research aims to quantify the gas 222Rn exhalation and the corresponding levels of U, Th and 40K in rocks used for ornamental purposes and coating in Ceará State. About 75% of the Ceará territory has been occupied by crystalline basement, providing favorable conditions for the occurrence of granite and other rocks with ornamental features such as marble, quartzite, and pegmatite, among others. Considering the increasing use of rocks as coating material in interior environments, it had been selected and used fifteen different types of rocks exploited in Ceará State, including thirteen granites with different textural and structural aspects, a conglomerate and a pegmatite, which were submitted to petrographic analysis, determination of physical characteristics (apparent density, apparent porosity and water absorption), determination of the U level, Th and K by ICP-MS and monitoring the gas 222Rn amount emanated by these rocks. The rocks naturally present in their mineralogical composition determined concentrations of radioactive elements such as 232Th, 235U and 238U, which generate by radioactive decay the 220Rn, 219Rn and 222Rn, respectively, being the latter one the aim of this research, once this element has been showing the longer half-life among the three radionuclides, about 3.85 days. The U concentrations provided by the rocks had varied from 0.2 ppm to 13.6 ppm, which were used to determine the levels of 222Rn in Bq/kg generated by the rocks (which are between 2.47 and 167.82 Bq/kg) and then compared with the quantities of gas 222Rn effectively exhaled (between 0.09 and 6.04 Bq/kg). The results related to the U levels and the correspondent exhalation of the 222Rn gas, which had been provided by the rocks, had shown quite consistent with their petrographic characteristics and porosity of each material. The radon gas exhalations obtained in Bq/m3, for all the rocks studied in this work, were converted to pCi/L, showing values... / CNPq: 141165/2009-0 / CAPES: PROCAD-NF 08/2008

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-11-08Bitstream added on 2014-06-13T19:02:55Z : No. of bitstreams: 1 duarte_cr_dr_rcla.pdf: 8348425 bytes, checksum: 2de5f5ce715dc0484f953288876f320c (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os radioelementos naturais U, Th e K foram caracterizados na área do Projeto Rio Preto (GO), executado pela extinta Nuclebrás, após a realização de etapa de campo para reconhecimento da área e amostragem de corpos litológicos das formações aflorantes na área. Sua determinação foi efetuada por espectrometria gama que possibilitou a mensuração dos nuclídeos 40K, 214Bi e 208Tl. Para o universo total de amostras (n = 288) também foram efetuadas análises químicas dos óxidos SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO e P2O5 com o intuito de se proceder a caracterização química das rochas da região. Os valores de concentração de óxidos e de nuclídeos permitiram a confecção de mapas de sua distribuição pela área de estudo. Para amostras selecionadas foram realizadas leituras de espectrometria alfa para a determinação dos isótopos de U presentes. As razões 234U/238U e eU/U, relativas às leituras por espectrometria alfa e gama, respectivamente, foram determinadas para avaliar a situação de equilíbrio radioativo na cadeia natural de decaimento do urânio. Foi utilizada também a autorradiografia para identificar a presença de minerais radioativos em lâminas de xistos e gnaisses da Formação Ticunzal. / The natural radioelements U, Th and K were characterized in the area of the Rio Preto project held by Nuclebrás, after recognizing the area and sampling the rocks occurring there. The determination was performed by gamma spectrometry that allowed to quantify the nuclides 40K, 214Bi and 208Tl. All rock samples (n = 288) were chemically analyzed in terms of the oxides SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, MnO, K2O, Na2O, CaO and P2O5. The values of concentration of oxides and nuclides were used to generate distribution maps in the studied area. Alpha spectrometry was utilized for selected samples in order to determine the U-isotopes. The 234U/238U and eU/U ratios relative to the alpha and gamma spectrometry readings, respectively, were determined to evaluate the radioactive equilibrium condition in the natural uranium series decay. Autorradiography was also used to identify the presence of radioactive minerals in shales and gneisses from Ticunzal Formation.

[pt] Neste trabalhou desenvolveu-se métodos analíticos baseados na fosforimetria em temperatura ambiente em substrato sólido (FTASS) para determinação seletiva de fluorquinolonas. Mais especificamente, avaliou-se a viabilidade do uso do nitrato de tório como sal de átomo pesado indutor de fosforescência visando a determinação seqüencial de norfloxacino (NOR) e levofloxacino (LEV), determinação seletiva de NOR em presença de ciprofloxacino (CIP), assim como a determinação seletiva de CIP em presença de gatifloxacino (GAT) ou moxifloxacino (MOX). Realizou-se uma cuidadosa comparação entre o sinal fosforescente obtido com o uso do nitrato de tório e os obtidos pelos sais indutores tradicionalmente utilizados na FTASS. Estudou-se univariadamente o efeito da quantidade de sal indutor de átomo pesado depositado no substrato sólido, a quantidade de um surfactante modificador de superfície e a concentração hidrogeniônica da solução carreadora de analito na magnitude do sinal fosforescente. Também foram avaliadas possíveis interações entre esses fatores experimentais por meio de um planejamento fatorial 23. Com a estratégia de análise bem definida, desenvolveram-se metodologias para a determinação de NOR, LEV e CIP em formulações farmacêuticas comerciais e simuladas e em urina enriquecida sem que se fosse aplicado procedimentos de separação do analito de interesse das outras substâncias concomitantes. Para tal, a estratégia de varredura sincronizada foi fundamental. Os parâmetros analíticos de mérito obtidos com o uso do nitrato de tório foram comparados com os obtidos com o do acetato de cádmio (átomo pesado indutor de fosforescência de fluorquinolonas já descrito na literatura). Em todos os casos estudados, a resposta analítica apresentou comportamento linear em função da massa depositada de NOR, LEV e CIP no substrato (R2>0,99), com boa repetitividade e sensibilidade (avaliada pelos limites de detecção e quantificação absolutos na ordem de ng). Tanto nas formulações farmacêuticas quanto em urina enriquecida, os resultados obtidos com o método desenvolvido com o uso do sal de tório na determinação seqüencial de NOR/LEV e na determinação seletiva de NOR/CIP foram mais vantajosos que os obtidos com o uso do sal de cádmio. Em ambos os casos, o método desenvolvido com o uso do Th(NO3) 4 mostrou-se válido desde que a proporção molar das misturas NOR/LEV e NOR/CIP não ultrapassem a condição de 1 (analito) para 5 (interferente). Para o método desenvolvido na determinação seletiva de CIP em misturas contendo GAT, o Th(NO3)4 também mostrou-se mais adequado que o acetato de cádmio, Cd(OAc)2, sendo obtidos resultados satisfatórios, desde que a proporção molar CIP/GAT não ultrapassasse 1 para 2. No entanto, interferências do tipo nãoespectral foram observadas na presença de quantidades maiores de GAT (até 10 vezes mais), as quais podem ser facilmente corrigidas utilizando o método de adição do analito. Já nas misturas contendo CIP/MOX, o método desenvolvido para a determinação seletiva de CIP com o uso do sal de tório foi muito favorável em proporções equimolares e em quantidades contendo duas vezes mais MOX. Em misturas contendo maiores quantidades de MOX, observou- se interferências do tipo espectral que não puderam ser contornadas por sincronização, devido seus (Lambda)sinc.muito próximos. Porém, utilizando Cd(OAc) 2 nas misturas contendo CIP/MOX em razões molares maiores que 1:2 se observou interferências apenas do tipo não-espectral, que podem ser corrigidas por procedimento adequado de calibração. Esse caso foi o único cujo sal de cádmio mostrou-se superior ao método desenvolvido com o uso do sal de tório. / [en] In this work, analytical methods based on solid surface room-temperature phosphorimetry were developed aiming the selective determination of fluorquinolones. More spectilly, thorium nitrate was evaluated as phosphorescence inducer aiming the sequential determination of norfloxacin (NOR) and levofloxacin (LEV), selective determination of NOR in presence of ciprofloxacin (CIP), as well as the selective determination of CIP in the presence gatifloxacin (GAT) or moxifloxacin (MOX). In order to that, the phosphorescence induced by thorium nitrate was compared with the ones achieved using other traditionally employed heavy atom enhancers in solid surface room-temperature phosphorimetry (SSRTP). Univariated studies were made in order to evaluate the effect of the amounts of heavy atom salt and surface modifier present in the substrate as well as the influence of the pH of the analyte carrier solution. The interaction among these factors were also studied through experimental factorial desings (23). After the definition of the analytical strategy to be employed, analytical methods were developed for the determination of NOR, LEV and CIP in simulated mistures and analyte spiked urine without employing any procedure to physically separate the analyte from the others components of the sample. In order to do that, the use of syncronized scanning was fundamental. The analytical figures of merit achieved using thorium nitrate and cadmium acetate (heave atom inducer already reported in the literature for fluorquinolones) were campared. In both cases, linear analytical responses in function of the amount of analyted present in the substrate were achieved (R2>0,99). Good repetitivity of results and sensibility (evaluated through the estimation of the limits of detection and quantification) were in the ng order. When testing pharmaceutical formulations and spiked urine, the use of Th(NO3)4 showed clear advantage over Cd(OAc)2, allowing the sequential determination of NOR/LEV and the selective determination of NOR in the presence of CIP. The selective determination of NOR using Th(NO3)4 could be made for mixtures containing up to five times more LEV or CIP in molar proportion. For the developed method aiming the determination of CIP in mistures containing GAT, Th(NO3)4 was found to be more adequate heavy atom enhancer than Cd(OAc)2. The method was free from interferences for samples containing two times more GAT than CIP (in molar proportion). However, interferences observed for mixtures containing higher amounts of GAT could be easily corrected by the using of the standard addition method for quantification. In mixtures containing CIP and MOX, the developed method using Th(NO3)4 was suitable for mixtures containing equimolar proportions of these two fluorquinolones. Spectral interferences were observed for higher amounts of MOX. Such interference could not be resolved due to close (lambda) values characteristic for the two FQs. However, for the method using Cd(OAc)2 in mixtures containing CIP/MOX in molar proportion more them 1:2 only non spectral interferences were observed, but this interferences can be corrected by the use of proper calibration strategy. This was the only situation where Cd(OAc)2 demonstrate better results than Th(NO3)4.

Tenint en compte, les característiques i la presència d’urani i tori al medi ambient, així com la evolució de les directives que estipulen els nivells màxims de materials radioactius al medi ambient, en aquesta tesis es presenten dues revisions exhaustives i quatre mètodes analítics per a la determinació total e isotòpica de tori i urani, com alternatives a les separacions radioquímiques clàssiques, que es caracteritzen per ser laborioses i de llarga duració. Aquestes metodologies varen ser automatitzades mitjançant l’ús de tècniques d’anàlisis en flux multiconmutades, les quals proporcionen un important estalvi de reactius, amb la conseqüent reducció de cost per anàlisis i de generació de residus permetent una major freqüència d’anàlisis, i una mínima manipulació de les mostres. La espectrofotometria de llarg pas òptic i la espectrometria de masses de plasma acoblat inductivament (ICP-MS) varen ser les tècniques de detecció emprades en els mètodes desenvolupats com alternatives a detectors radiomètrics. / Taking into account the occurrence, the characteristics of uranium and thorium in the environment as well as the evolution of the directives which stipulate the limit values of radioactive materials in water samples, in this thesis two comprehensive reviews and four automated analytical systems for total and isotopic thorium and uranium determination are presented as alternatives to classical radiochemical separations which are laborious and time consuming. These methodologies have been automated exploiting multicommutated flow techniques, which provide minimal sample handling, low reagent consumption and waste generation and a high frequency of analysis. Long path length spectrophotometry and ICP-MS have been implemented in the developed methods as detection techniques instead of radiometric detectors in order to obtain fully automated, low cost and fast thorium and uranium analyzers. All the developed methods proposed in this thesis have been satisfactorily applied to environmental samples and have been validated with reference materials