CHARACTERIZATION AND THERMAL-HYDRAULIC MODELING OF ENGINEERED BARRIERS FOR A CANADIAN DEEP GEOLOGICAL REPOSITORY FOR USED NUCLEAR FUEL

Within Canada there are more than 2.5 million bundles of spent nuclear fuel with another approximately 2 million bundles to be generated in the future. Canada, and every country around the world that has taken a decision on management of spent nuclear fuel, has decided on long-term containment and isolation of the fuel within a deep geological repository. At depth, a deep geological repository consists of a network of placement rooms where the bundles will be located within a multi-layered system that incorporates engineered and natural barriers. The barriers will be placed in a complex thermal-hydraulic-mechanical-chemical-biological (THMCB) environment. A large database of material properties for all components in the repository are required to construct representative models. Within the repository, the sealing materials will experience elevated temperatures due to the thermal gradient produced by radioactive decay heat from the waste inside the container. Furthermore, high porewater pressure due to the depth of repository along with possibility of elevated salinity of groundwater would cause the bentonite-based materials to be under transient hydraulic conditions. Therefore it is crucial to characterize the sealing materials over a wide range of thermal-hydraulic conditions. A comprehensive experimental program has been conducted to measure properties (mainly focused on thermal properties) of all sealing materials involved in Mark II concept at plausible thermal-hydraulic conditions. The thermal response of Canada’s concept for a deep geological repository has been modelled using experimentally measured thermal properties. Plausible scenarios are defined and the effects of these scenarios are examined on the container surface temperature as well as the surrounding geosphere to assess whether they meet design criteria for the cases studied. The thermal response shows that if all the materials even being at dried condition, repository still performs acceptably as long as sealing materials remain in contact.

Japan´s energy future: Between a return to nuclear energy and a turn to renewables

After the triple disaster of 11 March 2011, Japan is at an energy crossroad. In the short and medium run it depends on fossil fuel imports to ensure its energy security, but the long term will be determined by the decisions taken at present. For Japan energy security is a national security challenge, as stated in its National Security Strategy. The article reviews the Japanese nuclear path, studies the factors shaping the Japanese electricity market and analyzes the current energy situation. Moreover, it also assesses the principles that have marked Japan’s energy policy and the two last Strategic Energy Plans -one prior to Fukushima and the other after it- before tackling the debate on the optimal future energy mix that Japan should adopt to meet its energy security trilemma, marked by its environmental commitment.

Experimental evaluation of the response of micro-channel plate detector to ions with 10s of MeV energies

The absolute calibration of a microchannel plate (MCP) assembly using a Thomson spectrometer for laser-driven ion beams is described. In order to obtain the response of the whole detection system to the particles’ impact, a slotted solid state nuclear track detector (CR-39) was installed in front of the MCP to record the ions simultaneously on both detectors. The response of the MCP (counts/particles) was measured for 5–58 MeV carbon ions and for protons in the energy range2–17.3 MeV. The response of the MCP detector is non-trivial when the stopping range of particles becomes larger than the thickness of the detector. Protons with energiesE>~ 10 MeV are energetic enough that they can pass through the MCP detector. Quantitative analysis of the pits formed in CR-39 and the signal generated in the MCP allowed to determine the MCP response to particles in this energy range. Moreover, a theoretical model allows to predict the response of MCP at even higher proton energies. This suggests that in this regime the MCP response is a slowly decreasing function of energy, consistently with the decrease of the deposited energy. These calibration data will enable particle spectra to be obtained in absolute terms over a broad energy range.

De qué tipo de discursos hablamos cuando hablábamos de Educación Física de principios del siglo XX

Se aborda un tema vigente y fundamental, en la historia de principios de siglo XX, tanto de la medicina como de la Educación Física de nuestro país, como es el saber higiénico "en la Revista de la Educación Física del Dr. Enrique Romero Brest. En estos tiempos, el foco de atención de la elite gobernante, fue la problemática de las enfermedades infecto-contagiosas como: la tuberculosis, la lepra y enfermedades varias de origen sexual (como sífilis y gonorrea). La Argentina, que inaugura el siglo XX, con actitudes y discursos exaltando su ?modernidad? no podía mostrar ni tener falencias de salud. Es así, que comienzan prácticas médicas oficiales, positivistas como la fisiología, la psicología experimental, la criminología y la antropología física, al igual que la convivencia con las no oficiales, como terapias magnéticas, hipnosis o simples curanderos. Este elemento nuevo, se suma al surgimiento paulatino de la prensa como actor social, en lo general y de la prensa gráfica en lo particular. La Educación Física, en manos de algunos actores sociales utilizó este elemento, a su favor, haciendo circular algunas ideas y ciertos discursos

Estudo Experimental do Tempo de Residência de Particulas em Secador "SPRAY

No presente trabalho é apresentado um estudo do tempo de resistência de partículas em um 'spray dryer' com contato ar/'spray' predominantemente co-corrente e sistema rotativo de atomização de amostra. Propõe-se aplicação de uma técnica nuclear, utilizando como traçador o radioisótopo La140.

Evaluación de tenacidad a la fractura e integridad estructural de tubos de generadores de vapor nucleares.

Dado el impacto negativo asociado a la ocurrencia de fallas en tubos de generadores de vapor (TGVs) en centrales nucleares, el estudio de la integridad estructural de éstos ha comenzado a recibir mayor atención recientemente. Diversas metodologías basadas en análisis de carga límite han sido propuestas para asegurar la integridad estructural de los tubos, según los requerimientos establecidos por las autoridades regulatorias. Éstas han conducido, sin embargo, a la definición de criterios de reparación o taponado de TGVs excesivamente conservativos. Por lo tanto, con el objetivo de reducir la cantidad de tubos innecesariamente removidos de servicio, nuevos criterios de evaluación de integridad han sido propuestos recientemente en la literatura. En este contexto, la mecánica de fractura elastoplástica se presenta como una alternativa para la evaluación de la integridad de TGVs, requiriéndose dos elementos para su aplicación: la estimación de la fuerza impulsora en términos del parámetro elastoplástico (por ejemplo, la integral J) y la medición experimental de la tenacidad a la fractura del material de los tubos (por ejemplo, a través de la curva de resistencia J-R). Este trabajo presenta el desarrollo de técnicas experimentales no normalizadas para la determinación de curvas J-R para TGVs con fisuras pasantes circunferenciales y longitudinales. Debido a las dimensiones reducidas de los TGVs, diferentes probetas no normalizadas fueron propuestas. Además, en los ensayos se utilizaron condiciones de carga de tracción y flexión con el objetivo de modelar más adecuadamente los estados tensionales y las condiciones de constraint reales en TGVs. Los valores de la integral J fueron estimados utilizando el método del factor η. La aptitud del método fue evaluada a partir de simulaciones numéricas de los ensayos propuestos mediante análisis elastoplásticos con la técnica de elementos finitos. Se encontró que condiciones de mayor constraint asociadas con fisuras profundas y cargas de flexión favorecen la validez del método del factor η, mientras que configuraciones de menor constraint dan como resultado factores η que exhiben una mayor dependencia con el nivel de carga aplicada. También se observó que los factores η basados en la apertura de la boca de la fisura (Crack Mouth Opening Displacement o CMOD) presentan una dependencia mucho menor con el nivel de carga respecto a los factores η definidos a partir del desplazamiento del punto de aplicación de la carga (Load Line Displacement o LLD). Se presentan los valores del factor η para las probetas estudiadas con fisuras profundas (a/W ≥ 0,40). Se realizaron ensayos de fractura a temperatura ambiente y 300 °C con probetas obtenidas de TGVs nucleares fabricados a partir de las aleaciones 690 (Ni: 61; Cr: 29; Fe: 8,95, % en peso) y 800 (Ni: 33; Cr: 21,6; Fe: 42,2, % en peso). Durante los ensayos de fractura a temperatura ambiente, la extensión estable de fisura fue medida mediante una técnica óptica utilizando un microscopio digital. Para estos ensayos también se aplicó el método de normalización que propone la norma ASTM E1820-15 en el Anexo 15, encontrándose una buena coincidencia entre las longitudes estimadas por éste y las medidas ópticamente. De esta manera, el método de normalización fue utilizado para los ensayos a alta temperatura. Los resultados experimentales mostraron que ambos materiales tienen elevadas tenacidades a la fractura, siendo la aleación 800 la que presentó curvas J-R más elevadas que la aleación 690 tanto para fisuras circunferenciales como longitudinales. Las curvas J-R para ambas aleaciones mostraron un efecto marcado con la orientación de la fisura, es decir que existe una importante anisotropía en las propiedades de fractura: las fisuras circunferenciales presentaron curvas J-R más elevadas que las fisuras longitudinales. El nivel de constraint desarrollado en los ensayos, dado por las condiciones de carga de tracción y flexión, evidenció poco efecto sobre las curvas J-R para probetas con fisuras profundas (a/W ~ 0,50). A su vez, la temperatura de ensayo (temperatura ambiente y 300 °C) presentó un efecto prácticamente nulo para ambas aleaciones. Usando las propiedades de fractura obtenidas en este trabajo, la metodología FAD (Failure Assessment Diagram) fue propuesta y utilizada para la predicción de las condiciones de falla de TGVs fisurados para diferentes geometrías de fisura y condiciones de carga. La comparación entre análisis teóricos y datos experimentales muestra la potencialidad del FAD como una metodología capaz de predecir adecuadamente las fallas de estos componentes.

Evaluación de tenacidad a la fractura e integridad estructural de tubos de generadores de vapor nucleares.

Dado el impacto negativo asociado a la ocurrencia de fallas en tubos de generadores de vapor (TGVs) en centrales nucleares, el estudio de la integridad estructural de éstos ha comenzado a recibir mayor atención recientemente. Diversas metodologías basadas en análisis de carga límite han sido propuestas para asegurar la integridad estructural de los tubos, según los requerimientos establecidos por las autoridades regulatorias. Éstas han conducido, sin embargo, a la definición de criterios de reparación o taponado de TGVs excesivamente conservativos. Por lo tanto, con el objetivo de reducir la cantidad de tubos innecesariamente removidos de servicio, nuevos criterios de evaluación de integridad han sido propuestos recientemente en la literatura. En este contexto, la mecánica de fractura elastoplástica se presenta como una alternativa para la evaluación de la integridad de TGVs, requiriéndose dos elementos para su aplicación: la estimación de la fuerza impulsora en términos del parámetro elastoplástico (por ejemplo, la integral J) y la medición experimental de la tenacidad a la fractura del material de los tubos (por ejemplo, a través de la curva de resistencia J-R). Este trabajo presenta el desarrollo de técnicas experimentales no normalizadas para la determinación de curvas J-R para TGVs con fisuras pasantes circunferenciales y longitudinales. Debido a las dimensiones reducidas de los TGVs, diferentes probetas no normalizadas fueron propuestas. Además, en los ensayos se utilizaron condiciones de carga de tracción y flexión con el objetivo de modelar más adecuadamente los estados tensionales y las condiciones de constraint reales en TGVs. Los valores de la integral J fueron estimados utilizando el método del factor η. La aptitud del método fue evaluada a partir de simulaciones numéricas de los ensayos propuestos mediante análisis elastoplásticos con la técnica de elementos finitos. Se encontró que condiciones de mayor constraint asociadas con fisuras profundas y cargas de flexión favorecen la validez del método del factor η, mientras que configuraciones de menor constraint dan como resultado factores η que exhiben una mayor dependencia con el nivel de carga aplicada. También se observó que los factores η basados en la apertura de la boca de la fisura (Crack Mouth Opening Displacement o CMOD) presentan una dependencia mucho menor con el nivel de carga respecto a los factores η definidos a partir del desplazamiento del punto de aplicación de la carga (Load Line Displacement o LLD). Se presentan los valores del factor η para las probetas estudiadas con fisuras profundas (a/W ≥ 0,40). Se realizaron ensayos de fractura a temperatura ambiente y 300 °C con probetas obtenidas de TGVs nucleares fabricados a partir de las aleaciones 690 (Ni: 61; Cr: 29; Fe: 8,95, % en peso) y 800 (Ni: 33; Cr: 21,6; Fe: 42,2, % en peso). Durante los ensayos de fractura a temperatura ambiente, la extensión estable de fisura fue medida mediante una técnica óptica utilizando un microscopio digital. Para estos ensayos también se aplicó el método de normalización que propone la norma ASTM E1820-15 en el Anexo 15, encontrándose una buena coincidencia entre las longitudes estimadas por éste y las medidas ópticamente. De esta manera, el método de normalización fue utilizado para los ensayos a alta temperatura. Los resultados experimentales mostraron que ambos materiales tienen elevadas tenacidades a la fractura, siendo la aleación 800 la que presentó curvas J-R más elevadas que la aleación 690 tanto para fisuras circunferenciales como longitudinales. Las curvas J-R para ambas aleaciones mostraron un efecto marcado con la orientación de la fisura, es decir que existe una importante anisotropía en las propiedades de fractura: las fisuras circunferenciales presentaron curvas J-R más elevadas que las fisuras longitudinales. El nivel de constraint desarrollado en los ensayos, dado por las condiciones de carga de tracción y flexión, evidenció poco efecto sobre las curvas J-R para probetas con fisuras profundas (a/W ~ 0,50). A su vez, la temperatura de ensayo (temperatura ambiente y 300 °C) presentó un efecto prácticamente nulo para ambas aleaciones. Usando las propiedades de fractura obtenidas en este trabajo, la metodología FAD (Failure Assessment Diagram) fue propuesta y utilizada para la predicción de las condiciones de falla de TGVs fisurados para diferentes geometrías de fisura y condiciones de carga. La comparación entre análisis teóricos y datos experimentales muestra la potencialidad del FAD como una metodología capaz de predecir adecuadamente las fallas de estos componentes.

Telefone celular como recurso didático no ensino de física

Currently, there are several factors that suggest the need for the school to review their teaching practices: 1) the speed with which information and communication technologies - ICT are spread throughout society and in particular the increasing use of mobile phone by groups in school age;2) the scope and power of integrating ICT convergence of these technological resources, that can be used as teaching resources; 3) the fact that nowadays students grow up in a technological world and make their thought patterns operating in accordance with this reality, etc... In contrast, there are educators unrelated to the appropriation of ICT, presenting, in many cases, resistance to them. There is a incongruity between how individuals use mobile phones, for example, inside and outside the school. There are also educators, schools, public educational departments claiming to be against mobile phones usage; bills and laws regulating their use in educational space, etc... For these controversial aspects we have investigated whether cell phone use as a teaching resource practices mediator in Physics teaching. For this purpose, we developed an applied research with qualitative and exploratory approach about the objectives, adopting participant and the technical procedures. A documental and bibliographical research was taken. First of all, data were collected by e-mail, through a multiple choice questionnaire applied to private school teachers in southern Brazil, to identify the researched reality and develop teaching practices likely to be applied in the studied corpus. Then, such practices were applied in workshops located in Curitiba and Ponta Grossa cities, in Paraná state. During the application, data was collected by the researcher's field notes. Then, we recorded chats about the workshops from an instant message software (msn messenger), and we took photographic records. Data analysis was performed by triangulation. The results showed the need to enhance continuing education courses for teachers and the production of national academic literature, such as articles, dissertations, theses and books that explore the theme of the cell phone and its functionality in educational spaces as an educational resource mediator in the practices of teaching Physics. They are available in the dissertation defended in 2012, and now are also systematized in this book, organized as a final product of research conducted by the Graduate Program in Science Education and Technology UTFPR, Campus Ponta Grossa-PR.

Atividade física extracurricular dos adolescentes

A atividade física regular é fundamental para garantir um ótimo crescimento e desenvolvimento dos adolescentes, onde o envolvimento com outras variáveis ambientais influencia o estado de saúde dos “adultos do futuro”. Tratou-se de um estudo não experimental, de observação e de metodologia transversal, cujo objetivo foi recolher informações sobre a atividade física extracurricular realizada pelos adolescentes matriculados nas escolas de Bragança através do preenchimento de um questionário sobre a prática de exercício físico extracurricular. Participaram 600 adolescentes com idades compreendidas entre os 12 e os 18 anos matriculados nos estabelecimentos de ensino da cidade de Bragança. Os resultados obtidos evidenciaram que a prática de exercício físico extracurricular era efetuada por 53,9% dos jovens, verificando-se que o sexo dos adolescentes influenciava a prática de desporto (ρ=0,000), tal como a idade (ρ=0,048). Eram os rapazes mais novos que praticavam mais frequentemente desporto extracurricular, destacando-se o futebol, outra atividade (dança e musculação) e o basquetebol. Dos adolescentes que praticavam desporto extracurricular, 15,83% realizavam dietas de restrição alimentar. Em relação aos adolescentes que não praticavam exercício físico extracurricular, 11,78% também recorriam à dieta. Verificou-se que a prática de exercício físico era estatisticamente independente da realização de dietas (ρ=0,157). Para além disso, foi possível constatar que 39,1% dos jovens utilizavam o carro dos familiares como forma de transporte para a escola, seguindo-se os jovens que se deslocavam a pé (35,1%). Relativamente ao trajeto realizado a pé, a maioria demorava entre 5 a 15 minutos entre o percurso casa-escola. Visto que um número significativo de adolescentes matriculados nas escolas de Bragança não praticava atividade física extracurricular, torna-se imperativo a promoção de ações que lhes incutam este hábito de vida saudável.

Evaluación y modificación de los conocimientos actitudes y prácticas de los estudiantes de la Escuela de Cultura Física de la Facultad de Filosofía de la Universidad de Cuenca frente a las infecciones de transmisión sexual ITS y VIH/SIDA, Cuenca 2009

Se realizó un estudio cuasi experimental de conocimientos, actitudes y prácticas, con la inclusión, en el pre-CAP, de 100 estudiantes a quienes se aplicó un cuestionario para medir conocimientos, actitudes y prácticas sobre ITS; después de tres meses de una intervención educativa se midió la modificación Post-CAP a 97 estudiantes. Resultados: el promedio de edad fue de 22,1 ± 2,1 años (rango 18 a 29), con un 65% de varones y un 78% de solteros. El 91% fueron católicos, el 89% viven en la zona urbana y el promedio de edad de inicio de vida sexual activa fue de 16,6 ± 2,3. En la fase Post CAP se obtuvo un significativo aumento en los conocimientos sobre las ITS (P menor que 0,05). En las actitudes se obtuvo un significativo incremento en la recomendación a donde acudir en caso de portar una ITS (P = 0,033) y qué medidas observar en las relaciones con desconocidos (P = 0,004). En la autoeficacia para prevenir el SIDA también hubo un cambio significativo (P menor que 0,05). Conclusiones: los resultados mostraron un incremento significativo en conocimientos pero poco significativo en actitudes y en prácticas

Estudo experimental do escoamento bifásico líquido gás em golfadas com leve mudança de direção

Gas-liquid two-phase flow is very common in industrial applications, especially in the oil and gas, chemical, and nuclear industries. As operating conditions change such as the flow rates of the phases, the pipe diameter and physical properties of the fluids, different configurations called flow patterns take place. In the case of oil production, the most frequent pattern found is slug flow, in which continuous liquid plugs (liquid slugs) and gas-dominated regions (elongated bubbles) alternate. Offshore scenarios where the pipe lies onto the seabed with slight changes of direction are extremely common. With those scenarios and issues in mind, this work presents an experimental study of two-phase gas-liquid slug flows in a duct with a slight change of direction, represented by a horizontal section followed by a downward sloping pipe stretch. The experiments were carried out at NUEM (Núcleo de Escoamentos Multifásicos UTFPR). The flow initiated and developed under controlled conditions and their characteristic parameters were measured with resistive sensors installed at four pipe sections. Two high-speed cameras were also used. With the measured results, it was evaluated the influence of a slight direction change on the slug flow structures and on the transition between slug flow and stratified flow in the downward section.

Utilização do mapa espacial de radiação e dose acumulada como ferramenta para otimização de doses em pacientes e trabalhadores nas clínicas de medicina nuclear

This study has as general aim to propose a spatial map of doses as an auxiliary tool in assessing the need for optimization of the workplace in nuclear medicine services. As specific aims, we assessed the workers individual dosimetry; we analyzed the facilities of the nuclear medicine services; and we evaluated environment exposure rates. The research is characterized as a case study, with an exploratory and explanatory nature. It was conducted in three Nuclear Medicine Services, all established in the Northwest of the Paraná State. Results indicated that the evaluated dose rates and workers dosimetry, in all the dependencies of the surveyed services, are within the limits of annual doses. However some exceeded the limits recommended in the standard CNEN-NN 3:01 (2014). It was concluded that the spatial map dose is an important tool for nuclear medicine services because it facilitates the visualization of areas with highest concentration of radiation, and also helps in the constant review of these measures and resources, aiding in the identification of any failures and shortcomings, providing resources to correct any issues and prevent their repetition. The spatial map dose is also important for the regular inspection, evaluating if the radiation protection objectives are being met.