Estabelecimento de um sistema padrão primário para raios X baixas com uma câmara de ionização de ar livre de energias

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Migração de solutos em basalto fraturado: quantificação experimental em laboratório e validação matemática

A avaliação do risco a contaminação e a escolha de técnicas de remediação de poluentes em aquíferos fraturados depende da quantificação dos fenômenos envolvidos no transporte de solutos. A geometria da fratura, usualmente caracterizada pela abertura, é o principal parâmetro que indiretamente controla o transporte nos aquíferos fraturados. A simplificação mais comum desse problema é assumir que as fraturas são um par de placas planas e paralelas, isto é, com uma abertura constante. No entanto, por causa do limitado número de trabalhos experimentais, não está esclarecida a adequabilidade do uso de uma abertura constante para simular o transporte conservativo em fraturas do Aquífero Serra Geral (ASG), Brasil. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da abertura de uma fratura natural do Aquífero Serra Geral sob o transporte conservativo de solutos. Uma amostra natural de basalto fraturado foi usada em um experimento hidráulico e de transporte de um traçador conservativo (escala de laboratório). O campo de abertura foi medido usando a técnica avançada, de alta resolução e tridimensional, chamada microtomografia computadorizada de raios-X. A concentração de traçador medida foi utilizada para validar uma solução analítica unidimensional da Equação de Advecção-dispersão (ADE). O desemprenho do ajuste da ADE às curvas de passagem experimentais foi avaliado para quatro diferentes tipos de aberturas constantes. Os resultados mostraram que o escoamento de água e o transporte de contaminantes pode ocorrer através de fraturas micrométricas, ocasionando, eventualmente, a contaminação do ASG. A abertura de balanço de massa é a única que pode ser chamada propriamente de \"abertura equivalente\". O uso de aberturas constantes na ADE não permitiu representar completamente o formato das curvas de passagem porque o campo de velocidade não é uniforme e intrinsicamente bidimensional. Portanto, na simulação do transporte deve-se incorporar a heterogeneidade da abertura da fratura.

Avaliação do efeito de duas técnicas de instrumentação na zona de risco de molares inferiores curvos por microtomografia computadorizada e análise de imagens

O objetivo deste estudo foi avaliar a espessura mínima radicular remanescente e o desgaste porcentual do terço cervical em raízes mesiais de molares inferiores, após a instrumentação com as técnicas ProTaper Universal e Lima única F2. Foram obtidos 100 primeiros molares inferiores com raízes completamente separadas. Desse total, foram selecionados e incluídos no estudo somente 22 que possuíam dois canais distintos na raiz mesial, comprimento entre 20 e 22 mm e grau de curvatura da raiz mesial com angulação variando entre 10 e 20. Destes, 8 foram eliminados por possuírem uma anatomia muito discrepante, o que limitava o processamento e análise digital das imagens (PADI). Os dentes foram acessados e a patência apical foi realizada em todos os canais determinando o comprimento de trabalho. Em cada dente, cada canal mesial foi instrumentado por uma técnica diferente. As amostras foram posicionadas em um dispositivo de montagem e digitalizadas através de microtomografia computadorizada antes e depois de serem completamente instrumentadas. O volume de interesse, correspondente à região de zona de risco, com uma grande margem de tolerância, tanto em direção apical quanto em direção cervical, foi determinado por 234 fatias, totalizando um comprimento vertical de 3,5 mm, para avaliação quantitativa comparativa. Através de PADI mediu-se, de forma automática, a espessura mínima radicular nos dois canais mesiais, antes e após a instrumentação, para todas as fatias de todos os dentes. A partir destes dados foi calculado o desgaste porcentual. Após o tratamento estatístico das mais de 6500 medidas obtidas, pôde-se concluir que não existiu diferença no desgaste da zona de risco produzido pelas duas técnicas de instrumentação testadas. Em todos os casos a espessura radicular remanescente permaneceu dentro de uma margem de segurança, não havendo, portanto, nenhum caso de rasgo ou perfuração. Dessa forma, ambas as técnicas estudadas foram consideradas seguras quanto ao desgaste da zona de risco da raiz mesial dos molares inferiores.

Caracterização de um sistema digital de aquisição de imagens radiográficas utilizando nêutrons térmicos e raios gama para a inspeção de componentes mecânicos.

Ensaio não destrutivo é uma ferramenta essencial quando um equipamento, dispositivo ou componente não pode ser submetido a procedimentos destrutivos ou invasivos devido a razões de segurança, alto custo ou outras restrições físicas ou logísticas. Dentro deste quadro radiografias por transmissão com raios gama e nêutrons térmicos são técnicas singulares para inspecionar um objeto e desvendar sua estrutura interna devido à capacidade de atravessar uma vasta gama de materiais utilizados na indústria. Grosso modo, raios gama são mais atenuados por materiais pesados enquanto nêutrons térmicos são mais atenuados por materiais mais leves, tornando-as ferramentas complementares. Este trabalho apresenta os resultados obtidos na inspeção de vários componentes mecânicos, através da radiografia por transmissão com nêutrons térmicos e raios gama. O fluxo de nêutrons térmicos de 4,46x105 n.cm-2.s-1 disponível no canal principal do reator de pesquisa Argonauta do Instituto de Engenharia Nuclear foi usado como fonte para as imagens radiográficas com nêutrons. Raios dekeV emitidos pelo 198Au, também produzido no reator, foram usados como fonte de radiação para radiografias . Imaging Plates, especificamente produzidos para operar com nêutrons térmicos ou com raios X, foram empregados como detectores e dispositivos de armazenamento e captação de imagens para cada uma dessas radiações. Esses dispositivos exibem varias vantagens quando comparados ao filme radiográfico convencional. Com efeito, além de maior sensibilidade e serem reutilizáveis não são necessários câmaras escuras e processamento químico para a revelação. Em vez disso, ele é lido por um feixe de laser que libera elétrons armadilhados na rede cristalina durante a exposição à radiação, fornecendo uma imagem final digital. O desempenho de ambos os sistemas de aquisição de imagens, assim constituído, foi avaliado com respeito à sensibilidade, resolução espacial, linearidade e range dinâmico, incluído uma comparação com sistemas radiográficos com nêutrons empregando filmes e folhas de gadolínio como conversor de nêutrons em partículas carregadas. Além desta caracterização, diversos equipamentos e componentes foram radiografados com ambos os sistemas visando-se avaliar suas capacidades de desvendar a estrutura interna desses objetos e detectar estruturas e estados anormais. Dentro desta abordagem, uma neutrongrafia detectou a presença de material cerâmico remanescente empregado como molde no processo de fabricação nos canais de refrigeração de uma aleta do estator de uma turbina tipo turbo-fan, que deveria estar livre desse material. O reostato danificado de um sensor de pressão automotivo, foi identificado por neutrongrafia, embora nesse caso a radiografia também conseguiu realizar essa tarefa com melhor resolução, corroborando assim as curvas de resolução espacial obtidas na caracterização dos dois sistemas. A homogeneidade da distribuição do material encapsulado em uma gaxeta explosiva de chumbo utilizada na indústria aeroespacial foi igualmente verificada por neutrongrafia porque esse metal é relativamente transparente para nêutrons, mas suficientemente opaco para o explosivo rico em hidrogênio. Diversos outros instrumentos e componentes tais como variômetro, altímetro, bússola aeronáutica, injetor automotivo de combustível, foto-camera, disco rígido de computador, motor de passo, conectores eletrônicos e projéteis foram radiografados com ambos os sistemas visando avaliar suas habilidades em desvendar diferentes peculiaridades em função do agente interrogador.

Avaliação do metabolismo ósseo em modelos de plasticidade ontogenética

O aumento da prevalência da obesidade e osteoporose, bem como a identificação de mecanismos comuns que ligam a osteogênese e a adipogênese, sugerem que a obesidade e osteoporose podem ser distúrbios relacionados, e além disso, ambos podem ter suas origens no início da vida. Em 3 modelos diferentes de plasticidade ontogenética foi observado obesidade na vida adulta. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o impacto desses 3 modelos, o desmame precoce mecânico (DPM) e o farmacológico (DPF), e a supernutrição neonatal (SN) no tecido ósseo da prole durante o desenvolvimento. Para tanto, 2 experimentos foram realizados. No experimento 1, ratas lactantes foram divididas em 3 grupos: controle - os filhotes tiveram livre acesso ao leite durante toda a lactação; DPM - as mães foram envolvidas com uma atadura nos últimos 3 dias de lactação; DPF - as mães foram tratadas com bromocriptina (0,5 mg/duas vezes/dia) 3 dias antes do desmame padrão. No experimento 2, o tamanho da ninhada foi reduzido para 3 filhotes machos no 3o dia de lactação até o desmame (SN); o grupo controle permaneceu com 10 filhotes durante toda a lactação. Realizou-se absorciometria de raios-x de dupla energia, tomografia computadorizada, microtomografia computadorizada, teste biomecânico e análises séricas. Os dados foram considerados significativos quando P<0,05. No experimento 1, ao desmame, os filhotes DPM e DPF apresentaram menor massa corporal, massa gorda, densidade mineral óssea total (DMO), conteúdo mineral ósseo total (CMO), área óssea e osteocalcina sérica, e maior telopeptídeo carboxi-terminal do colágeno tipo I (CTX-I). O cálcio ionizado sérico foi menor apenas na prole DPM, a 25-hidroxivitamina D (25(OH)D) foi maior e o PTH menor apenas na prole DPF. Aos 180 dias, as proles DPM e DPF apresentaram maior massa corporal, maior massa de gordura visceral, hiperleptinemia, maior 25(OH)D e menor CTX-I. Ambos os grupos apresentaram aumento da DMO total, do CMO, da DMO da coluna vertebral e da área óssea aos 150 e 180 dias de idade. Nas avaliações ósseas individuais, as proles DPM e DPF também apresentaram aumento da DMO do fêmur e da vértebra lombar, da radiodensidade da cabeça femoral e do corpo vertebral; melhora da microarquitetura trabecular óssea e da resistência óssea. No experimento 2, observamos aumento da massa corporal, da massa gorda e da massa magra, do CMO e da área óssea no grupo SN desde o desmame até a idade adulta. Aos 180 dias, a prole SN também apresentou aumento da DMO total, da DMO do fêmur e da vértebra lombar, da radiodensidade da cabeça femoral e do corpo vertebral; melhora da microarquitetura trabecular óssea e da resistência óssea, maior osteocalcina e menor CTX-I. Demonstramos que, apesar de fatores de imprinting opostos, ambos os modelos causam melhora da massa, do metabolismo, da qualidade e da resistência óssea. Porém, parece que este efeito protetor sobre o tecido ósseo não é um resultado direto da programação deste tecido, mas sim consequência das alterações fisiopatológicas da obesidade programada pelos três modelos.

Development of neutron and X-ray imaging detectors based on MHSP

A Micro-Hole & Strip Plate (MHSP) é uma microestrutura desenvolvida recentemente em instituições universitárias portuguesas. Neste trabalho, o seu desempenho como detector para imagiologia é explorado, tendo como objectivo a imagiologia não só de neutrões, mas também de raios X. A aplicação do método da divisão resistiva de carga é aplicada a uma MHSP especialmente desenhada para sensibilidade em posição. Várias abordagens em termos da electrónica de aquisição de sinal são testadas, sem perder de vista a relação desempenho-preço. Resoluções espaciais abaixo de 1 mm foram obtidas com a MHSP a operar em xénon e tetrafluorometano, com um sistema de detecção a um preço modesto quando comparado com as alternativas, e apropriado para inúmeras aplicações em imagiologia de neutrões e de raios X.

Caracterização do feixe de radiação X num bloco operatório em cirurgia ortop

RESUMO - Na radiologia de intervenção, e concretamente em ortopedia, os raios X são intensamente utilizados permitindo a visualização de diversas técnicas de intervenção cirúrgica. Do ponto de vista médico as vantagens dessa prática são enormes, contudo, os profissionais de saúde envolvidos são susceptíveis de estarem expostos a valores de dose de radiação que significam a sua classificação como trabalhadores expostos. O presente estudo realizou-se num hospital e teve como objectivo obter uma estimativa das doses envolvidas em ortopedia de intervenção, utilizando várias metodologias experimentais para caracterização do campo de radiação primário e secundário. Observaram-se distintos níveis de dose de acordo com a zona anatómica exposta à radiação X: (i) gónadas — 0,02 a 3 mGy/h; (ii) cristalino — 0,06 a 1 mGy/h e (iii) mãos — 0,6 mGy/h. Tais resultados evidenciam uma clara necessidade de utilização de equipamentos de protecção e de vigilância dosimétrica pelos profissionais de saúde envolvidos no acto cirúrgico.--------------------------ABSTRACT - In intervention radiology, and more specifically in orthopaedics, X-rays are intensely used allowing the visualization of many acts of clinical intervention. From a clinical perspective, the advantages of that practice are significant; however, involved health care professionals are susceptible of being exposed to radiation dose values that mean their classification as exposed workers. The present study, performed in a hospital, aimed to obtain an estimation of the doses involved in intervention orthopaedics through several experimental methodologies in order to characterise the primary and the secondary radiation fields. Different levels of dose were observed according to the anatomic area exposed to X radiation: (i) gonads — 0.02 a 3 mGy/h; (ii) crystalline lens — 0.06 a 1 mGy/h e (iii) hands – 0.6 mGy/h. Such results denote a clear need of protection equipment use and of dosimetric surveillance by the health

Incidência de lesões locomotoras no cavalo, diagnosticadas por raio-x

Na medicina equina, os problemas locomotores estão na origem da maioria das consultas veterinárias, provocando uma enorme preocupação para os proprietários e equitadores e exigindo um grande conhecimento por parte do veterinário. Assim, não são demais os estudos realizados nesta área, que permitem auxiliar os médicos veterinários sempre que se deparam com este tipo de problemas. Uma das ferramentas fundamentais para o diagnóstico das lesões ósseas e articulares nos membros é o raio-X. Desde que este foi tornado portátil, passou a ser um enorme aliado do veterinário, permitindo diagnósticos mais facilitados e imediatos no terreno. O objectivo da presente dissertação, para além de rever a bibliografia descrita acerca da incidência de lesões locomotoras, é também contribuir para a caracterização das lesões mais frequentes na medicina equina na população estudada que envolvam as estruturas óssea e articular dos membros do cavalo. As lesões locomotoras descritas no estudo, foram determinadas após uma observação rigorosa aos diferentes raios-X de 95 cavalos e os dados recolhidos foram tratados através de uma análise estatística utilizando o programa «SPSS®». Existe uma maior incidência de lesões nos membros anteriores quando comparado com os membros posteriores. Tanto o membro anterior direito, como o membro posterior direito são igualmente mais afectados do que os membros esquerdos, havendo também uma elevada distribuição das lesões em ambos os membros anteriores em simultâneo. No membro anterior, a lesão mais frequentemente diagnosticada é a osteoartrite, sendo a luxação uma das lesões menos encontradas. Para o membro posterior, é o esparvão que mais se diagnostica, contrastando com o síndrome podotroclear, que tem uma prevalência baixa. No membro anterior, a 3ª falange é uma das regiões mais afectadas, sendo a ulna uma das regiões menos afectadas. No membro posterior, é a região do curvilhão que representa um dos locais mais propícios a lesão, enquanto a 2ª falange é uma das regiões onde menos frequentemente se diagnosticam lesões no cavalo. Os resultados encontrados estão de acordo com a bibliografia descrita e sugerem a importância da continuidade deste tipo de estudos, nomeadamente abrangendo outras variáveis como a raça, a idade e o tipo de utilização do cavalo e, ainda, a utilização de outros métodos imagiológicos.

Sinterização de Ce1-XEuXO2-(X/2) para aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de temperaturas intermediárias

Given the environmental concern over global warming that occurs mainly by emission of CO2 from the combustion of petroleum, coal and natural gas research focused on alternative and clean energy generation has been intensified. Among these, the highlight the solid oxide fuel cell intermediate temperature (IT-SOFC). For application as electrolyte of the devices doped based CeO2 with rare earth ions (TR+ 3) have been quite promising because they have good ionic conductivity and operate at relatively low temperatures (500-800 ° C). In this work, studied the Ce1-xEuxO2-δ (x = 0,1, 0,2 and 0,3), solid solutions synthesized by the polymeric precursor method to be used as solid electrolyte. It was also studied the processing steps of these powders (milling, compaction and two step sintering) in order to obtain dense sintered pellets with reduced grain size and homogeneous microstructure. For this, the powders were characterized by thermal analysis, X-ray diffraction, particle size distribution and scanning electrons microscopy, since the sintered samples were characterized by dilatometry, scanning electrons microscopy, density and grain size measurements. By x-ray diffraction, it was verified the formation of the solid solution for all compositions. Crystallites in the nanometric scale were found for both sintering routes but the two step sintering presented significant reduction in the average grain size

Desenvolvimento de bloco de vedação com barita na composição de partida para blindagem de radiação X

This work main objective is to study the use of bricks in barium X-rays rooms in order to contribute to the optimization of shielding rooms diagnosis. The work was based on experimental measurements of X-ray attenuation (40 to 150 kV), using ceramic seal bearing the incorporation of barium sulfat (BaSO4). Different formulations were studied in three different firing temperatures and evaluated for incorporation in the ceramic body. The composition of 20% of barite processed at a temperature of 950 ° C showed better physical and mechanical properties, is considered the most suitable for the purpose of this work. Were produced bricks sealing composition formulated based on that presented the best technological features. These blocks were tested physically as a building material and wall protective barrier. Properties such as visual, deviation from the square, face flatness, water absorption and compressive strength were evaluated for all the blocks produced. The behavior of this material as attenuator for X-rays was investigated by experimental results which take into account mortar manufacturers barium through the different strains and compared with the reference material (Pb). The simulation results indicated that the ceramic block barium shows excellent properties of attenuation equivalence lead taking into account the energy used in diagnostic X-ray

Caracterização microestrutural e elétrica de La(FexNi1-x)O3 sintetizado pelo método da gelatina

The present work deals with the synthesis of materials with perovskite structure with the intention of using them as cathodes in fuel cells SOFC type. The perovskite type materials were obtained by chemical synthesis method, using gelatin as the substituent of citric acid and ethylene glycol, and polymerizing acting as chelating agent. The materials were characterized by X-ray diffraction, thermal analysis, spectroscopy Fourier transform infrared, scanning electron microscopy with EDS, surface area determination by the BET method and Term Reduction Program, TPR. The compounds were also characterized by electrical conductivity for the purpose of observing the possible application of this material as a cathode for fuel cells, solid oxide SOFC. The method using gelatin and polymerizing chelating agent for the preparation of materials with the perovskite structure allows the synthesis of crystalline materials and homogeneous. The results demonstrate that the route adopted to obtain materials were effective. The distorted perovskite structure have obtained the type orthorhombic and rhombohedral; important for fuel cell cathodes. The presentation material properties required of a candidate cathode materials for fuel cells. XRD analysis contacted by the distortion of the structures of the synthesized materials. The analyzes show that the electrical conductivity obtained materials have the potential to act as a cell to the cathode of solid oxide fuel, allowing to infer an order of values for the electrical conductivities of perovskites where LaFeO3 < LaNiO3 < LaNi0,5Fe0,5O3. It can be concluded that the activity of these perovskites is due to the presence of structural defects generated that depend on the method of synthesis and the subsequent heat treatment

Síntese e caracterização de pós Ba(x)Sr(1-x)Co0,8Fe0,2O3- através do método de coprecipitação via oxalato

Ceramic powders based on oxides of perovskite-type structure is of fundamental interest nowadays, since they have important ionic-electronic conductivity in the use of materials with technological applications such as gas sensors, oxygen permeation membranes, catalysts and electrolytes for solid oxide fuel cells (SOFC). The main objective of the project is to develop nanostructured ceramic compounds quaternary-based oxide Barium (Br), Strontium (Sr), Cobalt (Co) and Iron (Fe). In this project were synthesized compounds BaxSr(1-x)Co0, 8Fe0,2O3- (x = 0.2, 0.5 and 0.8) through the oxalate co-precipitation method. The synthesized powders were characterized by thermogravimetric analysis and differential thermal analysis (TGADTA), X-ray diffraction (XRD) with the Rietveld refinement using the software MAUD and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the synthesis technique used was suitable for production of nanostructured ceramic solid solutions. The powders obtained had a crystalline phase with perovskite-type structure. The TGA-DTA results showed that the homogeneous phase of interest was obtained temperature above 1034°C. It was also observed that the heating rate of the calcination process did not affect the elimination of impurities present in the ceramic powder. The variation in the addition of barium dopant promoted changes in the average crystallite size in the nanometer range, the composition being BSCF(5582) obtained the lowest value (179.0nm). The results obtained by oxalate co-precipitation method were compared with those synthesis methods in solid state and EDTA-citrate method