Análise da disponibilidade da instrumentação nuclear de um reator de pesquisa

The maintenance of systems and equipment is a central question related to Production Engineering. Although systems are not fully reliable, it is often necessary to minimize the failure occurrence likelihood. The failures occurrences can have disastrous consequences during a plane flight or operation of a nuclear power plant. The elaboration of a maintenance plan has as objective the prevention and recovery from system failures, increasing reliability and reducing the cost of unplanned shutdowns. It is also important to consider the issues related to organizations safety, especially those dealing with dangerous technologies. The objective of this thesis is to propose a method for maintenance analysis of a nuclear research reactor, using a socio-technical approach, and focused on existing conditions in Brazil. The research reactor studied belongs to the federal government and it is located in the city of Rio de Janeiro. The specific objective of this thesis is to develop the availability analysis of one of the principal systems of the research reactor, the nuclear instrumentation system. In this analysis, were taken into account not only the technical aspects of the modules related to nuclear instrumentation system, but also the human and organizational factors that could affect the availability of the nuclear instrumentation system. The results showed the influence of these factors on the availability of the nuclear instrumentation system.

Desenvolvimento de uma técnica para análise de desgaste em peças metálicas com o uso do ciclotron CV-28 do IEN

As técnicas nucleares, com ênfase a técnica conhecida como TLA - Thin Layer Activation, tem sido utilizada com sucesso e contribuído significativamente para o estudo de sistemas tribológicos, na análise e medição de desgaste para profundidades na ordem de grandeza de 10 µm apesar potencialmente poder aplicadas a espessuras de dezenas de milímetros. Esta limitação é intrínseca da técnica utilizada na ativação da camada superficial da peça ou elemento a ser investigado, que consiste na aplicação direta de um feixe de partículas carregadas a uma determinada energia, equivalente a máxima seção de choque do material a fim de obter uma taxa ativação constante ao longo de uma determinada espessura ou utilizando uma energia menor que este valor para se obter uma taxa ativação linear também para uma determinada profundidade de ativação. O objetivo desse trabalho é apresentar uma nova técnica que consiste na utilização de um feixe de energia superior a energia correspondente à máxima seção de choque e aplicar um elemento degradador (Roda Degradadora) como objetivo de homogeneizar a ativação superficial ao longo da espessura da amostra, possibilitando uma melhoria na precisão da análise e possibilitando ainda um maior alcance dessa camada e aumentando a gama de aplicações possíveis dessa técnica, onde por exemplo, maiores taxas de desgaste possam ser analisadas. Após o experimento e análise dos dados constatou-se que a técnica proposta melhora a linearidade da curva que representa a taxa de ativação e aumentando significativamente a profundidade analisável podendo chegar a ordem 6 x 10 µm. Em adição este trabalho reinaugura a pesquisa em aplicações nucleares no IEN - Instituto de Engenharia Nuclear com utilização de aceleradores de partículas tipo ciclotron.

Projeto e desenvolvimento de um sistema de irradiação multipropósito com diagnóstico de feixes para o acelerador de partículas cíclotron CV 28

O projeto e desenvolvimento de uma nova linha de feixe dotada de um sistema que viabilize a irradiação no Cíclotron CV-28 do Instituto de Engenharia Nuclear de alvos extensos e de geometria variável tornaram-se necessário para a realização de estudos e desenvolvimento de aplicações de técnicas nucleares e análises de materiais por ativação em condições de irradiação até então não disponíveis. Este sistema que poderá ser utilizado em irradiações com feixes de prótons, alfas, deutério e hélions (He3) a energias variáveis, é composto por dispositivos de: proteção, interceptação, colimação e medição da intensidade do feixe, de forma a possibilitar a realização de irradiações em condições controláveis e reprodutíveis. Para tanto, peças em alumínio e PVC-foram usinadas de forma a construir os componentes do sistema, notadamente colimadores com 13mm e 9mm de diâmetro, um dispositivo de colimação de quatro setores, um "beam stop", duas flanges de isolamento elétrico e um porta alvo (com janela degradadora). Identificou-se também a necessidade de se dotar o sistema aqui desenvolvido de um circuito de refrigeração próprio à água deionizada que é responsável pela refrigeração de todos os seus componentes que possam ter contato com o feixe. O sistema conta ainda com conexões para vácuo, que possibilitam fazer um pré-vácuo em sua câmara de irradiação, de forma que a mesma possa interligada a linha de transporte de feixe de Cíclotron CV-28, sem causar danos ao vácuo do mesmo. A condição para se fazer esta interligação é a obtenção de um pré-vácuo no ordem de 10-4 torr. Os resultados experimentais obtidos com a realização de irradiações de alvos metálicos especialmente desenvolvidos para testar o sistema, que é tema da presente dissertação, atestam a confiabilidade e reprodutibilidade das condições de irradiação, o que viabilizam o desenvolvimento e emprego de novas unidades de irradiação a serem incorporadas ao mesmo. Esse sistema de irradiação já está sendo utilizado na linha 2 do CV-28

Funcionamento das famílias: perceção de funcionamento familiar nas diferentes configurações familiares

Objetivo: Este estudo tem como objetivo analisar a perceção do funcionamento familiar em diferentes tipologias familiares – famílias nucleares intactas, monoparentais e reconstituídas. Participantes: Participaram neste estudo 1089 pessoas, adultos e adolescentes num total de 387 famílias. Instrumentos: Escala de Avaliação da Adaptabilidade e Coesão Familiar (FACES IV) e a Escala Familiar de Autorresposta – Versão II (SFI). Resultados: As famílias nucleares intactas percecionam-se como sendo mais coesas, flexíveis, saudáveis/competentes, com uma melhor comunicação e menos desmembradas em comparação com as famílias monoparentais. Os pais percecionam a família como sendo mais coesa, emaranhada, flexível, com uma melhor comunicação e menos desmembrada do que os filhos. Os participantes com um rendimento superior a 600 euros percecionam as suas famílias como sendo mais flexíveis e referem-se mais participantes do que os sujeitos com um rendimento inferior a 600 euros. Existem diferenças nas famílias nucleares intactas e monoparentais, que se encontram nas diferentes etapas do ciclo vital, nas dimensões coesão, flexibilidade, emaranhamento, rigidez, subescala caótica e comunicação. / Purpose: This study aims to analyze the perception of family functioning in different family typologies - intact nuclear families and single parents families as well as reconstituted families. Participants: The study included 1089 people, adults and adolescents in a total of 387 families. Instruments: Family Adaptability and Cohesion Evaluation Scale (FACES IV) and the Self-Report Family Inventory - Version II (SFI). Results: The intact nuclear families perceive themselves as being more cohesive, flexible, healthy/competent, with better communication and less disengaged when compared to single parent’s families. Parents perceive the family as being more cohesive, enmeshed, flexible, with better communication and less disengaged than their children. Participants with an income higher than 600 euros per month perceive their families as being more flexible and refer being more satisfied than participants with less than 600 euros of income per month. There are differences in intact nuclear and single parent families at different stages of the life cycle in the cohesion, flexibility, enmeshed, rigid, chaotic and communication subscales.

Determinação de cobre, cromo e arsênio em madeira preservada (Eucalyptus sp.) pelas espectrometrias de fluorescências de raios X

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Efectos de la microestructura sobre la transmisión de neutrones en materiales de interés nuclear.

Cuando un haz policromático de neutrones pasa a través de un material, los neutrones de distintas longitudes de onda son atenuados en formas muy diferentes. Como resultado, el espectro de energía del haz de neutrones cambia cuando una muestra es colocada frente el haz. Un análisis detallado del cociente de intensidad entre los haces de transmitido e incidente puede proporcionar una gran cantidad de información acerca de la estructura cristalina y microestructura de la muestra, definidas a través de la sección eficaz total del material. Para neutrones térmicos y sub-térmicos, el ordenamiento y movimiento de los átomos a escala microscópica define en forma precisa la dependencia de esta magnitud con la energía del neutrón incidente. Así, la variación con la energía de la sección eficaz total de los sólidos debido a la estructura de los átomos para distancias entre 0,1 y 100 Å se encuentra bien establecida, y es explotada en el estudio de estructuras cristalinas y de los movimientos vibracionales y rotacionales. Como contrapartida, el efecto de la estructura mesoscópica de los materiales, esto es para dimensiones entre 0,1 y 100 µm, sobre la sección eficaz total ha sido mucho menos estudiado, a pesar de provocar cambios profundos en esta magnitud. En esta Tesis estudiamos y formalizamos la dependencia de la sección eficaz total con características microestructurales tales como la porosidad, y la distribución de tamaños y orientaciones de los granos que componen los materiales, y desarrollamos modelos teóricos a partir de las características microestructurales de muestras de interés nuclear con diferente microestructura. Estos modelos permiten describir la contribuci ón de la componente elástica coherente de la seción eficaz total sobre los espectros de transmisión de neutrones e introducen parámetros como la cantidad de cristales que conforman el material, su estructura cristalina, parámetros de red, mosaicidad, estructura de poros u orientación preferencial de granos, para describir la sección total de materiales monocristalinos o policristalinos. En todos los casos, los modelos desarrollados fueron implementados en una biblioteca basada en el lenguaje computacional MATLAB y fueron comparados con secciones eficaces totales obtenidas en experimentos de transmisión de neutrones realizados en el Departamento de Física de Neutrones del Centro Atómico Bariloche y en ISIS Facility, Reino Unido. Los novedosos modelos microestructurales propuestos describen fielmente los experimentos desarrollados sobre muestras con distinta microestructura, lo que permite el empleo de los mismos en un código de refinamiento sobre los datos experimentales. Aquí, desarrollamos herramientas computacionales que ajustan por cuadrados mínimos no lineales los modelos paramétricos representativos de cada microestructura, sobre la sección eficaz total o la transmisión experimental, para determinar parámetros microestructurales de la muestra a partir de experimentos de transmisión de neutrones con resolución en longitud de onda. Los resultados son de particular relevancia para la interpretación y el análisis cuantitativo de las imágenes realizadas por la técnica de radiografía neutrónica con resolución en energía, que ha recibido un gran impulso en años recientes.

Diseño mecánico conceptual de rotores para centrífugas.

En la actualidad casi la totalidad de los reactores nucleares necesitan, como combustible, uranio con una concentración de U"235 mayores a las naturales. En un marco de autoabastecimiento se impone la necesidad de dominar la tecnología necesaria para enriquecer uranio, siendo las centrifugas el método usado industrialmente hoy en día. Esta tecnología, por cuestiones de proliferación, es considerada sensitiva y en consecuencia la información sobre la misma se encuentra fuertemente limitada. En el presente trabajo se propone un modelo simplificado para diseñar y evaluar conceptualmente diseños mecánicos de rotores, proponiendo como figura de merito el trabajo separativo para centrifugas de gas. Con el mismo se pudo, evaluando distintos materiales para el rotor, encontrar radios y alturas óptimos para la capacidad separativa por unidad de masa para cada uno de ellos. Se evaluaron los parámetros que definen la recirculación interna del flujo dentro del rotor y los parámetros de diseño mecánico. Al comparar los resultados con los disponibles en bibliografía se vio que presentan buena concordancia mecánica.

Evaluación de la integridad estructural de tubos de generadores de vapor con defectos volumétricos debidos al fretting.

Los Generadores de vapor (GVs) en una central nuclear están conformados por un manojo de tubos que actúan como una barrera entre el sistema primario contaminado y el secundario. A través de los tubos de GVs (TGVs) se desarrolla el intercambio de calor que produce el vapor que después accionará las turbinas de la central. Estos componentes están sometidos a unas condiciones térmicas, químicas y mecánicas bastante severas, que pueden provocar la aparición de defectos geométricos y volumétricos comprometiendo su integridad estructural. Es por esta razón que el mantenimiento de los GVs es importante para la operación económica y segura de las centrales nucleares. Uno de los principales mecanismos de desgaste de los tubos de GVs es el fenómeno conocido como fretting. El mismo provoca el adelgazamiento de las paredes de los TGVs debido a pequeños movimientos relativos entre superficies en contacto. Dado el caso particular de los GVs del reactor CAREM-25 en los que el circuito primario se encuentra del lado externo de los tubos que lo constituyen, la ocurrencia de este mecanismo de daño podría comprometer la integridad de los mismos haciéndolos más susceptibles al daño por colapso. El presente trabajo constituye una continuación del Proyecto integrador finalizado en el 2015 por Pablo Lazo en el que se evaluó la influencia de efectos de ovalización en el colapso de los tubos de los GVs. Se evalúa ahora la influencia de defectos volumétricos debido a fretting. Esto se realizó a través de modelos numéricos que estiman la presión de colapso en los tubos con y sin defecto. Los resultados de los modelos se compararon con resultados de expresiones analíticas obtenidas por otros autores, valores experimentales propios y otros valores de referencia. A partir del análisis de los resultados se derivaron algunas conclusiones que ayudan a entender el comportamiento de los tubos de GVs con defectos debido a mecanismo de daño por fretting. Además se desarrollaron expresiones matemáticas que ayudan a definir las dimensiones de los defectos que comprometen la integridad estructural de los TGVs en el caso del reactor CAREM-25.

Cooperação e competição entre políticas no Brasil: os custos da governabilidade no presidencialismo de coalizão

Public policies have been studied in the various fields of humanities and social sciences, from different theoretical and technical aspects. However, there is still a lack of studies that incorporate the dimension that encompasses the political action and its interference in such actions, also recognizing the importance of the institutional setting of the Brazilian presidential model in implementing these policies. This fragmented and multiparty system has led to power heterogeneous sets of political parties. Thus, the ministerial offices, more than assisting the President´s government project, manage particularized agendas, which are party biased and have the influence of interest groups in hegemonic themes addressed by government agencies. When these agendas operate in sectoral and specialized policies, the friction level is apparently low. However, when this occurs in intersectoral actions, such as in regional development, there is evidence of strong signs of competition among government agencies, which in theory, should operate in an integrated manner. Although this is not a specific feature of Luiz Inacio Lula da Silva´s government- the period to be studied- there was similar behavior in Fernando Henrique Cardoso´s presidency, one realizes that the expansion of coalition on behalf of governance is increasingly interfering in the outcome of intersectoral public policies, due to these multiple arguments in action. In order to understand these processes, this study focused on the Sustainable and Integrated Development Programme for Differentiated Meso-Regions (PROMESO), part of the National Policy for Regional Development (NPRD). The program provides interface with various government agencies and their public policies in a clear intersectoral design. The research sought to identify and analyze the relationships between government agencies and their programs with interest groups, whether political parties or other segments of civil society, highlighting the logic of favoritism, which poses in second place the integration of actions in the intersectoral policies. Therefore, besides the theoretical debate that incorporates several categories of political science, public administration, public policy, geography and economics, the study focused on secondary sources, using different government agencies databases in order to raise information. It was observed that the interference of partisan politics has been disastrous for some public policies. Thus, the research confirms that cooperative character is fragile within government agencies, often limited to official documents, and that there is indeed, a striking feature of competition, especially when it comes to transversalized policies

Análise de volatilidade, integração de preços e previsibilidade para o mercado brasileiro de camarão

The present paper has the purpose of investigate the dynamics of the volatility structure in the shrimp prices in the Brazilian fish market. Therefore, a description of the initial aspects of the shrimp price series was made. From this information, statistics tests were made and selected univariate models to be price predictors. Then, it was verified the existence of relationship of long-term equilibrium between the Brazilian and American imported shrimp and if, confirmed the relationship, whether or not there is a causal link between these assets, considering that the two countries had presented trade relations over the years. It is presented as an exploratory research of applied nature with quantitative approach. The database was collected through direct contact with the Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo (CEAGESP) and on the official website of American import, National Marine Fisheries Service - National Oceanic and Atmospheric Administration (NMFS- NOAA). The results showed that the great variability in the active price is directly related with the gain and loss of the market agents. The price series presents a strong seasonal and biannual effect. The average structure of price of shrimp in the last 12 years was R$ 11.58 and external factors besides the production and marketing (U.S. antidumping, floods and pathologies) strongly affected the prices. Among the tested models for predicting prices of shrimp, four were selected, which through the prediction methodologies of one step forward of horizon 12, proved to be statistically more robust. It was found that there is weak evidence of long-term equilibrium between the Brazilian and American shrimp, where equivalently, was not found a causal link between them. We concluded that the dynamic pricing of commodity shrimp is strongly influenced by external productive factors and that these phenomena cause seasonal effects in the prices. There is no relationship of long-term stability between the Brazilian and American shrimp prices, but it is known that Brazil imports USA production inputs, which somehow shows some dependence productive. To the market agents, the risk of interferences of the external prices cointegrated to Brazilian is practically inexistent. Through statistical modeling is possible to minimize the risk and uncertainty embedded in the fish market, thus, the sales and marketing strategies for the Brazilian shrimp can be consolidated and widespread

Efectos de la microestructura sobre la transmisión de neutrones en materiales de interés nuclear.

Cuando un haz policromático de neutrones pasa a través de un material, los neutrones de distintas longitudes de onda son atenuados en formas muy diferentes. Como resultado, el espectro de energía del haz de neutrones cambia cuando una muestra es colocada frente el haz. Un análisis detallado del cociente de intensidad entre los haces de transmitido e incidente puede proporcionar una gran cantidad de información acerca de la estructura cristalina y microestructura de la muestra, definidas a través de la sección eficaz total del material. Para neutrones térmicos y sub-térmicos, el ordenamiento y movimiento de los átomos a escala microscópica define en forma precisa la dependencia de esta magnitud con la energía del neutrón incidente. Así, la variación con la energía de la sección eficaz total de los sólidos debido a la estructura de los átomos para distancias entre 0,1 y 100 Å se encuentra bien establecida, y es explotada en el estudio de estructuras cristalinas y de los movimientos vibracionales y rotacionales. Como contrapartida, el efecto de la estructura mesoscópica de los materiales, esto es para dimensiones entre 0,1 y 100 µm, sobre la sección eficaz total ha sido mucho menos estudiado, a pesar de provocar cambios profundos en esta magnitud. En esta Tesis estudiamos y formalizamos la dependencia de la sección eficaz total con características microestructurales tales como la porosidad, y la distribución de tamaños y orientaciones de los granos que componen los materiales, y desarrollamos modelos teóricos a partir de las características microestructurales de muestras de interés nuclear con diferente microestructura. Estos modelos permiten describir la contribuci ón de la componente elástica coherente de la seción eficaz total sobre los espectros de transmisión de neutrones e introducen parámetros como la cantidad de cristales que conforman el material, su estructura cristalina, parámetros de red, mosaicidad, estructura de poros u orientación preferencial de granos, para describir la sección total de materiales monocristalinos o policristalinos. En todos los casos, los modelos desarrollados fueron implementados en una biblioteca basada en el lenguaje computacional MATLAB y fueron comparados con secciones eficaces totales obtenidas en experimentos de transmisión de neutrones realizados en el Departamento de Física de Neutrones del Centro Atómico Bariloche y en ISIS Facility, Reino Unido. Los novedosos modelos microestructurales propuestos describen fielmente los experimentos desarrollados sobre muestras con distinta microestructura, lo que permite el empleo de los mismos en un código de refinamiento sobre los datos experimentales. Aquí, desarrollamos herramientas computacionales que ajustan por cuadrados mínimos no lineales los modelos paramétricos representativos de cada microestructura, sobre la sección eficaz total o la transmisión experimental, para determinar parámetros microestructurales de la muestra a partir de experimentos de transmisión de neutrones con resolución en longitud de onda. Los resultados son de particular relevancia para la interpretación y el análisis cuantitativo de las imágenes realizadas por la técnica de radiografía neutrónica con resolución en energía, que ha recibido un gran impulso en años recientes.

Diseño mecánico conceptual de rotores para centrífugas.

En la actualidad casi la totalidad de los reactores nucleares necesitan, como combustible, uranio con una concentración de U"235 mayores a las naturales. En un marco de autoabastecimiento se impone la necesidad de dominar la tecnología necesaria para enriquecer uranio, siendo las centrifugas el método usado industrialmente hoy en día. Esta tecnología, por cuestiones de proliferación, es considerada sensitiva y en consecuencia la información sobre la misma se encuentra fuertemente limitada. En el presente trabajo se propone un modelo simplificado para diseñar y evaluar conceptualmente diseños mecánicos de rotores, proponiendo como figura de merito el trabajo separativo para centrifugas de gas. Con el mismo se pudo, evaluando distintos materiales para el rotor, encontrar radios y alturas óptimos para la capacidad separativa por unidad de masa para cada uno de ellos. Se evaluaron los parámetros que definen la recirculación interna del flujo dentro del rotor y los parámetros de diseño mecánico. Al comparar los resultados con los disponibles en bibliografía se vio que presentan buena concordancia mecánica.

Evaluación de la integridad estructural de tubos de generadores de vapor con defectos volumétricos debidos al fretting.

Los Generadores de vapor (GVs) en una central nuclear están conformados por un manojo de tubos que actúan como una barrera entre el sistema primario contaminado y el secundario. A través de los tubos de GVs (TGVs) se desarrolla el intercambio de calor que produce el vapor que después accionará las turbinas de la central. Estos componentes están sometidos a unas condiciones térmicas, químicas y mecánicas bastante severas, que pueden provocar la aparición de defectos geométricos y volumétricos comprometiendo su integridad estructural. Es por esta razón que el mantenimiento de los GVs es importante para la operación económica y segura de las centrales nucleares. Uno de los principales mecanismos de desgaste de los tubos de GVs es el fenómeno conocido como fretting. El mismo provoca el adelgazamiento de las paredes de los TGVs debido a pequeños movimientos relativos entre superficies en contacto. Dado el caso particular de los GVs del reactor CAREM-25 en los que el circuito primario se encuentra del lado externo de los tubos que lo constituyen, la ocurrencia de este mecanismo de daño podría comprometer la integridad de los mismos haciéndolos más susceptibles al daño por colapso. El presente trabajo constituye una continuación del Proyecto integrador finalizado en el 2015 por Pablo Lazo en el que se evaluó la influencia de efectos de ovalización en el colapso de los tubos de los GVs. Se evalúa ahora la influencia de defectos volumétricos debido a fretting. Esto se realizó a través de modelos numéricos que estiman la presión de colapso en los tubos con y sin defecto. Los resultados de los modelos se compararon con resultados de expresiones analíticas obtenidas por otros autores, valores experimentales propios y otros valores de referencia. A partir del análisis de los resultados se derivaron algunas conclusiones que ayudan a entender el comportamiento de los tubos de GVs con defectos debido a mecanismo de daño por fretting. Además se desarrollaron expresiones matemáticas que ayudan a definir las dimensiones de los defectos que comprometen la integridad estructural de los TGVs en el caso del reactor CAREM-25.

Situações significativas de aprendizagem em contextos de trabalho: o início de um percurso formativo de especialização em Enfermagem

No âmbito de um Curso de Pós-Licenciatura de Especialização em Enfermagem e no início da Unidade Curricular (UC) de "Formação para a Prática Especializada", entendeu-se que a participação dos formandos na construção da UC era crucial, que os conhecimentos, a experiência prática e as experiências formativas prévias eram nucleares para o início do percurso formativo. A (trans)formação dos profissionais de enfermagem através de formas plurais de pensar, de sentir e de agir permite iniciar um percurso onde o enfermeiro tem que romper com o conformismo, tem que "... desassossegar a pacatez pessoal, interpessoal e institucional" (Ferreira, 2007, p.21). Objetivos: identificar situações significativas de aprendizagem em contextos de trabalho; identificar conceitos estruturantes; (re)definir as estratégias de formação. Estudo descritivo de natureza qualitativa. Análise de narrativas em texto livre a partir de um mote inicial "Descreva uma situação do seu contexto de trabalho que tenha considerado como formativa e significativa para si". Participaram 25 enfermeiros que iniciaram o seu percurso formativo de especialização em Enfermagem. Foram identificadas situações de aprendizagem através de: atividades expostas e atividades mentais. Agruparam-se em três categorias: aprendizagens através de processos colaborativos; através da execução do trabalho e através de fontes de conhecimento (Walden & Bryan, 2011). Os conceitos que emergiram com maior expressão foram: reflexão; experiência; conhecimento; avaliação; comunicação; mudança e relação interpessoal. Assim, foram (re)definidas as estratégias de formação no início de um percurso formativo a partir das situações significativas de aprendizagem vividas nos contextos de trabalho e os enfermeiros reconheceram-se como parte integrante do mesmo.