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Analytical methods for analysis of neutron cross-sections of amino acids and proteins
No full textTwo unpublished analytical processes were developed at IEN-CNEN-RJ for the analysis of neutron cross-
sections of chemical compounds and complex molecules, the method of data parceling and grouping (P&G) and the method of data equivalence and similarity (E&S) of cross-sections. The former allows the division of a
complex compound or molecule so that the parts can be manipulated to construct a value of neutron cross-
section for the compound or the entire molecule. The second method allows by comparison obtain values of
neutron cross-sections of specific parts of the compound or molecule, as the amino acid radicals or its parts. The processes were tested for the determination of neutron cross-sections of the 20 human amino acids and a small database was built for future use in the construction of neutron cross-sections of proteins and other components of the human being cells, also in other industrial applications
Aplicação de membranas para recuperação de água residual industrial produzida em máquina de hidrocorte
Get PDFEste trabalho se propõe a contribuir com o estudo da aplicação de membranas poliméricas para tratamento da água residual produzida em máquina de hidrocorte instalada no parque fabril da empresa Nuclebrás Equipamentos Pesados S.A – Nuclep. A máquina de hidrocorte opera por meio de jato de água a elevada pressão, em torno de 517 MPa, com vazão de entrada de 199 L/h, que garante a qualidade e precisão no corte de diversos materiais, como metais, minérios, plásticos, vidros, cerâmicos, entre outros. A água na condição de altamente pressurizada, além de atuar como uma ferramenta de corte auxilia no sistema de refrigeração da máquina. Utiliza-se água da concessionária CEDAE para abastecimento da água utilizada na máquina de hidrocorte submetida à purificação por um processo de osmose inversa, com finalidade de garantir água de alimentação com boa qualidade, de forma a não interferir no processo de corte e obstrução dos bocais de jato de água. Contendo água, um abrasivo denominado “garnet”, de fórmula química (Fe, Mg)3 Al2(SiO4)3, na execução do corte. Durante a usinagem das chapas há o acumulo de água com resíduos metálicos e abrasivos, que se depositam no fundo da mesa de hidrocorte composta por elementos inorgânicos, tais como: ferro, cálcio, magnésio, sódio, silício, alumínio, manganês, cromo e outros. Desta forma, este trabalho avaliou os diferentes tipos de membranas para aplicação nos processos de separação por membrana, ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF) visando o tratamento desta água residual, com a finalidade de avaliar sua reutilização na máquina de hidrocorte. Foram utilizadas membranas comerciais: uma de ultrafiltração - UF e três de nanofiltração - NF (DK, SEPA CF e NFA9). Inicialmente as membranas foram caracterizadas quanto às propriedades de transporte: permeabilidade hidráulica, fluxo permeado e seletividade. Os testes foram realizados em dois sistemas de permeação: de fluxo frontal na pressão de 5 bar, e tangencial, nas pressões de 10 e 15 bar. Antes dos testes com as membranas, a água residual da máquina de hidrocorte passou por um filtro qualitativo de 2,5 μm de tamanho de poro, com a finalidade de reter particulados. A utilização da membrana de ultrafiltração (UF) após o filtro não apresentou resultados satisfatórios, devido a membrana apresentar porosidade maior que o tamanho de particulados presentes na água residual, fato esse que foi confirmado pelo teste de condutividade elétrica, que não apresentou alteração significativa em relação à água residual sem tratamento. Após os testes com as membranas de nanofiltração, as amostras foram analisadas através de análise química (ICP OES), condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, cromatografia de íons e pH. A condutividade elétrica média dos permeados das membranas DK, SEPA e NFA9 foi de 27,47 μS cm-1, 18,23 μS cm-1 e 4,2 μS cm-1, respectivamente. Esses valores estão bem abaixo da condutividade da água residual sem e com pré-tratamento: 57,82 μS cm-1 e 51,50 μS cm-1, a condutividade ideal da água para o hidrocorte é de 45 μS cm-1. Os menores valores de sólidos totais dissolvidos (STD) e condutividade foram obtidos pela membrana NFA9, a 15 bar, permeado NCP 9, com 1,87 mg L-1 e 4,2 μS cm-1, respectivamente, valores abaixo do especificado pelo fabricante da máquina de hidrocorte. O resultado da análise por ICP OES do permeado NCP 9 também apresentou concentrações abaixo do recomendado para Ca, Fe, Mg, Mn, Si e Na. Os resultados das permeações se mostraram promissor no tratamento da água residual e reuso na máquina de hidrocorte, sendo, entretanto, necessário a implantação de um sistema de tratamento por membranas de nanofiltração, o qual atuaria como um refino de tratamento antes de passar pela membrana de osmose, preservando-a
Conversor DSB-SSB a capacitores chaveados por transformador de Hilbert em tecnologia CMOS de 180nm
Get PDFThe realization of an analog integrated circuit for conversion of Double-Sideband (DSB) amplitude-modulated signals into Single-Sideband (SSB) is presented. Implemented by discrete-time switched-capacitor circuits, it adopts an Infinite Impulse Response (IIR) filter to realize a Hilbert transformer as alternative to digital implementations which take advantage of high processing capacity from parallel digital circuits to obtain the Hilbert transformer by means of high-order Finite Impulse Response (FIR) filters. Fabricated in a 180 nm CMOS technology with metal-metal (MiM) capacitors, the use of structurally all-pass filters greatly reduces the converter’s sensitivity to capacitor mismatch. For 1.8 V power supply and 1 V differential input/output signals, experimental results show the converter achieves Image Rejection Ratio (IRR) greater than 39.5 dB for Lower-Sideband (LSB) modulation and 38.0 dB for Upper-Sideband (USB) modulation for input signals ranging from 25% to 75% of the carrier frequency. These figures are higher than previous analog circuit proposals and comparable to digital implementations of state-of-the-art integrated circuits. Its silicon area is 1.09 mm2 and the converter consumes only 17.7 mW for 1 MHz sampling frequency while its IRR presents standard deviation of only 0.5 dB among 20 chip samples.Este trabalho trata da realização de um circuito integrado analógico para a conversão de sinais com modulação em amplitude de banda dupla (Double Sideband ou DSB) para modulação de banda simples (Single Sideband ou SSB). Implementado por circuitos de tempo discreto a capacitores chaveados, utiliza-se de um filtro com resposta infinita ao impulso (Infinite Input Response ou IIR) para compor um transformador de Hilbert como alternativa a implementações digitais, que se aproveitam da grande capacidade de processamento paralelo dos circuitos digitais para a obtenção do transformador de Hilbert por meio de filtros com resposta finita ao impulso (Finite Impulse Response ou FIR) de ordem elevada. Fabricado em tecnologia CMOS de 180 nm com capacitores do tipo metal-metal (MiM), a adoção de filtros estruturalmente passa-tudo reduz significativamente a sensibilidade do conversor ao descasamento de capacitores. Para alimentação de 1,8 V e sinais diferenciais de até 1 V, resultados experimentais mostram que o conversor atinge taxa de rejeição de imagem (Image Rejection Ratio ou IRR) maior que 39,5 dB para modulação Lower Sideband (LSB) e 38,0 dB para modulação Upper Sideband (USB) para sinais de entrada na faixa de 25% a 75% da frequência da portadora, valores estes superiores a propostas analógicas anteriores e comparáveis a propostas digitais do estado da arte em circuitos integrados. Com área de silício de 1,09 mm2, o conversor consome apenas 17,7 mW para frequência de amostragem de 1 MHz enquanto sua IRR apresentou desvio padrão de apenas 0,5 dB dentre 20 amostras avaliadas
Metodologia de gerenciamento da degradação por envelhecimento nas usinas nucleares de Angra
Get PDFUm Programa de Gerenciamento de Envelhecimento de uma usina nuclear consiste em um conjunto de ações de manutenção, de operação e de engenharia, para controlar, dentro de limites aceitáveis, os efeitos da degradação por envelhecimento, com o objetivo de garantir a integridade e a capacidade funcional de Estruturas, Sistemas e Componentes (ESC) responsáveis pela segurança da usina, mantendo as bases de projeto e de licenciamento durante o período de operação vigente, bem como para o período pretendido de extensão de vida útil da usina.
Degradação por envelhecimento é o processo pelo qual características dos componentes da usina se modificam pela ação do tempo ou do uso, podendo afetar sua integridade e capacidade funcional, consequentemente impactando na manutenção das bases de projeto e de licenciamento da usina.
Programas de Gerenciamento de Envelhecimento já foram implementados em diversas usinas no mundo, já existindo vários guias e regulamentos internacionais sobre o assunto. Basicamente, existem duas linhas de metodologias sobre o tema: uma norte-americana, que se baseia na norma US NRC 10 CFR Part 54 [37], do órgão regulador dos Estados Unidos (Nuclear Regulatory Comission - NRC), e outra que se baseia em documentos da Agência Internacional de Energia Atômica - AIEA, como o Safety Guide NS-G 2.12 [15].
Porém, este tema trata de um assunto ainda em processo de desenvolvimento e amadurecimento no Brasil, e até o momento, não existem processos implementados e em vigor para o desenvolvimento e avaliação de Programas de Gerenciamento de Envelhecimento nas usinas nucleares brasileiras.
Este tema torna-se particularmente importante para a Usina de Angra 1, visto que sua licença para operação permanente é válida até 2024, e para conseguir estender sua vida útil é necessário apresentar junto ao órgão regulador, a Comissão Nacional de Energia Nuclear, um pedido de extensão de vida, através de uma solicitação de renovação de licença, cujo teor inclui uma avaliação sistemática do Programa de Gerenciamento de Envelhecimento implementado.
Assim, esse estudo irá focar na geração de conhecimento em processos de desenvolvimento, implementação e avaliação de Programas de Gerenciamento de Envelhecimento, e propor uma metodologia a ser aplicada nas Usinas de Angra 1 e Angra 2
Proposta de jogo didático para a consolidação de conhecimento sobre as externalidades de fontes de energia
Get PDFA mão de obra no setor nuclear está envelhecendo e se aposentando. O fluxo de saída de pessoal é maior que o de entrada, gerando uma diferença que pode comprometer a operação de algumas instalações num futuro bem próximo. Nesta cenário, a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) vem promovendo há alguns anos, debates e iniciativas que ajudem a minimizar esse impacto. Com o objetivo de apresentar o setor nuclear e despertar o interesse pela matéria, várias iniciativas são tomadas. Considerar as peculiaridades de fontes de energia, torna-se importante por traçar paralelos e esclarecer pontos específicos do assunto de maneiro que o indivíduo, após seu conhecimento, tenha condições de avaliar e criar uma visão mais realista sobre o tema, desmistificando e atualizando alguns conceitos sobre cada setor apresentado. Este trabalho apresenta algumas fontes que compõem a matriz energética brasileira, suas externalidades e as ferramentas de computação utilizadas na construção de um objeto de aprendizado voltado ao público infanto e juvenil. Desta forma se pretende atender ao pleito da AIEA em propagar conhecimentos de energia nuclear entre indivíduos ainda em formação, e que possa ainda cumprir a missão de derrubar mitos de maneiro responsável, e quem sabe despertar interesses naturais para o setor nuclear. Para isto, utiliza recursos de computação gráfica e realidade virtual na construção de um objeto de aprendizado que possa ser utilizado como ferramenta de educadores em sala de aula
HARDWARE RESILIENCE: A WAY TO ACHIEVE RELIABILITY AND SAFETY IN NEW NUCLEAR REACTORS I&C SYSTEMS
Get PDFThe idea that systems have a property called ‘resilience’ has emerged in the last decade [1]. In this paper we intend to bring the idea of resilient systems for the hardware applied in safety-critical systems, such as the new nuclear reactor instrumentation and control (I&C) systems. The new systems (based in hardware description language (HDL) programmable devices) have been developed in response to the obsolescence of old analog technologies and current microprocessor-based digital technologies. Although HDL programmable devices have been widely used in various other industries for decades, they are still very new in nuclear reactors systems, which can be seen as a challenge and risk in the safety analyses and licensing efforts for utilities and designers. The goal of this work is to develop and test hardware architectures to tolerate the occurrence of faults, including multiple faults, minimizing the impact of the recovery process on system availability. Basic concepts of resilience in complex systems, as “return to equilibrium”, “robustness” and “extra adaptive capacity” were analyzed from the point of view of hardware architectures, leading to linkages between concepts and methods for resilience using an approach that increases reliability and simplifies the licensing process of systems based in HDL programmable devices in nuclear
plants
A SIMPLE CAPACITANCE SENSOR FOR VOID FRACTION MEASUREMENT IN GAS-LIQUID TWO-PHASE FLOW
Get PDFIn this work we present a simple and inexpensive capacitance sensor for time averaging void fraction measurement of gas-liquid two-phase flow, which was developed at Experimental Thermalhydraulics Laboratory in the Nuclear Engineering Institute, IEN/CNEN. The sensor is a non-invasive device causing no flow disturbances. It is formed by two parallel plates and four electronic circuits: a signal input circuit, an
amplification circuit, a frequency generator, and a power supply circuit. The frequency generator applies a sinusoidal signal with appropriate frequency into the signal input circuit which converts the capacitance variation value (or void fraction) of the two-phase flow into a voltage signal that goes to the amplifier stage; the output signal of the amplifier stage will be an input to an analogical/digital converter, installed inside of a
computer, and it will provide interpretation of the signal behavior. The capacitance sensor was calibrated by using a horizontal acrylic tube filled with a known volume of water
Development of counting system for wear measurements using thin layer activation and the wearing apparatus
Get PDFThis paper focus on developing a counting system for the Wearing Apparatus, which is a device previously built to generate measurable wear on a given surface (Main Source) and to carry the fillings from it to a filter (second source). The Thin Layer Activation is a technique used to produce activity on one of the Wearing Apparatus' piece, this activity is proportional to the amount of material worn, or scrapped, from the piece's surface. Thus, by measuring the activity on those two points it is possible to measure the produced wear. The methodology used in this work is based on simulations through MCNP-X Code to find the best specifications for shielding, solid angles, detectors dimensions and collimation for the Counting System. By simulating several scenarios, each one different from the other, and analyzing the results in the form of Counts Per Second, the ideal counting system's specifications and geometry to measure the activity in the Main Source and the Filter (second source) is chosen. After that, a set of previously activated stainless steel foils were used to reproduce the real experiments' conditions, this real experiment consists of using TLA and the Wearing Apparatus, the results demonstrate that the counting system and methodology are adequate for such experiments
Obtenção de suportes cerâmicos de dióxido de titânio rutilo utilizados em membranas que visam ao tratamento de efluentes radioativos da indústria nuclear
Get PDFOs processos de separação por membranas (PSM) têm sido largamente
utilizados para fracionar, concentrar e purificar soluções em: tratamento de resíduos
industriais, indústria alimentícia, farmacêutica, dessalinização de água e energia
nuclear, em razão dos PSM serem mais econômicos que métodos tradicionais de
separação. O aumento da utilização de membranas conduziu à expansão da base
de conhecimento de tecnologia de fabricação, resultando em membranas com alta
taxa de transferência, melhoria na seletividade e a estabilidade de longo prazo. A
nanofiltração é uma técnica recente, sendo um processo capaz de separar partículas
na faixa de 5 a 10 Å. A demanda por altas temperaturas de operação e resistência
química têm estimulado o desenvolvimento de estruturas inorgânicas, principalmente
cerâmicas porosas. Estes materiais podem ser revestidos por polímeros, entretanto,
a estabilidade química do componente orgânico irá limitar as aplicações. Os
materiais cerâmicos possuem diversas vantagens: estabilidade química,
refratariedade e estabilidade física. Apesar destas características favoráveis, estes
materiais não têm sido utilizados extensivamente em aplicações de PSM devido à
dificuldade em produzir estruturas porosas livre de trincas e com tamanho de poros
adequado. Este trabalho visou a produção de suportes de membranas de dióxido de
titânio (TiOβ), necessários para compensar a fragilidade das cerâmicas. Para esta
finalidade, TiOβ de alta pureza foi utilizado como material inicial, com tamanho médio
de partícula igual a 0,1γ μm. A suspensão foi preparada e a secagem foi feita em
spray dryer, pois origina material seco com umidade e morfologia controladas. Os
suportes foram obtidos por meio de prensagem uniaxial (1,5 kgf.cm-²) seguido de
sinterização em temperaturas distintas (1050, 1100 e 1150 ºC). Os suportes foram
caracterizados quanto sua porosidade, a partir de métodos como: densidade
geométrica, método de Arquimedes e transmissão de raios gama. A permeação foi
avaliada em um sistema de célula com deslocamento de fluxo frontal em pressões
de até 5 bar. A microscopia eletrônica de varredura permitiu a investigação de modo
simples e rápido da morfologia dos suportes. Os resultados mostraram que foi obtida
porosidade de aproximadamente 50%, adequada para aplicações como suporte de
membrana
A COLLABORATIVE VIRTUAL ENVIRONMENT FOR TRAINING OF SECURITY AGENTS IN NUCLEAR EMERGENCIES
Get PDFIn face the recently observed security menaces related to terrorist actions and natural disasters, there is a need
for a major qualification and training of the agents responsible for avoid any problems regarding to abnormal
conditions. In the conventional training procedures, however, field simulations are associated to logistical and
operational constraints regarded to the execution of the tests which can expose the user to risk.
On the other hand, the use of virtual simulations provides an alternative to such limitations besides of promote
the qualifying of professionals with a great reliability. For this reason, this paper proposes the development of a
collaborative virtual environment that will be used to prepare the security agents on identifying individuals
suspected of carrying radioactive materials. The development of the virtual environment consisted on modeling using Autodesk 3ds Max, where the scene itself and the scene objects were modeled besides the terrain creation and basic features programming using the Game Engine Unity 3D. In the Engine Game were included radiation detectors and avatars. The security agents were able to communicate to each other by means of auxiliary external tools like a headset software that makes possible the communication, coordination and cooperation required for an effective collaboration.
Experimental tests of the virtual simulations were performed with the participation of CNEN radiological
protection agents and collaborators. The tests have shown that the proposed method can contribute to improve the training results of the basic collaborative skills required for a CNEN agent in an emergency situation without the need to espose him to any kind of risk. In face of that, we hope that it can contribute to minimize the demand for qualified security professionals