Nuclear Engineering Institute

Carpe dIEN
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    Interface Homem-Máquina Gráfica Aplicada a Projeto de Reatores Nucleares

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    As Interfaces Homem-Máquina - IHM - vêm sendo alvo da atenção de pesquisadores e engenheiros da área de fatores humanos aplicados à engenharia nuclear, principalmente no que diz respeito aos sistemas de monitoração de centrais nucleares. A clareza das informações permite uma maior adaptabilidade do homem à máquina, gerando assim um maior aproveitamento da tarefa a ser realizada. Este trabalho propõe o desenvolvimento de Interface Homem-Máquina Gráficas - IHMG - para plataformas de cálculo e simulação de reatores nucleares como uma forma de otimizar o trabalho de modelagem, livrando o projetista de tarefas secundárias como, por exemplo, o conhecimento de formatos de arquivos de entrada e necessidade de consultas a tabelas ou outros documentos externos, tornando a interação entre homem e máquina mais amigável e produtiva. A idéia é a criação de IHMG para códigos tradicionalmente utilizados, não alterando o conteúdo dos mesmos. Aqui é apresentado um protótipo de uma IHMG, ainda em fase de desenvolvimento, para cálculos neutrônicos utilizando inicialmente o código Hammer, desenvolvida para plataforma PC sob o ambiente Windows. Os benefícios e as limitações são analisados

    Análise de confiabilidade considerando falhas de causa comum – estudo de caso envolvendo um PWR de 4 LOOPS

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    Neste artigo são desenvolvidos procedimentos para a obtenção de uma estimativa pontual da probabilidade de falha do sistema de água de alimentação auxiliar (AFWS), em diversos arranjos operacionalmente possíveis na estrutura física e funcional de uma instalação nuclear de potência (PWR) de quatro loops. Em função das características redundantes do sistema analisado, optou-se por contabilizar os impactos das falhas de causa comum sobre as taxas e probabilidades de falhas por demanda através da utilização de um modelo paramétrico. Os resultados obtidos expressam a evolução da probabilidade de ocorrência do evento topo em função do tempo de operação contínuo do sistema, bem como, quantificam a indisponibilidade assumida pelo sistema para diversos arranjos operacionais envolvendo componentes desalinhados ou indisponíveis temporariamente

    Influência das tensçoes residuais no comportamento em fadiga e fratura de ligas metálicas

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    Compressive residual stresses are beneficial and improve resistance to fracture and crack growth. Residual stresses can be introduced in fabricated components by a variety of means and a number of methods such as surface treatments, cold expanded hole and shot peening. Neutrons diffraction measurements of residual stresses induced by shot peening on four metallic materials under different intensity conditions were performed at nuclear reactor. The stress intensit>' factor K of residual stress was evaluated by finite element modelling and weight function method. Finite element modelling of a plate with a single edge-notch was applied: The stress intensity factor K was evaluated for both case of remote stress and residual stress. Shot peenning significantly improved the resistance of cracking on almost all materials in the present investigation. Crack surface overlapping, which is physically unacceptable, was noted for small cracks under residual and boundary loading. Overlap correction was proposed and applied in order to obtain reliable values for K. Low cycle fatigue experiments of peened and unpeened specimens of Waspaloy were performed under displacement control and four point bend. A microstructural evaluation by optical and electron microscopy was done in order to find the causes of intergranular fracture at room temperature.Tensões residuais compressivas podem ser introduzidas na superfície de componentes mecânicos através de processos de fabricação como tratamentos térmicos, autofretagem e jateamento por partículas. Em geral estas tensões residuais são benéficas e aumentam a resistência do material à fratura, à iniciação e ao crescimento de trinca. Neste trabalho as tensões residuais induzidas pelo processo de jateamento por partículas em quatro ligas metálicas, de diferentes estruturas cristalinas e sob diversas condições de jateamento foram obtidas por difração de nêutrons. O fator de intensificação de tensões K destas tensões residuais foi determinado pelo método dos elementos finitos e da função ponderação utilizando como modelo para o método de elementos finitos uma placa contendo uma trinca lateral. O efeito da aplicação simultânea da tensão residual e de tensão remota no fator de intensificação de tensões K foi avaliado. O processo de jateamento por partículas melhorou a resistência ao trincamento na maioria dos materiais estudados. O efeito de sobreposição de trinca também foi considerado, para determinação correta dos valores de intensificação de tensões K. O trabalho investiga também a influência do processo de jateamento por partículas na vida em fadiga de baixo ciclo, sob condições de controle de deslocamento e dobramento em quatro pontos, de uma superliga de níquel (Waspaloy). Avaliação microestrutural por microscopia ótica e eletrônica foi efetuada para auxiliar na determinação das causas do modo de fratura intergranular à temperatura ambiente

    Cálculos para projeto de uma fonte de nêutrons frios para aplicação em reatores e aceleradores brasileiros

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    Com o propósito de estudar a possibilidade de construção de fontes frias de nêutrons a serem instaladas em reatores brasileiros e no acelerador linear de elétrons do IEAv, foram efetuadas simulações Monte Carlo considerando os reatores Argonauta do IEN/CNEN-RJ e IPR-1 do CDTN/CNEN-MG. Foram determinados os fluxos de nêutrons às temperaturas ambiente (295 K), do nitrogênio líquido (77 K), do hidrogênio líquido (20 K) e do hélio líquido (4,2 K), para um meio finito de grafite, incluindo misturas de água leve e água pesada, que são os moderadores disponíveis para um programa experimental a ser definido posteriormente. São apresentadas também as aplicações do arranjo nas áreas de Física Nuclear, Física e Engenharia de Reatores, Medicina, Biologia, Geologia, Química, Agricultura e Metalurgia

    A importância do assistente e colaborador de pesquisa como fator de continuidade e desenvolvimento da ciência e tecnologia nas Instituições do Estado

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    Neste trabalho é apresentada uma análise sobre as produções científica e tecnológica em função da diminuição constante e sem reposição de pessoal nas instituições de pesquisa estatais. Foi considerada a experiência do autor em trabalhos na área nuclear através de observações realizadas no ambiente de pesquisa. É apresentado o IEN como exemplo para análise e são sugeridas propostas para melhorar estas produções. São mostradas a importância do assistente ou colaborador de pesquisa para manter a continuidade dos projetos e a necessidade do governo criar dispositivos para que as instituições de pesquisa não deixem bons projetos sem conclusão

    Obtenção de neodímio de alta pureza por extração por solvente em bateria de misturadores decantadores utilizando o ácido DI-(2-ETIL-HEXIL) fosfórico

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    The separation of Nd and its obtaining with high purity (>99,99%) of a mixture containg the elements of the rare light fraction of rare earth, specially Pr, and using only the solvent extraction is an extremely difficult task. In this work an solvent extraction process was performed a flowsheet to produce neodymium oxide (Nd203) high purity. In the separation process for solvent extraction was used bis-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA)) as extractant and odourless kerosene as diluent in the proportion of 60% (V/V). The operational conditions of the elaborated flowsheet were optimized for the LANTEX code that is a simulator that was developed to separate and to purify all the lanthanides in batteries of multi-stage mixer-settler in dynamic or stationary state. A campaign was carried out with this flowsheet in a pilot installation of 96 stages with capacity of 664 ml per stage. The results obtained in this campaign were compared with the results foreseen by the LANTEX code, showing excellent agreement.A separação do Nd e sua obtenção com elevada pureza (>99,99%) de uma mistura contendo os elementos da fração leve de terra raras,especialmente o Pr e utilizando somente a extração por solvente é uma tarefa extremamente difícil. Neste trabalho foi desenvolvido e operacionalizado um fluxograma para produzir óxido de neodímio (Nd¿03) de elevada pureza que é usado na fabricação de capacitores cerâmicos de multicamada e cristais de Nd-YAG e Nd-Vidro. Para este processo de separação foi utilizando o ácido di(2-etil-hexil) fosfórico (DEHPA) como extratante e querosene desodorizado como diluente na proporção de 60% (VA/). A fase aquosa de alimentação continha os elementos La, Ce, Pr, Nd, Sm e traços de Y em meio clorídrico com uma concentração de terras raras totais de 109.04 g/L. As condições operacionais do fluxograma elaborado foram otimizadas pelo código LANTEX que é um simulador que foi desenvolvido com objetivo de estudar o comportamento, separar e purificar todos os lantanídeos em baterias de misturadores-decantadores de múltiplos estágios em regime dinâmico ou estacionário. Uma campanha foi realizada em uma instalação piloto de 96 estágios com capacidade de 664ml por estágio. Os resultados obtidos para as concentrações de Neodimio, praseodímio, terras raras totais e acidez livre nesta operação foram comparados com os resultados previstos pelo código LANTEX, mostrando excelente concordância. Após 650 horas de operação contínua na instalação piloto foram produzidas cerca de 1.2 kg de Nd203 com pureza acima de 99,99%

    Estudo da separação de európio e gadolínio por cromatrografia de extração em resina macroporosa à base de estireno-divinilbenzeno/DEPHA

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    A separação dos íons E+3 e Gd+3 foi estudada pela técnica de cromatografia de extração em coluna utilizando-se uma resina polimérica macroporosa à base de estireno e divinilbenzeno, copolimerizados em presença do ácido di(2-etil-hexíl) fosfórico (DEHPA) como agente extratante. A resina foi caracterizada quanto a densidade aparente, teor de DEHPA e a capacidade de retenção em relação ao íon Gd+3. Foram realizados estudos preliminares de extração, em tubos de ensaio, utilizando-se soluções clorídricas padronizadas de cada um desses íons, onde verificou-se uma dependência de 3a ordem entre os coeficientes de distribuição e a acidez inicial livre na fase aquosa. Nas separações cromatográficas, realizadas em coluna de vidro de 1,1 cm de diâmetro e 100 cm de altura, utilizando-se misturas clorídricas sintéticas de Eu-Gd, foi estudada a influência da quantidade de carga, do fluxo de eluição, da acidez de eluição, da razão entre as quantidades de Eu-Gd nas soluções de carga e da temperatura sobre o fator de separação desses dois íons. Uma completa separação, na escala de miligramas, foi obtida carregando-se a coluna com uma quantidade da mistura Eu-Gd equivalente a 1% da capacidade total da coluna, contendo 50% de Eu e 50% de Gd. A eluição foi feita com HCI 0,75 M com uma vazão de 1,0 ml/min, e temperatura de 50 °C

    I0302 - Imagem de operação de Iodo 123

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    Dimensão: 30,5x24 cmFoto colorida da primeira operação da célula de Iodo 123 Ultrapuro, com Josivaldo, Osvaldir, João Carlos e Jackson

    I1200 - Imagem do Kipros

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    Dimensão: 10x15 cmFoto colorida de três funcionários trabalhando no 1º processamento de iodeto de sódio (NaI123) com o sistema Kipros, no Instituto de Engenharia Nuclear, na Ilha do Fundão, Rio de Janeiro

    Radiocronologia sedimentar aplicada: implicações da preservação de carbono orgânico em ambientes lacustres intertropicais

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    O estudo geocronológico de sondagens sedimentares utiliza largamente o decaimento radioativo de nuclídeos, como ferramenta para a datação de eventos passados. Os sedimentos lacustres constituem um registro contínuo das transformações paleoambientais experimentadas pelo ecossistema ao longo do tempo. Neste contexto, o estudo dos fluxos de carbono orgânico e sua preservação recente nos sedimentos, formando os denominados depósitos quaternários, tem grande importância como regulador do ciclo de carbono e mudanças climáticas globais. No presente estudo foram analisadas amostras de testemunhos de sedimentos lacustres da região Norte da Amazônia (centro-leste de Roraima) e da planície de inundação do Rio Mogi-Guaçu (E.E. de Jataí, SP). As amostras foram datadas através do radiocarbono (T1/2 = 5500 anos) por radiometria ß (LSC) ou aceleração de massa (AMS), de acordo com o teor de carbono orgânico, e do 210Pb (T1/2 = 22 anos) através do seu decaimento ß- (Contador Proporcional). O teor de Carbono Orgânico Total (COT) foi determinado via analisador CHN. Devido a larga variação sazonal da produtividade primária nestes sistemas, a taxa de preservação de COT apresentou valores entre 0.5 e 14 % para os lagos amazônicos e 12 e 35 % para as lagoas marginais do Rio Mogi-Guaçu, sendo os últimos, ambientes de acumulação e retenção de carbono com formação de reservatórios continentais de grande importância para regulação do clima. Por outro lado, na região Norte da Amazônia (RR), entre 8000 e 7000 anos A.P., observam-se mudanças da sedimentação e a presença de concreções que podem corresponder a episódios curtos de atuação de climas mais secos conduzindo a degradação de parte do COT

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