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Risco de desenvolvimento de câncer sólido e sua relação com as classes de estabilidade atmosférica de pasquill-gifford em cenários RDD
Get PDFThe release of radioactive material into the environment can lead to serious consequences that include the risk of cancer induction in the affected population. This work intends to study the influence of the Pasquill-Gilfford atmospheric stability classes on the consequences of a simulated RDD event with respect to the risk of developing solid cancer in the exposed population. The HotSpot health Physics Code software was used for the simulation of the radiological scenario that allows to estimate the doses received by exposed individuals and the environmental contamination at the event site. The HotSpot code uses the Gaussian model to simulate the dispersion of radiological material in the atmosphere. Conservatively, it generates data to evaluate the contamination of an area of interest. These data allow to know the Total Effective Equivalent Dose (TEDE), which corresponds to the combined dose of all exposure routes (external and internal). The estimated dose was used as input data for the biostatistical model developed by the Research Foundation on Radiation Effects (RERF) to estimate the risk of the related morbidity development. The model equation estimate the risk of developing solid cancer. The data from HotSpot enabled the calculation of the affected areas, doses in each area, as well as relative risk (RR) of solid cancer estimation for the affected population, taking into account age and sex and its possible relation with the classes of atmospheric stability. These estimates can be a good resource for a first evaluation of such a scenario, accounting for the recommended dose limits for shelter and evacuation and, consequently, a valuable decision support for the ongoing radiological event.A liberação de material radioativo para o meio ambiente pode levar a sérias consequências que incluem o risco de indução de câncer na população afetada. Este trabalho pretende estudar a influência das classes de estabilidade atmosféricas de Pasquill-Gilfford sobre as consequências de um evento RDD simulado com relação ao risco de desenvolvimento de câncer sólido na população exposta. Utiliza-se o software HotSpot health Physics Code para a simulação do cenário radiológico que permite estimar as doses recebidas pelos indivíduos expostos e a contaminação ambiental no local do evento. O código do HotSpot utiliza o modelo gaussiano para simular a dispersão do material radiológico na atmosfera. De forma conservativa, gera dados para avaliar a contaminação de uma área de interesse. Esses dados permitem conhecer a Dose Equivalente Efetiva Total (TEDE), que corresponde à dose combinada de todas as vias de exposição (externa e interna). A dose estimada foi utilizada como dados de entrada para o modelo bioestatístico desenvolvido pela Radiation Effects Research Foundation (RERF) para estimar o risco de desenvolvimento de morbidade relacionável ao evento. A equação do modelo estimam o risco de desenvolver câncer sólido. Os dados do HotSpot permitiram efetuar o cálculo das áreas afetadas, doses em cada área, bem como estimativa de risco relativo (RR) de câncer sólido para a população afetada, levando em consideração idade e sexo e sua possível relação com as classes de estabilidade atmosférica. Essas estimativas podem ser um bom recurso para uma primeira avaliação de tal cenário, levando em consideração os limites de dose recomendados para abrigo e evacuação e, consequentemente, um suporte de decisão valioso para o evento radiológico em andamento
ANALYTICAL REPRESENTATION OF THE SOLUTION OF THE SPACE KINETIC DIFFUSION EQUATION IN A ONE-DIMENSIONAL AND HOMOGENEOUS DOMAIN
Get PDFIn this work we solve the space kinetic diffusion equation in a one-dimensional geometry considering a
homogeneous domain, for two energy groups and six groups of delayed neutron precursors. The proposed
methodology makes use of a Taylor expansion in the space variable of the scalar neutron ux (fast and
thermal) and the concentration of delayed neutron precursors, allocating the time dependence to the
coefficients. Upon truncating the Taylor series at quadratic order, one obtains a set of recursive systems
of ordinary differential equations, where a modi ed decomposition method is applied. The coefficient
matrix is split into two, one constant diagonal matrix and the second one with the remaining time
dependent and off-diagonal terms. Moreover, the equation system is reorganized such that the terms
containing the latter matrix are treated as source terms. Note, that the homogeneous equation system
has a well known solution, since the matrix is diagonal and constant. This solution plays the role of
the recursion initialization of the decomposition method. The recursion scheme is set up in a fashion
where the solutions of the previous recursion steps determine the source terms of the subsequent steps. A
second feature of the method is the choice of the initial and boundary conditions, which are satis ed by
the recursion initialization, while from the rst recursion step onward the initial and boundary conditions
are homogeneous. The recursion depth is then governed by a prescribed accuracy for the solution
GPU-BASED PARALLEL COMPUTING IN REAL-TIME MODELING OF ATMOSPHERIC TRANSPORT AND DIFFUSION OF RADIOACTIVE MATERIAL
Get PDFAtmospheric radionuclide dispersion systems (ARDS) are essential mechanisms to predict the consequences of unexpected radioactive releases from nuclear power plants. Considering, that during an eventuality of an accident with a radioactive material release, an accurate forecast is vital to guide the evacuation plan of the possible affected areas. However, in order to predict the dispersion of the radioactive material and its impact on the environment, the model must process information about source term (radioactive materials released, activities and location), weather condition (wind, humidity and precipitation) and geographical characteristics (topography). Furthermore, ARDS is basically composed of 4 main modules: Source Term, Wind Field, Plume Dispersion and Doses Calculations. The Wind Field and Plume Dispersion modules are the ones that require a high computational performance to achieve accurate results within an acceptable time. Taking this into account, this work focuses on the development of a GPU-based parallel Plume Dispersion module, focusing on the radionuclide transport and diffusion calculations, which use a given wind field and a released source term as parameters. The program is being developed using the C ++ programming language, allied with CUDA libraries. In comparative case study between a parallel and sequential version of the slower function of the Plume Dispersion module, a speedup of 11.63 times could be observed
Desenvolvimento de um sistema para aplicações com ativação por camada fina
Get PDFWear and its effects are the targets of many researches, mostly with the intent of minimizing
them. In those studies there are a few options on how to measure wear over a material
and/or system, and thus, define how it should be addressed. However, most of those
methods suffer from limitations such as necessity of stopping or even disassembling the
system of study and unrealistic operational conditions. One technique addresses all of
those issues and delivers precise results: the Thin Layer Activation (TLA). The objective
of this work is the development and construction of a system capable of measuring wear
rate using TLA and also the acquisition of all parameters needed for such application. To
obtain an adequate system for our objectives different approaches were made: construction
of the Wearer Device, responsible for wearing the analyzed metal piece and carrying
the fillings, this step is focused on the mechanical and chemical needs of that device;
definition and optimization of nuclear related parameters using the MCNP-X code, here
the focus are the counting geometry and the shieldings, when needed, for safe and reliable
experiments; experimental tests on the detection systems’ reliability; analysis of activation
conditions and results and; practical experiments of wear rate. After these steps the result
is a complete and ready for use system for Thin Layer Activation applications, with a
tested counting system and also a specific methodology for the analysis of the effective
activation.O desgaste e seus efeitos são alvos de diversas pesquisas, geralmente com o intuito de
minimizá-los. Nestes estudos há algumas opções para medir o desgaste sobre um material
e/ou sistema, e assim definir como ele será tratado. Porém, a maioria dos métodos sofre de
limitações como necessidade de parada, ou até desmonte do sistema e condições de operação
distantes das reais. Uma técnica atenta para estes contratempos e entrega resultados de alta
precisão: A Ativação de Camada Fina (TLA). O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento
e construção de um sistema de medição e a definição de todos os parâmetros envolvidos em
torno da aferição de desgaste a partir da TLA. Para obter um sistema adequado a nossos
objetivos diferentes abordagens foram utilizadas: a construção do aparato Desbastador,
onde o desgaste ocorre, esta etapa é focada na adequação das características mecânicas e
químicas às nossas necessidades; definição e otimização de parâmetros de cunho nuclear
utilizando da ferramenta MCNP-X, aqui foca-se nas blindagens, quando necessárias, e
nas geometrias de contagem a fim de obter um experimento seguro e preciso; testes
experimentais da funcionalidade do sistema de detecção; análise das condições de ativação
e do resultado da mesma e; resultados práticos acerca das taxas de desgaste obtidas neste
sistema. Após estas etapas o resultado é um sistema completo e pronto para aplicações
utilizando da ativação de camada fina, com todo o sistema de contagem testado, além de
uma metodologia específica para analisar a ativação efetiva
Programa de mudança organizacional no Instituto de Engenharia Nuclear - estágio atual e perspectivas
No full textO Instituto de Engenharia Nuclear, IEN, é uma unidade de pesquisa e desenvolvimento tecnológico da Comissão Nacional de Energia Nuclear, CNEN, que como organização pública precisa modernizar sua gestão no sentido de tornar-se uma instituição que busca continuamente a excelência de seu desempenho, conforme preconizado pelo Programa Qualidade e Participação na Administração Pública, QPAP (QPAP, 2000), lançado em 1998 pelo Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. A partir da percepção e conscientização deste contexto pela atual alta direção do Instituto, um programa de mudança organizacional foi iniciado em 1999 com o objetivo de implementar um processo de gestão organizacional baseado nos Critérios de Excelência do Prêmio Nacional da Qualidade PNQ (FPNQ, 2001), que leve a instituição a melhorar seu desempenho global, e de criar condições para que uma nova cultura organizacional possa emergir
Modelo integrado de gestão organizacional de excelência
No full textA partir do cenário de globalização crescente da economia mundial, as organizações passaram a deparar-se diversas ameaças e oportunidades que vêm exigindo uma avaliação de suas estratégias de atuação. A gestão adequada destas oportunidades e ameaças pode representar um fator de sobrevivência para as organizações e, portanto, tem merecido especial atenção de suas líderes, assim como tem despertado o interesse científico na pesquisa de metodologias que possam auxiliar no processo de definição das estratégias e de tomada de decisões. As organizações públicas nacionais de P&D científico e tecnológico não fogem a esse contexto, fazendo-se necessária a implementação de programas de mudança organizacional objetivando modernizá-las e torna-las suficientemente ágeis para conseguirem acompanhar as mudanças de cenário, além de procurar atender a diversos requisitos específicos impostos pelo governo e pela sociedade. O Instituto de Engenharia Nuclear, IEN, é uma unidade de P&D tecnológico, vinculado à CNEN/MCT, que iniciou em 1999 um programa de mudança organizacional em busca da excelência. Este trabalho apresenta o modelo integrado de festão organizacional sendo utilizado no IEN, baseado no Modelo de Excelência do PNQ e na técnica do Balanced Scorecard, onde a cultura da organização, que é um fator crucial para a implementação de programas de gestão pela qualidade, é levada em conta e incorporada ao processo de gestão. Este modelo encontra-se em validação no IEN e integra pesquisa doutoral em andamento na COPPE/UFRJ
Clima organizacional no IEN: indicador crucial para a excelência
No full textO processo de gestão organizacional que o Instituto de Engenharia Nuclear, IEN, adotou a partir de 1999, destaca, em suas prioridades, a melhoria contínua na busca da excelência do desempenho da Instituição. O foco no desejo do cliente interno e a necessidade de mudar, ao invés de reagir às mudanças, passaram a exigir maiores atenções, implicando com uma real ampliação da eficiência interna. Em vista do aforismo “cliente satisfeito é atendido por funcionário satisfeito”, a identificação do grau de satisfação da força de trabalho levou a realização de uma pesquisa sobre clima organizacional, PCO, como ponto de partida na elaboração de um plano de ação gerencial, objetivando elevar os índices das variáveis selecionadas como prioritárias na melhoria da satisfação dos servidores. O presente trabalho desenvolver todas as fases de uma PCO e estabelece uma metodologia de cálculo, explicitando índices por participantes e por afirmativas. A importância da PCO, como eficiente ferramenta gerencial, é tal que o IEN, no presente momento, incluiu o clima organizacional em seu painel de bordo
AN OPTIMIZATION OF A GPU-BASED PARALLEL WIND FIELD MODULE
Get PDFAtmospheric radionuclide dispersion systems (ARDS) are important tools to predict the impact of radioactive releases from Nuclear Power Plants and guide people evacuation from affected areas. Four modules comprise ARDS: Source Term, Wind Field, Plume Dispersion and Doses Calculations. The slowest is the Wind Field Module that was previously parallelized using the CUDA C language. The statement purpose of this work is to show the speedup gain with the optimization of the already parallel code of the GPU-based Wind Field module, based in WEST model (Extrapolated from Stability and Terrain). Due to the parallelization done in the wind field module, it was observed that some CUDA processors became idle, thus contributing to a reduction in speedup. It was proposed in this work a way of allocating these idle CUDA processors in order to increase the speedup. An acceleration of about 4 times can be seen in the comparative case study between the regular CUDA code and the optimized CUDA code. These results are quite motivating and point out that even after a parallelization of code, a parallel code optimization should be taken into account
Estudo de escoamentos bifásicos gás-líquido em dutos verticais e inclinados através de simulação computacional
Get PDFIn the present work, a study was carried out on two-phase gas-liquid flows, vertical and
inclined, through computer simulation using proprietary CFD software developed by
ANSYS, the CFX. In this work was used the version 17.0 of the CFX duly licensed to the
Institute of Engineering - IEN. The first part was devoted to the 3-dimensional simulation
of a density difference flow experiment of an air pocket of 100.0 mm in length in a liquid
phase stagnated inside a 24.0 mm acrylic tube diameter and 2.0 m in length. In the
experiment this air pocket is positioned at the bottom of the tube by the rapid rotation of
the tube assuming the vertical position and at inlet angles of 2,5 °, 5 °, 7,5 °, 10 ° and 15°.
The present work aimed to compare the computational results with the experimental
results. This study required a considerable amount of time for development, because the
conditions of the execution of the experiment are still little discussed in terms of
computational simulation. It took several adjustments and attempts until satisfactory
results were achieved close to the physical reality of experience. In this first study the
objective was to obtain in the simulations the morphological aspect of the air pocket and
its velocity of displacement through a liquid phase composed of water or glycerin, as close
as possible to the experimental results. In the second part of this study, the simulation
was carried out using software of an experiment under construction to test two-phase
upward flow with forced circulation in an acrylic tubing of 52.5 mm in diameter and 8.0 m
in length. A vertical two-phase, air-water vertical flow map, notably recognized and
elaborated by Taitel et al. In 1980, was used as a guide. Certain points on this map,
corresponding to the types of vertical flows of two phases were selected, and the velocity
data surface of each phase used as boundary condition in computational simulations.
Simulations with these same data were also performed for flow slope conditions of 15 °,
30 ° and 45 °. These simulations were performed in transient mode at the elapsed time of
15 s. The visual results obtained were in profiles of variation on a plane and in 3
dimensions by isovolumes, both representing the variation of the parameters volumetric
fraction, physical and superficial velocity. The graphs of volumetric fraction and physical
and superficial velocities of the phases for this time and the stipulated inclinations were
obtained. Through these graphs it was found that the significant variations in the flows
occur in the range of 0 ° to 15 °, and that from 15 ° to 45 ° these are little expressive.No presente trabalho foi desenvolvido um estudo sobre os escoamentos bifásicos gáslíquido
verticais e inclinados, através da simulação computacional utilizando um software
proprietário de CFD desenvolvido pela empresa ANSYS, o CFX. Neste trabalho utilizouse
a versão 17.0 do CFX devidamente licenciado para o Instituto de Engenharia - IEN. A
primeira parte dedicou-se à simulação em 3 dimensões de uma experiência de
escoamento por diferença de densidade, de um bolsão de ar de 100,0 mm de
comprimento, em uma fase líquida Inicialmente Estagnada dentro de um tubo de acrílico
com 24,0 mm de diâmetro e 2,0 m de comprimento. Na experiência este bolsão de ar é
posicionado na parte inferior do tubo pela rápida rotação do tubo assumindo a posição
vertical e em ângulos de inlinação de 2,5°, 5°, 7,5°, 10° e 15°. O presente trabalho visou
comparar os resultados computacionais com os experimentais. Este estudo demandou
um tempo considerável para desenvolvimento, por causa das condições de execução da
experiência serem ainda pouco abordadas em termos de simulação computacional.
Foram necessários vários ajustes e tentativas, até se alcançar resultados satisfatórios
próximos da realidade física da experiência. Neste primeiro estudo o objetivo foi
conseguir nas simulações o aspecto morfológico do bolsão de ar e sua velocidade de
deslocamento através de uma fase líquida composta de água ou glicerina, o mais próximo
possível dos resultados experimentais. Na segunda parte deste estudo, fez-se a
simulação por meio do software, de um experimento em construção destinado a ensaiar
escoamentos bifásicos ascendentes com circulação forçada, numa tubulação de acrílico
de 52,5 mm de diâmetro e 8,0 m de comprimento. Utilizou-se como guia neste estudo,
um mapa de escoamentos bifásicos verticais ascendentes ar-água, notadamente
reconhecido e elaborado por Taitel et al em 1980. Determinados pontos neste mapa,
correspondentes aos tipos de escoamentos bifásicos verticais foram selecionados, e os
dados de velocidade superficial de cada fase usados como condição de contorno nas
simulações computacionais. Foram realizadas ainda, simulações com esses mesmos
dados para condições de inclinação do escoamento de 15°, 30° e 45°. Estas simulações
foram executadas em modo transiente no tempo decorrido de 15 s. O resultados visuais
obtidos foram em perfis de variação sobre um plano e em 3 dimensões por isovolumes,
ambos representando a variação dos parâmetros fração volumétrica, velocidade física e
superficial. Foram obtidos os gráficos de fração volumétrica e velocidades fisica e
superficial das fases para este tempo e as inclinações estipuladas. Através desses
gráficos constatou-se que as variações significativas nos escoamentos ocorrem na faixa
de 0° a 15°, e que a partir de 15° até 45° estas são pouco expressivas