Ementas
MESTRADO ACADÊMICO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA NUCLEARES - 2024
DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS DO PRIMEIRO PERÍODO
Física de Reatores I
Código: CTN-200
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
1-Conceitos Básicos da Física de Reatores Nucleares: Decaimento Radioativo, Estabilidade Nuclear, a Física dos Nêutrons, o Espectro 1/E, Seções de Choque, Ressonâncias, Reações Nucleares, Reação em Cadeia, Moderação de Nêutrons, Letargia, Número Médio de Colisões, Poder de Moderação, Razão de Moderação, Energia de Ligação, Energia Liberada por Fissão, Nêutrons Emitidos por Fissão, Nêutrons Prontos e Nêutrons Atrasados.
2-Introdução à Criticalidade de Reatores Nucleares: Fator de Multiplicação, Criticalidade Nuclear, Fórmulas de Fatores, Buckling Geométrico e Material, Conceito de Reatividade.
3-Introdução ao Transporte de Nêutrons: Densidade e Fluxo de Nêutrons, Densidade de Corrente, Taxas de Interação, Balanço de Nêutrons, Obtenção da Equação de Difusão de Nêutrons Multigrupo.
4-Cinética do Reator: Período do Reator, Comportamento Transiente do Reator, O Modelo da Cinética Pontual, Controle do Reator Nuclear e Reatividade de Realimentação.
Bibliografia:
1-Introduction to Nuclear Reactors Theory, Lamarsh, John R., Massachusetts: Addison-Wesley, 1966.
2-Nuclear Reactor Analysis, Duderstadt, James J. & Hamilton, Lous, J., New York: John Wiley, 1976.
3-Introduction to Nuclear Engineering, Lamarsh, John R. & Baratta, Anthony J., 3º Edição, New Jersey: Prentice Hall, 2001.
4-Nuclear Reactor Physics, Stacey, Weston M., 2º Edição, Weinheim: Wiley-VCH, 2007.
5-Neutron Physics, Reuss, Paul, Les Ulis: EDP Sciences, 2008.
Engenharia de Reatores I
Código: CTN-201
Carga Horária: 32
Créditos 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
1-Introdução à Engenharia de Reatores - Termodinâmica de centrais nucleares: Ciclo de Rankine simples e complexos. Ciclo de Brayton simples e complexos. Ciclo binário.
2-Princípios de Projeto Térmico: Características Gerais de uma Usina Nuclear influenciadas por considerações termohidráulicas e limites de projeto térmico.
3-Geração de Calor em Reatores.
4-Análise Termodinâmica de Centrais Nucleares PWR.
5-Condução de calor nos elementos combustíveis e Transferência de calor para o refrigerante
Bibliografia:
1-Nuclear Systems I: Thermal Hydraulics Fundamentals, Todreas & Kazimi
2-Introduction to Nuclear Engineering, John R. Lamarsh
3-Nuclear Heat Transport, Mohamed Mohamed El-Wakil
Radiações Nucleares e suas Interações com a Matéria
Código: CTN-204
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
Fornecer conhecimentos básicos sobre i) origens da radiação ionizante, radioatividade natural e artificial, eletromagnética e particulada; ii) estrutura atômica e nuclear, tipos de radiação, formação de radioisótopos, decaimento radioativo; iii) radiação direta e indiretamente ionizante, energia das radiações e intensidade relativa; iv) equilíbrios da radiação e partículas carregadas, interação das radiações carregadas e não carregadas com a matéria iii) modos de interação com a matéria, definição de seção de choque e atenuação exponencial, iv) Interação de fótons: Espalhamento Compton e Rayleigh, Efeito Fotelétrico e Produção de Pares v) Poder de Freamento e Alcance de Partículas, vi) Radiação e Dose: Transferência Linear de Energia, vii) Efeitos biológicos diretos e Indiretos da Radiação viii) Resultados da interação da radiação com a célula.
Bibliografia:
1-Attix, F. H. 1986. Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry. New York. John Wiley & Sons
2-Eisenbud, M & Gesell, T. 1997. Environmental Radioactivity. San Diego. Academic Press
3-Knoll, G. F. 2010.Radiation Detection and Measurements. New York. John Wiley & Sons
Ciclo do Combustível Nuclear
Código: CTN-211
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
Combustível Nuclear; Ciclo Aberto e Ciclo Fechado; Mineração; Tratamento Físico do Minério; Produção de Concentrados de Urânio; Conversão; Enriquecimento; Fabricação dos Elementos Combustíveis; Utilização no Reator; Reprocessamento e Tratamento dos Rejeitos.
Bibliografia:
1- Páginas na internet da CNEN, INB, WNA, IAEA, etc.
2- Uranium Enrichment Plant Characteristics - A Training Manual for the IAEA. J. M. Whitaker, October 2019, Prepared By Oak Ridge National Laboratory, US Department Of Energy.
3- Advances in Nuclear Fuel Chemistry. A volume in Woodhead Publishing Series in Energy
Book, 2020, edited by: Markus H.A. Piro.
DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS DO SEGUNDO PERÍODO
Proteção Radiológica
Código: CTN-207
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
Fornecer conhecimentos básicos sobre radiação ionizante, efeitos induzidos e modos de medição; termos e conceitos gerais de metrologia, grandezas radiológicas e sistemas de unidade; instrumentos de medição; programas de monitoração ocupacional e ambiental, planos de radioproteção; normas básicas de radioproteção e recomendações de segurança; atendimento a situações de emergência.
Bibliografia:
Apostila: Grandezas Radiológicas e Unidades Normas Básicas de Radioproteção CNEN-NN 3.01 Basic Safety Series 115-IAEA 6.
Reatores Nucleares Avançados e Inovadores
Código: CTN-212
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
O papel da energia nuclear na crise energética mundial e no problema do desenvolvimento sustentável. Novos conceitos de reatores nucleares (ADS, ISPR, VHTGR, etc..). A metodologia do INPRO - "International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles " da Agencia Internacional de Energia Atômica e do GIF -" Generation IV Forum" do Despartamento de Energia dos EUA para Avaliação comparativa de novos conceitos e tecnologias de reatores.
Bibliografia:
- US DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee. " A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Systems". US DOE, 2002.
- International Panel on Climate Change (IPCC). " Climate Change 2007: Synthesis Report". IPCC, 2007.
Engenharia de Reatores II
Código: CTN-007
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
1. Análise Térmica de Elementos Combustíveis: condução de calor no combustível, propriedades térmicas do U02, distribuição de temperatura com combustíveis tipo placa e tipo vareta, elementos re-estruturados, resistências térmicas entre pastilha e refrigerante, temperatura ao longo de canais refrigerantes. 2. Mecânica dos Fluídos Monofásica: escoamento invíscido, fundamentos do escoamento viscoso, escoamento laminar dentro de canais, escoamento turbulento dentro de canais, perda de pressão em feixes de varetas, perdas de pressão em mudanças abruptas de área. 3. Transferência de Calor em Regime Monofásico: fundamentos da análise de transferência de calor, transferência de calor laminar em tubos.
Bibliografia:
1. Nuclear Systems I, Todreas & Kazimi.
2. Introduction to Nuclear Engineering, John R. Lamarsh.
Física de Reatores II
Código: CTN-213
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
A difusão de nêutrons: A Lei de Fick e a Equação da continuidade; Equação da difusão de nêutrons monoenergética e suas soluções elementares; Equação da difusão de nêutrons multigrupo e cálculo do fator de multiplicação através da equação de difusão a dois grupos de energia; Modelo da Cinética Pontual; Modelo da Cinética Espacial; Soluções das Equações da Cinética Espacial em 1D, 2D e 3D; Modelo de Realimentação Termo hidráulica.
Bibliografia:
1. Introduction to Nuclear Reactors Theory, Lamarsh, John R., Massachusetts: Addison-Wesley, 1966.
2. Nuclear Reactor Analysis, Duderstadt, James J. & Hamilton, Lous, J., New York: John Wiley, 1976.
3. Introduction to Nuclear Engineering, Lamarsh, John R. & Baratta, Anthony J., 3º Edição, New Jersey: Prentice Hall, 2001.
4. Nuclear Reactor Physics, Stacey, Weston M., 2º Edição, Weinheim: Wiley-VCH, 2007.
5.Neutron Physics, Reuss, Paul, Les Ulis: EDP Sciences, 2008.
Engenharia de Fatores Humanos I
Código: CTN-020
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Métodos Computacionais Aplicados
Ementa:
Conceitos básicos. Modelos utilizados na abordagem do trabalho humano. Conceito de Tarefa e Atividade. Teoria de Sistemas. Teoria da Complexidade. Ergonomia cognitiva. Métodos para análise de tarefas cognitivas. Acidentes e sistemas complexos. Conceito de Engenharia de Resiliência, Robustez, Gestão de Crises, Confiabilidade Humana.
Bibliografia:
DEKKER S., Ten questions about human erros, 2005, Laourence Erlbaum.
CRANDAL, KLEIN & HOFFMANA, Working minds, 2006, MIT press.
CARVALHO & VIDAL Ergonomia Cognitiva, 2008, Editora Virtual Científica.
PERROW C. Normal Accidents; Living with high risk technologies. Princenton University Press, 1999, ISBN 0-691-00412-9.
REASON J. Human Error. Cambridge, Cambridge University Press, 1999, ISBN 0-521-31419-4.
HOLLNAGEL, Erik. Barriers and accident prevention. Ashgate Publishing Limited. 2006, ISBN 0754643018.
VICENT, Kim. The Human factor. Routledge, 2004, ISBN 041597064-4.
WOODS, David; Hollnagel, Erik. Joint Cognitive systems. Patterns in cognitive systems engineering. Taylor and Francis, 2006. ISBN 84933933.
WOODS, David; Hollnagel, Erik. Resilience engineering: concepts and precepts.
Ashgate Publishing Limited, 2006, ISBN:0754646416.
WILSON & CORLETT Eds, Evaluation of Human Work, 3rd edition, Taylor & Francis 2005
HANDBOOK OF HUMAN FACTOR AND ERGONOMICS, G. Salvendry Ed., John Wiley, 2006.
Inteligência Artificial I
Código: CTN-019
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Métodos Computacionais Aplicados
Ementa:
Representação do conhecimento. Redes neurais artificiais. Algoritimos genéticos.
Conteúdo Programático:
I. Introdução
1.1. Representação do conhecimento.
1.2.O paradigma simbolista.
1.3. O paradigma conexionista.
1.4.Noções de sistemas especialistas.
2.Redes Neurais Artificias
2.1.Conceitos introdutórios.
2.2.Paradigmas de aprendizado.
2.3.O neurônio artificial.
2.4.Redes multicamadas.
2.5.Algoritimo de retropropagação de erro (backpropagation).
3.Algoritimos Genéticos
3.1.Conceitos introdutórios.
3.2.Operadores genéticos.
3.3.Teoria dos esquemas.
3.4.Modelagem e solução de problemas via Algoritimos Genéticos.
Bibliografia:
1. Haykin, S, Neural Networks - A Comprehensive Foundation, Macmillam College Publishing Company, New York, 1994.
2.Golberg, D.E. , Genetic Algorithms in Searh Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley, 1989.
3.Stuart J.Russell, Peter Norvig, Artificial Intelligene: A Modern Approach, 1994.
4. Patrick Henry Winston, Artificial Intelligence, 1992.
Detecção de Radiações Nucleares
Código: CTN-208
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
- Descrição dos princípios de detecção da radiação gama e raios X: detectores de radiação; modos de operação de detectores; sistemas de medição da radiação nuclear; sistema de aquisição de pulsos; comparação entre detectores; relação entre taxa de contagens e atividade de fontes.
- Definição das propriedades gerais de detectores: formação de pulsos; curvas de eficiência e resolução em energia; análise de amplitude de pulsos, tempo morto, ângulo sólido; calibração em energia; estabelecimentos de relações entre as eficiências absoluta e intrínseca; caracterização e análise das relações de Distribuição de Altura de Pulsos e Espectros de energia, coeficiente de atenuação mássico.
- Introdução à interação de radiação gama e raios X com a matéria; produção de raios X.
- Fundamentos de espectrometria gama e raios X: Influência dos princípios básicos da interação da radiação gama e raios X em detectores.
- Estudo de detectores, energia média, formação de pulso, regiões de operação:
i) Cintilação: (eficiência de cintilação, emissão de luz); levantamento de curva de operação para NaI(Tl); fotomultiplicadoras e fotodiodos.
ii) A gás: Câmaras de Ionização; Proporcionais; Geiger-Muller.
iii) Semicondutores: Si, HpGe e CZT.
- Descrição do Sistema de contagem das radiações: instrumentação eletrônica, cadeias de medição, pré-amplificadores e amplificadores, analisador monocanal e multicanal; Programas de aquisição de dados.
Bibliografia:
- G. F. Knoll, “Radiation Detection and Measurement”, 2nd Edition, 1988. John Wiley & Sons.
- F. H. Attix, “Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry”, 1986. John Wiley & Sons.
- Nicholas Tsoulfanidis, “Measurement and Detection of Radiation”, 2nd Edition, 1995. Tayllor & Francis.
Fundamentos de Metrologia
Código: CTN-220
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
- Metrologia – Introdução
1.1. Definição
1.2. Significado da medição
1.3. História da Metrologia
- A estrutura Metrológica Brasileira
2.1 SINMETRO, CONMETRO, INMETRO
2.2 Metrologia Científica - Industrial e Legal
2.3 Rede Brasileira de Calibração
2.4 Rede Brasileira Laboratórios de Ensaio
2.5 Arranjo de Reconhecimento Mútuo
2.6 Acreditação e Certificação
- Sistema Internacional de Unidades
3.1 Unidades Fundamentais
3.2 Unidades Derivadas e unidades oficialmente aceitas no SI
3.3 Prefixos do SI
3.4 Massa e peso
- Termos Fundamentais em Metrologia
4.1 Nas Medições
4.2 Nos Resultados de Medição
4.3 Nos Padrões
- Medição
5.1 O processo de Medição
5.2 Erros nas medições
5.3 Classificação de erros
5.4 Relatando o resultado de uma medição
- Confiabilidade Metrológica e Garantia da Qualidade dos Resultados
6.1 Validação de Métodos
6.2 Programas de Comparações Interlaboratoriais
6.3 Materiais de referência Certificados
- Avaliação da Incerteza em Medições
7.1 Incerteza padrão
7.2 Incerteza combinada
7.3 Incerteza expandida
Bibliografia:
- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 17025: Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração. Rio de Janeiro, 2017.
- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 17043: Avaliação da conformidade - requisitos gerais para a competência de provedores de ensaios de proficiência. Rio de Janeiro, 2024.
- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 17034: Requisitos gerais para a competência de produtores de material de referência. Rio de Janeiro, 2017.
- COSTA-FELIX, Rodrigo P. B.; BERNARDES, Américo. Metrologia Vol. 1: Fundamentos. 1ª Ed. Rio de Janeiro: Editora Brasport, 2017.
- INMETRO, 2012. Vocabulário Internacional de Metrologia: Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012). Duque de Caxias, RJ. INMETRO, 2012.
- INMETRO, 2012. Avaliação de dados de medição: Guia para a expressão de incerteza de medição – GUM 2008. Duque de Caxias, RJ: INMETRO/CICMA/SEPIN, 2012.
- INMETRO, 2021. Sistema Internacional de Unidades (SI) / Tradução do Grupo de Trabalho luso-brasileiro do Inmetro e IPQ. — Brasília, DF: Inmetro, 2021.
- THEISEN, Álvaro Medeiros de Farias. Fundamentos da Metrologia Industrial: aplicação no processo de certificação ISO 9000. 1ª. Ed. Porto Alegre: Suliani - Editografia Ltda, 1997.
DISCIPLINAS OBRIGATÓRIAS DO TERCEIRO PERÍODO
Gerenciamento de Rejeitos Radioativos
Código: CTN-044
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Todas
Ementa:
Módulo 1: Princípios do Gerenciamento dos Rejeitos Radioativos
1.1. Cenário Atual do Brasil
Módulo 2: Classificação dos Rejeitos Radioativos
2.1.Estado Físico
2.2.Tipo de Emissores
2.3.Nível de Atividade
2.4. Salvaguardas
2.5. Normas Aplicáveis ao Gerenciamento de Rejeitos Radioativos
Módulo 3: Ciclo do Combustível e Fontes de Rejeitos Radioativos
3.1. Mineração e Moagem
3.2. Enriquecimento
3.3. Fabricação do Combustível
3.4. Operação do Reator
Módulo 4: Técnicas para Minimização de Rejeitos
4.1. Redução da Fonte
4.2. Reciclagem e Reuso
4.3.Otimização do Gerenciamento dos Rejeitos
Módulo 5: Técnicas para Tratamento de Rejeitos
5.1. Pré-tratamento
5.2. Rejeitos Sólidos
5.3. Rejeitos Líquidos
5.4. Rejeitos Gasosos
5.6. Automação em processos para tratamento de Rejeitos
Módulo 6: Técnicas para Imobilização de Rejeitos
6.1. Cimentação
6.2. Betumização
6.3. Vitrificação
Módulo 7:Técnicas para Armazenamento de Rejeitos
7.1. Dry Cask
7.2. Spent Fuel Pool
7.3. Disposição
7.2.1. Limitações ao Descarte de Rejeitos Sólidos, Líquidos e Gasosos
7.2.2. Depósitos Próximos a Superfície
7.2.3. Depósito Subterrâneos/Geológicos
Módulo 8: Regulamentação Aplicável ao Transporte de Rejeitos Radioativos
Módulo 9: Tópicos Especiais
9.1. Reprocessamento
9.1.1. Processos Radioquímicos para Recuperação/Reprocessamento de Rejeitos
9.2. Partição e Transmutação
9.3. Perspectivas Futuras para o Brasil na área de Gerenciamento dos Rejeitos Radioativos
Bibliografia:
1. IAEA, 1994. Classification of Radioactive Waste a Safety Guide. Safety Series nº 111-G-1.1. IAEA, 1992.
2. Minimization and Segregation of Radioactive Wastes. TECDOC-652. IAEA, 1995.
3. The Principles of Radioactive Waste Management. Safety Series 111 F. OECD/NEA, 2006.
4. Advanced Nuclear Fuel Cycles and Radioactive Waste Management. CNEN, 1985.
5. Gerência de Rejeitos Radioativos em Instalações Radiativas, NE-6.05. OJOVAN, M.I. e LEE Na, W.E., 2005.
6. Introduction to Nuclear Waste Immobilization. Ed. Elsevier.
Física de Reatores Experimental
Código: CTN-012
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
1. Descrição do Reator Argonauta;
2. Operação do Reator Argonauta;
3. Aproximação Subcrítica (Criticalidade);
4. Calibração de Barra De Controle;
5. Coeficiente de Temperatura;
6. Coeficiente de Vazios;
7. Neutrongrafia;
8. Medida de Fluxo De Nêutrons;
9. Detecção de Nêutrons;
10. Medidas de Seção De Choque.
Bibliografia:
1. Manual do Reator Argonauta, SEREA, IEN.
2. Introduction to Nuclear Reactors Theory, Lamarsh, John R., Massachusetts: Addison-Wesley, 1966.
3. Nuclear Reactor Analysis, Duderstadt, James J. & Hamilton, Lous, J., New York: John Wiley, 1976.
4. Introduction to Nuclear Engineering, Lamarsh, John R. & Baratta, Anthony J., 3º Edição, New Jersey: Prentice Hall, 2001.
5. Nuclear Reactor Physics, Stacey, Weston M., 2º Edição, Weinheim: Wiley-VCH, 2007.
6. Neutron Physics, Reuss, Paul, Les Ulis: EDP Sciences, 2008.
Engenharia de Reatores III
Código: CTN- 011
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
- Conceitos básicos de termodinâmica. -Equações de Transporte para Escoamento Bifásico. -Dinâmica de Escoamento Bifásica: Modelos de escoamento, Padrões de escoamento e Relações de queda de pressão. -Regimes de Transferência de Calor Bifásica. Ebulição subresfriada, Ebulição Nucleada, etc...
Bibliografia:
Nuclear Systems I: Thermal Hydraulics Fundamentals Authors: Todreas & Kazimi Introduction to Nuclear Engineering Author: John R. Lamarsh Nuclear Heat Transport Author: Mohamed Mohamed El-Wakil.
Métodos Numéricos
Código: CTN- 009
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
Classificação das equações diferenciais (elipticas, parabólicas, hiperbólicas). Técnicas de Aproximação e discretização: introdução aos métodos de diferenças finitas e de elementos finitos. Formas conservativas e não conservativa das equações de balanço. Conceitos de consistência, estabilidade e convergência. Aplicações de técnicas de discretização às equações de calor, convecção-difusão e difusão de nêutrons. Discretizações temporais explícita e implícita. Upwind e viscosidade numérica. Solução analítica de equações discretizadas e análise de estabilidade de Von Neumann.
Bibliografia:
1. Técnicas Computacionais para Dinâmica dos Fluidos - Conceitos Básicos e Aplicações. Armando de Oliveira Fortuna. EdUSP, 2000.
2. D.A. Anderson, J.C. Tannehill, R.H. Pletcher. "Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer. 2nd Ed." Taylor & Francis, 1997.
Tópicos Especiais em Física de Reatores
Código: CTN- 130
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Tecnologia e Segurança de Reatores Nucleares
Ementa:
Disciplina ministrado pelo orientador do discente com ementa variável.
Bibliografia:
Indicada pelo orientador.
Estatística para Experimentos
Código: CTN-221
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
1. Estatística descritiva 2. Métodos não paramétricos 3. Análise de distribuição 4. Cálculo de dose para indivíduos do público 5. Cálculo de dose em biota 6. Análise de incertezas 7. Interpretação probabilística de resultados
Bibliografia:
MORETTIN, P. A. & BUSSAB, W. O. (2010) Estatística Básica. 6a ed. São Paulo: Saraiva. MARTINS, Gilberto de Andrade & DOMINGUES, Osmar. (2011) Estatística Geral e Aplicada. 4a ed. São Paulo: Atlas. CRESPO, A. A. (2009) Estatística Fácil. 19a ed. São Paulo: Saraiva.
Fundamentos de Radioquímica
Código: CTN-222
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
1. Estrutura Atômica O átomo;
1.1. Modelo Atômico: Evolução histórica;
1.2. Processos de Ionização.
2. Núcleo Atômico
2.1. Estrutura Nuclear;
2.2. Estabilidade Nuclear.
3. Radioatividade
3.1. Descobrimento;
3.2. Elementos Radioativos na natureza;
3.3. Meia-vida;
3.4. Decaimento Radioativo;
3.5. Reações Nucleares.
4. Proteção Radiológica Aplicada
4.1. Princípios de proteção radiológica;
4.2. Rejeitos Radioativos.
5. Química de Elementos Radiativos
5.1. Comportamento químico;
5.2. Reações Químicas envolvidas;
5.3. Radioquímica de elementos radioativos;
5.4. Aplicações em meio ambiente, saúde e indústria.
6. Produção de Radionuclídeos Principais métodos;
6.1. Técnicas de Separação;
6.2. Técnicas Analíticas.
7. Produção de Radiofármacos
7.1. Comportamento Químico dos Radionuclídeos;
7.2. Métodos de Síntese;
7.3. Efeitos da radiação em estruturas químicas: radiólise e formação de produtos secundários;
7.4. Controle de Qualidade.
8. Técnicas Instrumentais na radioanálise
8.1. Detecção e medida de radiações;
8.2. Técnicas analíticas químicas.
Bibliografia:
- FRIEDLANDER, G.; KENNEDY, J.; MACIAS, E.; MILLER, J. Nuclear and Radiochemistry. 3. ed. New York: Wiley, 1981.
- LIESER, Karl Heinrich; KRATZ, Jens-Volker. Nuclear and Radiochemistry: Fundamentals and Applications. 3. ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2001.
- SAHA, Gopal B. Fundamentals of Nuclear Pharmacy. 6. ed. New York: Springer, 2010. ISBN 978-1-4419-5859-4.
- SOOD, D. D.; REDDY, A. V. R.; RAMAMOORTHY, N. Fundamentals of radiochemistry. 4. ed. Mumbai: IANCAS, 2010.
- Artigos de periódicos nacionais e internacionais relacionados aos temas abordados nas aulas.
Práticas de Técnicas Nucleares
Código: CTN-210
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
1 – TÉCNICAS COM O USO DE ACELERADORES - Divisão de Radiofármacos (DIRA) Apresentação da Técnica de Ativação em Camada Fina - Thin Layer Activation (TLA), com o uso de feixe de prótons de 24 MeV do Ciclotron CV-28 do IEN: Aula teórica com os fundamentos da técnica de TLA e apresentação dos dados nucleares relativos à produção do 56Co; Aula prática com a realização da irradiação de um conjunto de lâmina de aço com feixe prótons no CV-28; Determinação do perfil de ativação de 56Co ao longo da espessura das amostras por meio da espectrometria de raios-gama das lâminas irradiadas. 2 – TÉCNICAS COM USO DE REATOR - Serviço do Reator Argonauta (SEREA) Princípios da Técnica Neutrongráfica (radiografia com nêutrons); Conceitos e Aplicações da Neutrongrafia; Problemas Experimentais Práticos: Neutrongrafia com Filmes radiográficos; Neutrongrafia em tempo Real; Análise por Ativação Neutrônica; Medida de Fluxo de Nêutrons. 3 – TÉCNICAS COM USO DE DENSITOMERIA GAMA E MODELAGEM MATEMÁTICA - Divisão de Radiofármacos (DIRA) Modelagem matemática de detectores; Funções Resposta (Eficiência e Resolução em energia); Código MCNP-X; Estudo da Interface gráfica Visual Editor (VISED); Definição de tipos de emissão de diferentes fontes de radiação gama; Problemas Experimentais Práticos: Frações de Volume; Cálculo de coeficiente de atenuação, densidade e espessura de materiais; Cálculo de colimadores e blindagem.
Bibliografia:
ACELERADORES DE PARTÍCULAS i. G. F. Knoll, “Radiation Detection and Measurement”, 3nd Edition, 2000. John Wiley & Sons. ii. H. Enge, “Introduction to Nuclear Physics”, 1999, Addison-Wesley Publishing Company. Bibliografia: NEUTRONGRAFIA i. Domanus, J. C., Practical Neutron Radiography, Commission of the European Communities, Kluwer Academic Publishers, 1 ed., 1992. ii. Crispim, V. R., Desenvolvimento de Ensaios Não Destrutivos com Neutrongrafia, Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1993. iii. Ferreira, F. J. O., Estudo para Implantação de um Sistema Eletrônico para Aquisição de Imagens Neutrongráficas no Reator Argonauta do IEN/CNEN, tese de Mestrado, COPPE/UFRJ, rio de Janeiro (2003). Bibliografia: DENSITOMETRIA GAMA E CÓDIGO MCNP-X i. G. F. Knoll, “Radiation Detection and Measurement”, 2nd Edition, 1988. John Wiley & Sons. ii. Nicholas Tsoulfanidis, “Measurement and Detection of Radiation”, 2nd Edition, 1995. Tayllor & Francis. MCNP-X TM User’s Manual, Version 2.5.0. LA-CP-05-0369. Pelowitz D.B., 2005. Los Alamos National Laboratory. iii. MCNP Visual Editor Computer Code Manual. For Vised Version 19K. Released November, 2005. L.L. Carter and R.A. Schwarz. iv. Compendium of Material Composition Data for Radiation Transport Modeling. Revision 1 R.J. McConn Jr., C.J. Gesh, R.T Pagh, R.A. Rucker and R.G. Williams III.
Modelagem por Método de Monte Carlo
Código: CTN-209
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
1.Introdução aos princípios básicos e aplicações gerais do Método de Monte Carlo. 2.Aplicação do Método de Monte Carlo em cálculo do transporte da radiação. 3.Estudo do código de transporte de radiação MCNP (Monte Carlo N- Particle); descrição do arquivo de entrada do MCNP; definição dos cartões de células, superfícies e dados; interpretação de resultados – Arquivo de saída do MCNP; caracterização dos materiais no MCNP. 4.Comparação entre modelagem matemática com resultados experimentais – Problemas Práticos. 5.Interface gráfica Visual Editor (VISED) – Exemplos; construção de geometrias utilizando o programa VISED.
Bibliografia:
1.MCNP-X TM User’s Manual, Version 2.5.0. LA-CP-05-0369. Pelowitz D.B., 2005. Los Alamos National Laboratory. 2.MCNP Visual Editor Computer Code Manual. For Vised Version 19K. Released November, 2005. L.L. Carter and R.A. Schwarz. 3.Compendium of Material Composition Data for Radiation Transport Modeling. Revision 4. R.J. McConn Jr., C.J. Gesh, R.T Pagh, R.A. Rucker and R.G. Williams III.
Tópicos Especiais em Aplicações Nucleares
Código: CTN- 223
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
Disciplina ministrado pelo orientador do discente com ementa variável.
Bibliografia:
Indicada pelo orientador.
Tópicos Especiais em Avaliação de Impacto Ambiental
Código: CTN- 037
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Aplicações de Técnicas Nucleares na Indústria, Saúde, Segurança e Meio Ambiente
Ementa:
Disciplina ministrado pelo orientador do discente com ementa variável.
Bibliografia:
Indicada pelo orientador.
Engenharia de Fatores Humanos II
Código: CTN-105
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Métodos Computacionais Aplicados
Ementa:
A Engenharia Cognitiva estuda como os seres humanos podem lidar e tratar a complexidade dos processos nos ambientes tecnológicos. Paradoxalmente, a mesma complexidade dos ambientes tecnológicos que precisamos domar, proporciona também as bases das habilidades necessárias para lidarmos com ela. Esta complexa conjunção de objetivos e dos meios para atingi-los é desenvolvida nos conceitos, nas teorias e métodos que são usados para compreender a situação dos seres humanos no trabalho. Ementa: 1) a necessidade da ergonomia cognitiva, 2) a evolução do trabalho humano (aspectos do desempenho humano em sistemas complexos), 3) como lidar com sistemas sócio-técnicos complexos, 4) o uso de artefatos e da tecnologia, 5) os sistemas cognitivos, 6) controle e cognição, 7) aplicações da ergonomia cognitiva, 8) métodos para a análise da atividade de trabalho (análise da atividade, etnografia, mapas conceituais, elicitação de conhecimento, método da decisão crítica, registro e análise de protocolos de comunicação, registro e análise de vídeos). Questões fundamentais que o curso auxiliará na resposta: O que é Engenharia de Sistemas Cognitivos? Como diferenciá-lo da abordagem tradicional da engenharia de fatores humanos? Quais métodos podem ser usados para analisar a interação humano-sistema? Quais os fundamentos do processamento de informações pelos seres humanos para entender e avaliar as interações humano-sistema? Quais teorias podem explicar os diversos tipos de “erros” cometidos pelas pessoas? O que pode facilitar a ocorrência de erros humanos em sistemas complexos? Quais são as abordagens utilizadas para o projeto de sistemas de suporte as tomadas de decisão em situações normais, degradadas e de crise/catástrofe? Como estas abordagens podem afetar o desempenho das pessoas? Qual o papel da Tecnologia de Informação no suporte da atividade humana em situações complexas Método: Compreende aulas expositivas, seminários dos alunos e estudo de situações complexas reais ou análise de simulações de atividades complexas no Laboratório de Interface Homem-Sistema do Instituto de Engenharia Nuclear. Critério de Aprovação: Relatório do estudo de caso em análise do trabalho cognitivo (ATC) de situações reais (análise de acidentes, etc.)
Bibliografia:
Crandall, B., Klein,G. e Hofmam,R. (2006). Working Minds: a practitioners guide to Cognitive Task Analysis. MIT Press, Cambridge. Hollnagel, E. e Woods,D.D.(1982)(1999). Cognitive Systems Engineering: New wine in new bottles. Int. Journal Human-Computer Studies,51,339-356. Hollnagel, E. e Woods,D.D.(2005). Joint Cognitive Systems: Foundations of Cognitive Systems Engineering. Taylor and Francis/CRC Press, Boca Raton, Florida. Hollnagel,E. e Woods,D.D.(2006). Joint Cognitive SystemsPatterns in Cognitive Systems Engineering. Taylor and Francis/CRC Press, Boca Raton, Florida. Schneiderman,B.(2006). O Laptop de Leonardo. Nova Fronteira,Rio de Janeiro. Carvalho P., Vidal M. (2008). Ergonomia Cognitiva. Editora Virtual
Tópicos Especiais em Inteligência Artificial
Código: CTN-126
Carga Horária: 32
Créditos: 04
Área de Concentração: Métodos Computacionais Aplicados
Ementa:
Disciplina ministrado pelo orientador do discente com ementa variável.
Bibliografia:
Indicada pelo orientador.