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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.85.2014.tde-26102015-100326
Documento
Autor
Nome completo
Rosana Stacchini Lourenço Miyano
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Rossi, Jesualdo Luiz (Presidente)
Jesus, Edilson Rosa Barbosa de
Takiishi, Hidetoshi
Título em português
Estudos de compactação de pó de níquel para produção de alvos de irradiação
Palavras-chave em português
alvos de irradiação
compactados de níquel
metalurgia do pó
sinterização
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma forma alternativa de se produzir alvos para irradiação contendo urânio, destinados à produção do par de radionuclídeos 99Mo-99mTc. Estes alvos foram obtidos por metalurgia do pó, utilizando-se pós de níquel e de cobre, servindo o compactado como meio de encapsulamento para um cilindro de urânio a ser irradiado. O desenvolvimento compreendeu as etapas de caracterização química e física dos pós-utilizados. Os alvos foram compactados em prensa uniaxial e em prensa isostática a frio. As amostras foram sinterizadas em três atmosferas diferentes: argônio, hidrogênio e em alto vácuo. Quando do uso conjunto de cobre e níquel, foi feita sinterização por dois corpos, i.e., um compactado de níquel contendo o núcleo para ser irradiado e um compactado de cobre para servir de infiltrante. Isto, visando a eliminação de porosidade interconectada, permitindo o selamento do conteúdo físsil no interior do compactado. Os alvos após sinterização foram caracterizados fisicamente sendo avaliada a massa específica, pelo método geométrico e pelo princípio de Arquimedes. A porosidade foi medida pela técnica de porosimetria de mercúrio. Os alvos prontos foram caracterizados micro estruturalmente por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que a densificação do níquel foi diretamente proporcional à pressão de compactação obtendo-se 87% de densidade relativa após prensagem a 800 MPa (limite superior de compactação para ligas metálicas) e sinterização por 4 h a 600 ºC em atmosfera de hidrogênio. A sinterização por dois corpos (níquel com cobre) mostrou-se promissora para o uso como invólucro para núcleos, em termos de integridade estrutural e selamento devido à ausência de porosidade interconectada.
Título em inglês
Studies of nickel powder compaction for production of irradiation targets
Palavras-chave em inglês
irradiation targets
nickel compaction
powder metallurgy
sintering
Resumo em inglês
The objective of this work was to develop an alternative way to obtain targets for irradiation, containing uranium, destined for the production of the radionuclide pair 99Mo-99mTc. The targets were obtained using powder metallurgy using nickel and cooper powders, serving the compact as a medium for encapsulation of a uranium cylinder to be radiated. The development started with the chemical and physical characterization of the used powders. The targets were compacted either in uniaxial press and cold press isostatic. The samples were sintered at three different atmospheres: argon, hydrogen and high vacuum. In the case of use of nickel and copper, it was used the two bodies technique for sintering, i.e., a nickel compact containing a core to be irradiated and the cooper used as infiltrant. This was aiming at the elimination of interconnected porosity, allowing the sealing of any fissile content in the interior of the compact. The targets were physically characterized after sintering the density being evaluated by geometrical method and the Archimedes principle. The porosity was measured by the technique of mercury porosimetry. The targets were microstructurally characterized using optical and scanning electronic microscopy. The results indicated that the nickel densification was directly proportional to the compaction pressure yielding 87% relative density after pressing at 800 MPa (upper limit for alloys compaction) and sintering for 4 h at 600 °C in hydrogen atmosphere. Sintering of two bodies (nickel and copper) has shown some feasibility for use as core casing in terms of structural integrity and sealing due to the absence of interconnected porosity.
 
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2014MiyanoEstudos.pdf (3.61 Mbytes)
Data de Publicação
2015-10-28
 
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