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Tarcisio Passos Ribeiro de Camposhttp://lattes.cnpq.br/2004647037137301Sidney Nicodemos da SilvaMaria Ângela de Barros Correia MenezesLuciana Batista NogueiraClarysson Alberto Mello da SilvaIlza DalmazioEduardo Sarmento Valentehttp://lattes.cnpq.br/2966476240526586Wagner Leite Araujo2023-05-09T16:34:03Z2023-05-09T16:34:03Z2014-02-25http://hdl.handle.net/1843/52972A presente tese apresenta o conceito das Células Fusoras Transmutadoras Isotópicas, que consistem de sistemas unitários capazes de gerenciar os principais processos elétromagnéticos e nucleares para executar a transmutação isotópica de nuclídeos. A tecnologia consiste em induzir reações de fusão entre isótopos de hidrogênio, por meio de aceleradores compactos, gerando nêutrons como produto, que são moderados e confinados no sítio de transmutação. O trabalho se inicia na abordagem da tecnologia de geradores de nêutrons, seguida de conceitos em plasmas e avaliações de campos eletromagnéticos no plasma. Posteriormente, um circuito multiplicador de tensão é investigado, como resultado, foi esquematizado e simulado um circuito capaz de gerar diferenças de potenciais acima de 200 kV para alimentar os aceleradores reportados neste trabalho. Em seguida, o projeto de um acelerador de dêuterons, baseado em múltiplos feixes, é modelado com base em dados semiempíricos, empregados para otimizar a corrente de dêuterons. Esse acelerador foi simulado em arquitetura tridimensional, o que permitiu avaliar o comportamento do campo elétrico no cabeçote do acelerador, bem como a trajetória dos feixes em perfis energéticos, proporcionando uma corrente de cerca de 200 mA no alvo. Em continuidade, os parâmetros obtidos em simulações eletromagnéticas conduziram a cálculos e simulações nucleares que modelaram um gerador neutrônico unidirecional dotado de um sistema de blindagem, capaz de proporcionar um rendimento na ordem de 1012 nêutrons por segundo. Por fim, são apresentados quatro modelos das Células Transmutadoras, destacando seus principais componentes e funcionalidades. As Células foram simuladas em código eletromagnético e nuclear. Os resultados mostraram surgências que atingiram a ordem de 1013 nêutrons por segundo. Tais índices no interior das Células viabilizam suas aplicações, tendo como base transmutações de diversos radionuclídeos estudados e relatados nesta tese.The present thesis addresses the concept of Isotope-Transmuter Fuser Cells, which consist of unitary systems capable of managing the main electromagnetic and nuclear processes for the isotope transmutation. The technology consist of inducing fusion reactions between hydrogen isotopes by means of compact accelerators that generate neutrons, which are moderated and confined at the transmutation site. The report begins in the neutron generator technology approach, followed by plasma concepts and assessment of electromagnetic fields in the plasma. Thereafter, a voltage multiplier is investigated,asaresultacircuitwasdesignedandsimulatedforfeedingtheaccelerators reported in this thesis. Then, the design of an accelerator based on multiple beams is modeled by applying semi-empirical data used to optimize the deuteron current. This accelerator was simulated in a three-dimensional architecture, which showed the behavior of the electric field in the accelerator head, as well as the trajectory of the beams in energy profiles, providing a deuteron current of about 200 mA on target. Hence, the parameters obtained from electromagnetic simulations led to nuclear calculations and simulations that modeled a unidirectional neutron generator with a shielding system, describing a yield in the order of 1012 neutrons per second. Finally, four models of Transmutation Cells are presented, showing its main components and features. Cells were simulated in electromagnetic and nuclear codes. The results showed yields in the order of 1013 neutrons per second. These levels inside the Cells enable its applications, based on various radionuclide transmutations studied and reported in this work.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciências e Técnicas NuclearesUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEARhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia nuclearGeradores de radioisótoposFusão nuclearAceleradores de partículasGeradores de nêutronsGeradores de radioisótoposFusão d-dAcelerador de dêuteronsTransmutação nuclearNovas concepções em transmutadores isotópicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese.pdftese.pdfapplication/pdf9195796https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/52972/1/tese.pdfd772c8dc239f74450f518c4cd4e03579MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/52972/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/52972/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/529722023-05-09 13:34:03.602oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-05-09T16:34:03Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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