Modelo de avaliação de radônio usando simulação CFD

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: ARAUJO, Maria Rita Silva
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/001300000tdgv
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47627
Resumo: Estudos radiométricos sobre a influência do radônio e sua progênie vêm sendo intensificados a nível mundial. O radônio emana do solo, das rochas e dos materiais de construção e tem sua concentração aumentada em locais fechados ou com pouca ventilação. A inalação desse gás pode gerar danos à saúde dos seres humanos devido a sua emissão alfa e aos seus produtos de decaimento de vida curta, Po-218, Po-214, Bi-214, Pb-214, que são depositados nos tecidos pulmonares. A monitoração com métodos eficientes proporciona o melhor entendimento do comportamento desse radionuclídeo em ambientes fechados, onde ocorrem os maiores riscos. A realização de simulações com Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD, pelas siglas em inglês), para o estudo da distribuição de radônio em ambientes internos é bastante vantajosa no que diz respeito à economia e tempo de resposta em relação aos experimentos convencionais, permitindo melhor entendimento dos níveis do radônio dispersos no ar e possibilitando a estimativa da exposição dos indivíduos a curto e longo prazo. Assumindo essa aplicabilidade, este estudo teve como objetivo determinar via modelagem por CFD, aplicando o software Ansys CFX, o comportamento do radônio em ambiente controlado e com alta radioatividade de fundo. O local de teste foi a sala de guarda de amostras localizada no Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, que apresenta fundo radioativo alterado devido à presença de fontes ambientais. O estudo permitiu a construção de um modelo físico matemático e geração de gráficos 3D da dispersão desse radionuclídeo nesta sala de amostras usando ANSYS CFX a partir da liberação desse gás por meio de fontes radioativas ambientais. Foi feita a comparação dos resultados obtidos na simulação com os obtidos de forma experimental, usando o detector AlphaGUARD. A simulação CFD com ANSYS CFX mostrou que as áreas de maior concentração de radônio são observadas próximo das fontes, além disso, a simulação obteve resultados qualitativos satisfatórios para estimar o comportamento do radônio na sala de amostras.
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A monitoração com métodos eficientes proporciona o melhor entendimento do comportamento desse radionuclídeo em ambientes fechados, onde ocorrem os maiores riscos. A realização de simulações com Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD, pelas siglas em inglês), para o estudo da distribuição de radônio em ambientes internos é bastante vantajosa no que diz respeito à economia e tempo de resposta em relação aos experimentos convencionais, permitindo melhor entendimento dos níveis do radônio dispersos no ar e possibilitando a estimativa da exposição dos indivíduos a curto e longo prazo. Assumindo essa aplicabilidade, este estudo teve como objetivo determinar via modelagem por CFD, aplicando o software Ansys CFX, o comportamento do radônio em ambiente controlado e com alta radioatividade de fundo. O local de teste foi a sala de guarda de amostras localizada no Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, que apresenta fundo radioativo alterado devido à presença de fontes ambientais. O estudo permitiu a construção de um modelo físico matemático e geração de gráficos 3D da dispersão desse radionuclídeo nesta sala de amostras usando ANSYS CFX a partir da liberação desse gás por meio de fontes radioativas ambientais. Foi feita a comparação dos resultados obtidos na simulação com os obtidos de forma experimental, usando o detector AlphaGUARD. A simulação CFD com ANSYS CFX mostrou que as áreas de maior concentração de radônio são observadas próximo das fontes, além disso, a simulação obteve resultados qualitativos satisfatórios para estimar o comportamento do radônio na sala de amostras.FACEPERadiometric studies on the influence of radon and its progeny have been intensified worldwide. Radon emanates from soil, rocks and building materials and is concentrated in closed or poorly ventilated areas. Inhalation of this gas can damage human health due to its alpha emission and short-lived decay products, Po-218, Po-214, Bi-214, and Pb-214, deposited in lung tissues. Monitoring with efficient methods provides a better understanding of the behaviour of this radionuclide in closed environments, where the most significant risks occur. The performance of simulations with Computational Fluid Dynamics (CFD) for the study of the distribution of radon in indoor environments is very advantageous in terms of economy and response time in relation to conventional experiments, allowing a better understanding of the levels of radon dispersed in the air and making it possible to estimate the exposure of individuals in the short and long term. This study aims to determine, via CFD modelling, applying the Ansys CFX software, the behaviour of radon in a controlled environment and with high background. The test site was the sample storage room at the Department of Nuclear Energy of the Federal University of Pernambuco - UFPE, which has an altered radioactive background due to environmental sources. The study allowed the construction of a mathematical-physical model and the generation of 3D graphics of the dispersion of this radionuclide in this sample room using ANSYS CFX from releasing this gas through radioactive environmental sources. The results obtained in the simulation were compared with those obtained experimentally using the AlphaGUARD detector. The CFD simulation with ANSYS CFX showed that the areas with the highest radon concentration are observed close to the sources. In addition, the simulation obtained satisfactory qualitative results to estimate the behaviour of radon in the sample room.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRadioatividadeCFDDosimetriaRadônioSimulaçãoModelo de avaliação de radônio usando simulação CFDinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Maria Rita Silva Araujo.pdfDISSERTAÇÃO Maria Rita Silva Araujo.pdfapplication/pdf2556954https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47627/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Maria%20Rita%20Silva%20Araujo.pdf39cf7172e1a58f5f618b5adb7f8b2eaaMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47627/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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