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Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

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Uso de nêutrons impulsiona as técnicas de imageamento

No IPEN, as pesquisas nessa área são conduzidas pelo grupo liderado por Reynaldo Pugliesi, do CRPq.

"Imagens são a matéria-prima da ciência e importante modo por meio do qual 
a ciência tem se definido (e sido definida ou percebida por outros) por centenas de anos.” 
Jennifer Tuckeral

Quando se fala em imagem radiográfica, a idéia que vem à mente é aquela de um exame radiológico para fins médicos com o intuito de mapear estruturas internas de orgãos para um diagnóstico preciso. Normalmente, um feixe de raios-X é utilizado como radiação penetrante, incide em um objeto, e a intensidade transmitida por ele forma uma imagem bidimensional (2D) da sua estrutura interna, a qual pode ser registrada em um filme. Existe, porém, outra técnica, também com raios-X, que pode ser utilizada para a geração de imagens tridimensionais (3D) dos objetos, denominada tomografia.

Além das imagens médicas, essas técnicas, juntas, são amplamente empregadas para o estudo de diversos tipos de objetos nos campos tecnológicos e de pesquisa acadêmica, como, por exemplo, arqueológicos, biológicos, energéticos etc. Outras radiações penetrantes, como os nêutrons, também podem ser utilizadas para a geração de imagens. São radiações de origem nuclear e, pelas características de sua interação com a matéria, podem ser atenuados (tornados menos intenso) por materiais ricos em hidrogênio como a água, cerâmicas, fibras orgânicas, borrachas, adesivos, entre outros, mesmo se envoltos por espessas camadas de alguns metais.

"De uma maneira geral, as informações da estrutura interna dos objetos, trazidas por estas duas radiações, são complementares entre si. Comparando duas imagens radiográficas de um mesmo objeto (um cartucho por exemplo), sendo uma formada por raios-x e outra por nêutrons, é possível observar o caráter complementar", explicou o pesquisador Reynaldo Pugliesi, do Centro do Reator de Pesquisas (CRPq), do IPEN, acrescentando que, dentre as várias técnicas de imageamento que utilizam nêutrons, destacam-se as da radiografia em filmes convencionais e polímeros, tempo-real, e a da tomografia. 

Pesquisas no IPEN

Segundo Reynaldo, as atividades de imageamento com nêutrons no CRPq iniciaram-se entre 1987 e 1988, quando foram utilizados os feixes de dois dos canais de irradiação do Reator Nuclear de Pesquisas IEA-R1, para verificar a viabilidade de se obter radiografias com nêutrons. Devido aos bons resultados preliminares, em fins de 1988, foi formado um grupo de trabalho para projetar e construir um equipamento versátil, capaz de produzir imagens radiográficas por diversas técnicas com nêutrons, que ficou operacional em 1992 e foi instalado neste mesmo reator.

"Nesta época foram desenvolvidas técnicas de imageamento empregando diversos tipos de conversores de radiação, confeccionados em Gadolínio, Disprósio e Boro, combinados com filmes convencionais para raios-X e polímeros para o registro das imagens", explicou o pesquisador.

Entre 1998 e 2001, o equipamento foi otimizado, possibilitando a instalação de um sistema para imageamento em tempo-real. Nessa fase, foram utilizados novos conversores de radiação e implementado um sistema eletrônico para a digitalização e processamento de imagens, que permitiu um avanço significativo quanto à qualidade das imagens obtidas. Em 2005, o grupo desenvolveu técnicas inéditas de imageamento "induzidas por nêutrons" com a finalidade de inspecionar materiais finos com espessura micrométrica.

Em 2009, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) aprovou um projeto de pesquisa cujo objetivo era o de construir, desenvolver e instalar neste mesmo equipamento,um sistema para tomografia com nêutrons, que se tornou operacional em 2010.

Para saber mais sobre as pesquisas desenvolvidas pelo grupo de Raynaldo, bem como as perspectivas para essa área com a implementação do Projeto Reator Multipropósito Brasileiro (RMB) acesse aqui.

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Ana Paula Freire, texto
Edvaldo Paiva, ilustração do Slide Home

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