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ORCID:  http://orcid.org/0009-0001-6688-4318
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Aplicação do radioisótopo Cs-137 na técnica de atenuação de raios gama para o monitoramento de suspensões aquosas de densidades variadas
Alternate title (s): Application of the Cs-137 radioisotope in the gamma-ray attenuation technique for monitoring aqueous suspensions with varying densities
Author: Leão, Thiago Royer
First Advisor: Arouca, Fábio de Oliveira
First coorientator: Fagundes, Flávia Marques
First member of the Committee: Arouca, Fábio de Oliveira
Second member of the Committee: Fagundes, Flávia Marques
Third member of the Committee: Damasceno, João Jorge Ribeiro
Fourth member of the Committee: Lobato, Fran Sérgio
Summary: Este trabalho teve como objetivo estabelecer as condições operacionais de um sistema de detecção de radiação gama, utilizando o radioisótopo Césio-137 de baixa atividade, aplicado à Técnica de Atenuação de Raios Gama (TARG) para o monitoramento de suspensões aquosas de altas densidades. Foram ajustados parâmetros experimentais como voltagem de operação, ganho fino, discriminadores de nível inferior e superior, tempo de contagem, número mínimo de contagens e tempo de resolução, visando maximizar a precisão e a reprodutibilidade do sistema. A calibração inicial permitiu centralizar o pico fotoelétrico no canal 238, enquanto uma segunda calibração posicionou o pico no canal 507, com foco na faixa central da escala do analisador multicanal. Durante os experimentos, foi determinada a constante de calibração β (1,3792), o tempo de resolução médio τ' (0,0180 segundos), e definida a região de interesse (ROI) com base no valor médio do FWHM. O sistema foi validado com testes utilizando uma suspensão de barita a 30% (v/v), inicialmente sedimentada e, posteriormente, ressuspensa por agitação mecânica. Foram realizadas leituras em diferentes alturas da coluna sedimentada, com tempo de aquisição de 1800 segundos por ponto, permitindo o monitoramento da variação da concentração volumétrica de sólidos ao longo da interface sólido-líquido. Os resultados experimentais indicaram um perfil de concentração decrescente ao longo da altura da suspensão, compatível com o comportamento esperado de sedimentação gravitacional. O sistema apresentou resposta estável e coerente com a literatura, evidenciando a viabilidade da TARG como técnica não invasiva e confiável para monitoramento de suspensões densas. Conclui-se que o uso do Césio-137 ampliou a faixa de concentrações monitoráveis e reforçou a aplicabilidade do sistema em processos industriais de separação sólido-líquido.
Abstract: This study aimed to establish the operating conditions of a gamma radiation detection system using a low-activity cesium-137 radioisotope, applied to the Gamma-Ray Attenuation (GRA) technique for monitoring high-density aqueous suspensions. Experimental parameters, including operating voltage, fine gain, lower and upper-level discriminators, counting time, minimum number of counts, and resolution time, were systematically adjusted to maximize the precision and reproducibility of the system. The initial calibration positioned the photoelectric peak at channel 238, whereas a second calibration centered the peak at channel 507, thereby focusing on the central region of the multichannel analyzer scale. During the experiments, the calibration constant β (1.3792) and the average resolution time τ′ (0.0180 s) were determined, and the Region of Interest (ROI) was defined based on the average full width at half maximum (FWHM). The system was validated through tests using a 30% (v/v) barite suspension, which was initially allowed to settle and subsequently resuspended by mechanical agitation. Measurements were conducted at different heights along the settled column, with an acquisition time of 1800 s per point, enabling the monitoring of volumetric solids concentration variations across the solid–liquid interface. The experimental results revealed a decreasing concentration profile with increasing height, consistent with the expected behavior of gravitational sedimentation. Overall, the system exhibited a stable and reproducible response in agreement with literature data, demonstrating the feasibility of the GRA technique as a non-invasive and reliable method for monitoring dense suspensions. It is concluded that the use of cesium-137 expanded the range of measurable concentrations and reinforced the applicability of the system to industrial solid–liquid separation processes.
Keywords: atenuação de raios gama
gamma-ray attenuation
Césio-137
Cesium-137
sedimentação
sedimentation
calibração
calibration
monitoramento de suspensões
suspension monitoring
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: LEÃO, Thiago Royer. Aplicação do radioisótopo Cs-137 na técnica de atenuação de raios gama para o monitoramento de suspensões aquosas de densidades variadas. 2026. 88 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49020
Date of defense: 5-Sep-2025
Appears in Collections:TCC - Engenharia Química

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