Projetos de Pesquisa

 

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Takeshi Kodama

Ciências Exatas e da Terra

Física
  • física nuclear e aplicações
  • A Física Nuclear se caracteriza como um importante campo de pesquisa, que propicia informações fundamentais no entendimento da natureza, com grande relevância para o conhecimento e compreensão do mundo em que vivemos. Esta ciência tem como objetivo a investigação da origem, evolução, estrutura, mecanismos de reação e fases da matéria nuclear de interação forte. Questões fundamentais em aberto levaram a Física Nuclear a ampliar seus horizontes e hoje seu alcance se estende desde as partículas mais fundamentais, como os quarks e glúons, até a dinâmica da transição de fase associada ao Big-Bang do universo. Essa abrangência da física nuclear resulta em uma grande variedade de aplicações interdisciplinares. A energia nuclear é uma componente fundamental da política energética. O desenvolvimento de novos conceitos em reatores de fissão poderá resultar em reatores mais eficientes e seguros. Técnicas nucleares vêm sendo largamente aplicadas em diagnóstico e tratamento de doenças, por meio da radiologia diagnóstica, radioterapia, hádronterapia e medicina nuclear. Detectores de partículas, largamente utilizados em medidas de reações nucleares são hoje adaptados e utilizados em dosimetria e substituem antigos métodos de imagens. Indústrias possuem grande interesse em colaborações com desenvolvimento de instrumentação nuclear, em particular, no desenvolvimento de detectores de partículas/radiação e de eletrônica. Além disso, o desenvolvimento da pesquisa em Física Nuclear, por meio de novas e sofisticadas técnicas experimentais, também propicia o desenvolvimento de inovações tecnológicas não propriamente na área de Física Nuclear. Assim, inovações em tecnologia do vácuo, em criogenia, informática em sistemas de aquisição de dados etc, muitas vezes decorrem da pesquisa em física nuclear. Na agricultura, novas variedades de plantas com características melhoradas vêm sendo criadas por meio do processo de mutação induzida pela radiação. Outra importante área de aplicação de Física Nuclear é na investigação de danos de radiação em satélites, importantíssima na área de telecomunicações. Irradiação de materiais por feixes de íons provenientes de aceleradores vem sendo utilizada para estudar o efeito de radiação ionizante sobre delicados circuitos eletrônicos. Na indústria de petróleo, estratégica para o desenvolvimento nacional, técnicas nucleares com espectrometria de massa com aceleradores (AMS) são utilizadas para a caracterização de biodiesel e estudos de estabilidade do fundo oceânico. Outra importante aplicação da técnica de AMS encontra-se na investigação de mudanças climáticas modernas. Cabe ressaltar a importância emergente de aplicações nucleares e de radiação em nanotecnologias, tais como nanoeletronica. Como exemplos: espalhamento de nêutrons a pequenos ângulos para a caracterização de nano-estruturas, nano-dosimetria para braquioterapia induzida por partículas carregadas pesadas, irradiação de feixes de elétrons para a formação de nano-gel e endurecimento de nano-tubos, irradiação gama para o controle do tamanho de nano-partículas. Na área de fármacos, para a investigação e produção de novos medicamentos, a fase zero de microdosagem é crucial para o desenvolvimento das pesquisas. Para tal a técnica analítica ideal é AMS, por ser capaz de rastrear uma partícula em 10 a 15. A formação de recursos humanos na área de física nuclear é de grande importância para que o país continue a dominar a tecnologia. Assim sendo, a parte educacional desempenha um papel importantíssimo dentro das atividades em física nuclear. Os estudantes trabalhando em laboratórios instalados em universidades, além de estarem em contato com atividades intelectuais diversas em física geral, participam também de um conjunto extenso de atividades particulares da física nuclear. Estes se envolvem, entre outras coisas, no projeto, construção e manutenção de equipamentos experimentais sofisticados, além de utilizá-los para a pesquisa, tendo contato com a tomada de dados experimentais e interpretação dos resultados. A excelente formação adquirida com essas atividades garante a geração dos futuros líderes das ciências nucleares e de outras atividades de importância para o desenvolvimento tecnológico. A disseminação dos conhecimentos da área e suas aplicações junto ao público em geral é outra grande preocupação da comunidade de Física Nuclear. As técnicas teóricas desenvolvidas pela comunidade internacional de física nuclear foram bastante importantes no desenvolvimento de outras áreas de física como atomica, mesoscópica e nanoscópicas. A presente proposta trata da formação de um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia – Física Nuclear e Aplicações (INCT-FNA). Esta importante área da ciência e tecnologia não dispõe até o momento de um INCT. A aprovação do presente projeto terá grande repercussão no desenvolvimento no Brasil de pesquisas básicas na fronteira do conhecimento científico atual, além de possibilitar o desenvolvimento de tecnologias em diversas áreas e com aplicações em vários outros ramos da ciência, fora da física. Com a criação do INCT nesta área, pretendemos atuar de forma mais coordenada do que vem sendo feito até então, aumentando a interação entre os grupos e entre físicos teóricos e experimentais, trabalhando em física básica e aplicada, desta forma gerando avanços qualitativos importantes, que devem contribuir não somente para contribuições na fronteira do conhecimento, mas também gerando novos produtos e tecnologia que devem beneficiar a sociedade. Com os recursos previstos neste edital, esperamos manter e modernizar os laboratórios já consolidados e ainda criar ou dar grande impulso a novos laboratórios, particularmente na região Nordeste. Prevemos, portanto, forte evolução do ponto de vista da pesquisa experimental e tecnológica nesta área.
  • Universidade Federal Fluminense - RJ - Brasil
  • 23/11/2016-30/11/2022