https://hdl.handle.net/ripcmb/30133 2026-06-07T10:57:59Z https://hdl.handle.net/20.500.14867/848418 Título: Estudo por simulação de Monte Carlo do retroespalhamento em água para a dose de nêutrons em uma embarcação nuclear submersa Autor(es): Bruno, Luciano Lucas Abstract: This work presents a computational simulation study intended to analyze the modifications induced in the internal radiation field within a circular hull section of a hypothetical nuclear vessel, resulting from the presence of an external water layer. The study uses numerical modelling based on the Monte Carlo Method (MCM), implemented through the Geant4 particle transport code, with the objective of quantifying possible changes in the dosimetry inside the geometry of interest when scenarios with water or air in the external environment of the structure are compared. Initially, a computational methodology is developed for geometry generation, definition of the neutron source, and recording of the energy deposited in a tissue-equivalent sphere standardized by the International Commission on Radiation Measurements and Units (ICRU), positioned in the region of interest. Subsequently, a validation simulation with monoenergetic neutron fields is performed in order to verify the model's ability to reproduce available reference results. The validation simulations demonstrate good agreement with the reference data, reproducing the expected behaviour of the absorbed dose throughout the energy spectrum. After validation of the sensing element and the physics library, the main simulation is conducted, in which scenarios with monoenergetic neutron fields in different ranges of the energy spectrum are analyzed to evaluate the influence of the presence of water outside the geometry. The results indicate that, for very low energies, the differences between the scenarios with water and with air remain within the statistical uncertainties of the study, whereas for intermediate energies of the spectrum a significant increase in absorbed dose is observed in the case in which the structure is immersed in water. This effect is mainly associated with neutron moderation promoted by the hydrogen present in water, which promotes the occurrence of nuclear interactions and the production of secondary radiation capable of contributing to energy deposition in the sensitive volume. In the final stage of the work, a simulation is performed using a neutron spectrum representative of the containment region of a land-based Pressurized Water Reactor (PWR), allowing evaluation of the behaviour of the dosimetry inside the geometry of interest under a condition closer to a real operational scenario. The statistical analysis of the deposited energy distributions demonstrates that the presence of water outside the structure results in an approximate average increase of 10.2% in the absorbed dose in the tissue-equivalent sphere when compared with the scenario with air. It is concluded that the external environment may influence the radiation field inside confined structures, mainly due to the combined effects of neutron moderation, production of secondary photons, and partial reflection of the particle flux, demonstrating that the developed methodology constitutes an appropriate tool for dosimetry studies and radiation field analysis in shipboard nuclear systems. Descrição: Este trabalho apresenta um estudo de simulação computacional destinado a analisar as modificações induzidas no campo interno de radiação em uma seção circular de casco de uma embarcação nuclear hipotética, decorrentes da presença de uma camada externa de água. O estudo utiliza modelagem numérica baseada no Método de Monte Carlo (MMC), implementada por meio do código de transporte de partículas Geant4, com o objetivo de quantificar possíveis alterações na dosimetria interior à geometria de interesse quando comparados cenários com água ou ar no ambiente externo da estrutura. Inicialmente, é desenvolvida uma metodologia computacional para geração da geometria, definição da fonte de nêutrons e registro da energia depositada em uma esfera de tecido equivalente padronizado pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (do inglês, International Commission on Radiation Measurements and Units – ICRU) posicionada na região de interesse. Em seguida, é realizada uma simulação de validação com campos monoenergéticos de nêutrons, visando verificar a capacidade do modelo em reproduzir resultados de referência disponíveis. As simulações de validação demonstram boa concordância com os dados de referência, reproduzindo o comportamento esperado da dose absorvida ao longo do espectro energético. Após a validação do elemento sensor e da biblioteca de física, é conduzida a simulação principal, na qual são analisados cenários com campos monoenergéticos de nêutrons em diferentes faixas do espectro energético para avaliar a influência da presença de água no exterior da geometria. Os resultados indicam que, para energias muito baixas, as diferenças entre os cenários com água e com ar permanecem dentro das incertezas estatísticas do estudo, enquanto para energias intermediárias do espectro observa-se aumento significativo da dose absorvida no caso em que a estrutura se encontra imersa em água. Esse efeito é associado principalmente à moderação de nêutrons promovida pelo hidrogênio presente na água, que favorece a ocorrência de interações nucleares e a produção de radiação secundária capaz de contribuir para a deposição de energia no volume sensível. Na etapa final do trabalho é realizada uma simulação utilizando um espectro de nêutrons representativo da região de container de um reator de água pressurizada de terra (do inglês, Pressurized Water Reactor – PWR), permitindo avaliar o comportamento da dosimetria interior à geometria de interesse em uma condição mais próxima de um cenário operacional real. A análise estatística das distribuições de energia depositada demonstra que a presença de água no exterior da estrutura resulta em aumento médio aproximado de 10,2% na dose absorvida na esfera de tecido equivalente quando comparado ao cenário com ar. Conclui-se que o ambiente externo pode influenciar o campo de radiação no interior de estruturas confinadas, principalmente devido aos efeitos combinados de moderação de nêutrons, produção de fótons secundários e reflexão parcial do fluxo de partículas, demonstrando que a metodologia desenvolvida constitui uma ferramenta adequada para estudos de dosimetria e análise de campos de radiação em sistemas nucleares embarcados. Tipo: masterThesis 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.14867/848415 Título: Total mercury concentrations in muscles of little tunny species (Euthynnus alletteratus) sold in the city of Cabo Frio, State of Rio de Janeiro, Brazil Autor(es): Rodrigues, Marcelo Tardelli; Cumplido, Rodrigo; Melo Júnior, Ubirajara Gonçalves de; Oliveira, Manildo Marcião de; Fagundes Netto, Eduardo Barros Abstract: Mercury (Hg) is a trace metal that is considered a major contaminant of fresh and marine waters due to natural sources and anthropogenic sources such as gold mining and industrial processes. From a toxicological point of view, Hg is one of the most widely studied elements, especially in the area of food, due to its high toxicity, high absorption levels, and low excretion rates, which lead to an increase in its concentrations in the food chain. It enters the human body through the consumption of fish, posing a risk to human health. Owing to these facts, this study aimed to determine total mercury (THg) concentrations in the tuna species, little tunny (Euthynnus alletteratus), to compare the concentrations between males and females, and to analyze whether these concentrations fall within the maximum limit established by Brazilian and international legislations for predatory (carnivorous) fish, which is 1.0 mg.kg-1. In our study, the Hg concentration found in males ranged from 0.034 mg.kg-1 to 1.930 mg.kg-1, while in females it ranged from 0.036 mg.kg-1 to 1.980 mg.kg-1. The maximum values discovered were nearly twice as high as the recommendations of Brazilian and international legislations for carnivorous fish. Therefore, it is concluded that regular consumption of this species may endanger human health. Descrição: . Tipo: journalArticle 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.14867/848400 Título: Poseidonslam: underwater slam inspired by a computational model of the human brain Autor(es): Melo, Plínio Bernardo dos Santos Descrição: A operação autônoma em ambientes subaquáticos confinados e sem GPS impõe desafios críticos de robustez perceptual (perceptual aliasing) e associação de dados (data association), tornando o Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) um subsistema central para navegação segura. Fatores como turbidez da água, iluminação variável, baixa textura e recorrência estrutural do ambiente submarino intensificam o perceptual aliasing, levando pipelines geométricos à perda de rastreamento e podendo degradar a consistência global do mapa, inclusive em abordagens bio-inspiradas canônicas quando submetidas a associações espúrias. Esta dissertação propõe o PoseidonSLAM, um framework neuro-inspirado para Visual-Inertial-Acoustic Underwater SLAM com ênfase em robustez perceptual e estabilidade topológica. O método combina reconhecimento de lugar — Visual Place Recognition (VPR) — por verificação temporal de sequências (sequence-aware VPR) com um mecanismo de VPR Guard que regula a emissão de eventos no Mapa de Experiências, reduzindo a probabilidade de atualizações motivadas por evidência perceptual instável e, consequentemente, mitigando corrupção estrutural do grafo sob condições degradadas. A arquitetura é composta por dois subsistemas acoplados: (i) um front-end neocortical, derivado do NeoSLAM, que codifica observações multimodais de câmera e sonar em Sparse Distributed Representations (SDR) e emprega Hierarchical Temporal Memory (HTM) para produzir identidades de lugar estáveis; e (ii) um back-end hipocampal, derivado do DolphinSLAM, que integra essas identidades ao dead-reckoning para construir e manter um grafo topológico tridimensional consistente do ambiente submarino explorado. A validação experimental em software-in-the-loop foi conduzida em dois eixos. Primeiro, a Underwater Cave Transformed Database foi construída como um teste controlado de robustez do VPR sob perturbações programáticas de aparência e ponto de vista, na qual a rede neural convolucional — Convolutional Neural Network (CNN) — ShuffleNetV2 x1.0 apresentou melhor desempenho na curva Precision– Recall do que a CNN AlexNet-conv3. Segundo, o PoseidonSLAM foi avaliado no benchmark Underwater Cave Sonar and Vision Data Set, evidenciando: (a) rastreabilidade determinística evento–evidência; (b) redução da densidade de eventos e do tamanho final do grafo com VPR Guard ON em relação ao OFF; e (c) indícios de fechamento de ciclo (loop closure) consistentes com o protocolo de ground truth adotado. Em síntese, os resultados indicam que, ao combinar verificação temporal de sequências e regulação da emissão de eventos, o PoseidonSLAM operacionaliza um mecanismo de robustez perceptual capaz de preservar a coerência topológica do mapa e, também, de reduzir o risco de colapso estrutural do grafo em missões subaquáticas sob condições ambientais severas.Autonomous operation in confined underwater environments without GPS poses critical challenges in perceptual aliasing and data association, making Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) a central subsystem for reliable navigation. Factors such as water turbidity, variable illumination, low texture, and structural recurrence of the underwater environment intensify perceptual aliasing, causing geometric SLAM pipelines to lose tracking and potentially degrading global map consistency, including in canonical bio-inspired approaches under spurious associations. This dissertation proposes PoseidonSLAM, a neuro-inspired framework for Visual-Inertial-Acoustic Underwater SLAM with emphasis on perceptual robustness and topological stability. The method combines sequence-aware visual place recognition (VPR) by temporal verification of place hypotheses with a VPR Guard mechanism that regulates experience-event emission, reducing updates driven by unstable perceptual evidence and mitigating structural corruption of the experience graph under degraded sensing conditions. The architecture comprises two coupled subsystems: (i) a neocortical frontend, derived from NeoSLAM, which encodes multimodal camera and sonar observations into Sparse Distributed Representations (SDR) and employs Hierarchical Temporal Memory (HTM) to produce stable place identities; and (ii) a hippocampal back-end, derived from DolphinSLAM, which integrates these identities with deadreckoning to build and maintain a consistent three-dimensional topological graph of the explored underwater environment. The software-in-the-loop experimental validation followed two axes. First, the Underwater Cave Transformed Database was built as a controlled stress test for VPR robustness under programmatic appearance and viewpoint perturbations, in which the Convolutional Neural Network (CNN) ShuffleNetV2 x1.0 demonstrated better performance in the Precision-Recall curve than CNN AlexNet-conv3. Second, PoseidonSLAM was evaluated on the benchmark Underwater Cave Sonar and Vision Data Set, showing: (a) deterministic event–evidence traceability; (b) reduced event density and smaller final graph size with VPR Guard ON compared to OFF; and (c) loop closure indications consistent with the adopted ground truth protocol. Overall, the results suggest that PoseidonSLAM operationalizes perceptual robustness by combining temporal sequence verification with event-emission regulation, preserving topological map coherence and reducing the risk of structural graph collapse in severe underwater conditions. Tipo: masterThesis 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.14867/848399 Título: Análise de Qualidade de Serviço em Redes por Meio de Detecção de Pontos de Mudança e Clusterização Baseada em Sobrevivência. Autor(es): Gomes, Ian José Agra Descrição: A Qualidade de Serviço (Quality of Service - QoS) em redes de computadores é um campo de estudo consolidado, essencial para garantir o desempenho e a confiabilidade de infraestruturas de comunicação. Tradicionalmente, a análise de QoS se apoia em modelos de confiabilidade e disponibilidade para otimizar a alocação de recursos e avaliar o desempenho de sistemas computacionais (DE SOUZA E SILVA e GAIL, 1989, 1986, 1990). A análise de sobrevivência, campo relacionado, busca modelar o tempo até a ocorrência de um evento de interesse, com aplicações que vão desde estudos médicos a análises de falhas de equipamentos (DE SOUZA E SILVA et al., 2022). Na área de redes de computadores, esses modelos têm sido progressivamente empregados para caracterizar a QoS. Aplicações incluem a previsão do impacto de interrupções no fluxo de vídeo na retenção de usuários, a estimativa de probabilidades de falha do sistema e a análise da eficácia de mecanismos de correção de erros (STREIT et al., 2021b). A detecção de pontos de mudança (changepoint detection) continua uma área de pesquisa ativa, com aplicação direta no monitoramento de QoS (DE ALMEIDA et al., 2024). A identificação de mudanças estatísticas em métricas de desempenho de rede como latência e vazão (throughput) é dificultada por fatores como (i) a nãoestacionariedade intrínseca das séries temporais devido à dinâmica de roteamento com mudanças de rota e balanceamento de carga (PUCHA et al., 2007); (ii) a ausência de dados rotulados; e (iii) a rápida perda de relevância de rótulos históricos em ambientes de rede dinâmicos. Nesse contexto, STREIT et al. (2021a) propôs o método VWCD (Voting Windows Change-point Detection) , que DE ALMEIDA et al. (2025); DE ALMEIDA (2024) mostrou ser eficaz na identificação de alterações estatísticas em séries temporais de métricas de rede coletadas com o protocolo NDT (Network Diagnostic Tool) (M-LAB, 2025). O trabalho indicou também que a frequência de tais mudanças pode servir como um indicador da qualidade da experiência do usuário. Tipo: masterThesis 2025-01-01T00:00:00Z