Los trabajos de investigación realizados en esta área consisten, esencialmente, en aplicaciones de las diferentes radiaciones a los más variados campos, entre los que resaltamos:

• Ensayos no destructivos de materiales y equipos;
• Medicina Nuclear y Radiología;
• Medio ambiente.

Paralelamente, se desarrollan trabajos de investigación, tales como:

• Modelos matemáticos de análisis de datos;
• Procesamiento de imágenes;
• Instrumentación nuclear;
• Desarrollo de detectores nucleares;
• Protección Radiológica y Dosimetría.

Los trabajos en el área de Física Nuclear Aplicada tienen generalmente vínculos con otras instituciones del área nuclear (ej .: Instituto de Ingeniería Nuclear, Instituto de Radioprotección y Dosimetría, Centro Brasileño de Investigaciones Físicas, Instituto de Física de la UFRJ, Embrapa-CTAA , Laboratorio Nacional de luz Sincrotrón, etc.), aunque las investigaciones se concentran en las instalaciones del Laboratorio de Instrumentación Nuclear (LIN/COPPE).

El área viene desarrollando técnicas de detección y de aplicación de radiaciones nucleares desde hace varios años. Muchos trabajos de investigación resultan en tesis de maestría y doctorado sobre radiografía, reconstrucción de imágenes, detectores especiales, etc., acumulando una tecnología propia. Los recientes avances y las múltiples aplicaciones de la tomografía computarizada, en alianza con varias instituciones e investigadores que han procurado el LIN / COPPE, nos han llevado a lanzar un programa de tomografía computarizada, cuyo objetivo fundamental es desarrollar:

• Toda la tecnología de software para la reconstrucción de imágenes;
• La comprensión de la tecnología de “hardware” necesaria para los sistemas tomográficos;
• Prototipos de tomógrafos computarizados, con alto índice de tecnología nacional, suficientemente versátiles para, mediante pequeñas alteraciones, ser aplicados en diversas áreas.

Los grandes frutos del proyecto serán tanto la industrialización, por parte de empresas nacionales, de equipos de alta tecnología, pero con un costo inferior a los importados, como la eliminación del caos (técnico y financiero) resultante de su mantenimiento por parte de empresas multinacionales. Además, los mayores triunfos serán la formación de personal en tecnología de punta y la interacción de grupos de investigación en áreas afines entre sí con la industria nacional, apuntando al objetivo final del proyecto: el prototipo de un sistema tomográfico integral.

El diseño general del sistema tomográfico se desglosa en varios subproyectos, basados ​​en las siguientes líneas de investigación:

Radiografía con neutrones, radiación gamma y rayos X

• Determinación de los parámetros radiográficos de diversos sistemas de detección (convertidores y películas) utilizados en la obtención de radiografías con neutrones (neutrongrafías);
• Definición de las condiciones experimentales para la neutrongrafía de objetos que requieren ensayos no destructivos de calidad;
• Detección de fallas por neutrongrafía en cerámicas estructurales finas;
• Evaluación del límite de detección para defectos en materiales;
• Sensibilidad de la neutrongrafía en la detección de productos de corrosión en aeronaves;
• Estudio de la viabilidad de la neutrongrafía en tejidos biológicos del cuerpo humano y / o de animales;
• Determinación de los parámetros operativos del sistema de radiografía en tiempo real;
• Digitalización de imágenes radiográficas en tiempo real;
• Desarrollo de sistemas tomográficos a partir de radiografías;
• Montaje de un sistema neutrongráfico transportable;
• Caracterización morfológica y análisis cuantitativo de bacterias in vitro;
• Detección de drogas y explosivos.

Tomografía computarizada con radiaciones

• Estudio de los fundamentos de la reconstrucción utilizados en los análisis tridimensionales de la estructura de objetos por medio de medidas de proyecciones angulares, utilizando rayos X, gamma o neutrones;
• Uso de estos métodos para el montaje de sistemas experimentales, que sirven como prototipo de un tomógrafo computarizado para uso en pruebas industriales y diagnósticos médicos.

Dispersión de Compton

• investigación del mecanismo fundamental de dispersión de la radiación gamma en la materia (efecto Compton) y aplicación de este fenómeno en la industria, en ensayos no destructivos de materiales y en la medicina, en la reconstrucción de imágenes de varios órganos del cuerpo humano;
• Montaje de un prototipo que sirva de modelo para futuros dispositivos totalmente automatizados.

Difracción

• Estudio de parámetros de difracción de radiación en materiales cristalinos y amorfos para aplicación en tomografía por difracción, con uso en las áreas industrial y médica.

Sistemas de detección

• estudio y desarrollo de detectores basados ​​en el acoplamiento cristal centelleante-fotodiodo para la construcción de arreglos lineales aplicados en sistemas de inspección;
• desarrollo de preamplificadores rápidos y sensibles a carga para su uso en sistemas con fotodiodos.

Investigaciones que involucran resonancia paramagnética electrónica (RPE)

• Estudio y desarrollo de técnicas de identificación de alimentos irradiados, especialmente de frutas y productos con alto contenido de humedad, lo que torna complejo el proceso de identificación;
• Investigación de nuevos dosímetros para aplicaciones en irradiaciones industriales de altas dosis, principalmente en irradiadores de esterilización o para irradiación de alimentos;
• Investigación de nuevos dosímetros para evaluación de dosis absorbida en un accidente nuclear, utilizando (RPE), mediante la evaluación de radicales inducidos en varios materiales como cerámicas y bioapatitas.

Medidas cuantitativas por fluorescencia de rayos X

Aplicación de la técnica de fluorescencia de rayos X de energía dispersiva en la medición de elementos trazas en muestras ambientales para medidas de polución y contaminación a nivel de ppm y ppb.