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Equipe do CCN desenvolve combustível com alta concentração de urânio

Publicado em 10 abril 2012

A equipe do Centro do Combustível Nuclear (CCN), do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), informou que desenvolveu um combustível com alta concentração de urânio, equiparando-se ao que está sendo produzido e utilizado mundialmente. O novo combustível será utilizado no Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), novo reator nuclear de pesquisas do país a ser instalado em Iperó, no interior paulista.
 
O projeto contou com aporte financeiro da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) que investiu cerca de US$ 150 mil. O combustível desenvolvido incorpora 4,8 gramas de urânio por centímetro cúbico, o limite atual para a tecnologia de dispersão à base de siliceto de urânio.
 
Para testar e qualificar o combustível, os pesquisadores desenvolveram miniplacas combustíveis, que começaram a ser irradiadas em junho de 2011 no reator nuclear de pesquisas IEA-R1, no Ipen. Um dispositivo especialmente desenvolvido pelo Centro de Engenharia Nuclear (CEN) do instituto permite a irradiação de tais placas, cujo projeto contou com apoio da Fapesp.
 
Os pesquisadores pretendem observar o comportamento do combustível sob irradiação. Assim, especialistas de ambos os centros acompanharão pelos próximos anos as miniplacas sendo irradiadas, por meio de inspeções visuais e medidas de espessura. Uma câmera subaquática auxilia essas inspeções. 
 
Ao CEN coube desenvolver o projeto e todas as especificações técnicas das miniplacas. Para qualificar o dispositivo de irradiação, foram realizados cálculos neutrônicos, termo-hidráulicos e de segurança.
Michelangelo Durazzo, gerente de pesquisa e desenvolvimento do CCN, explica que o projeto data do início dos anos 2000, mesmo antes do RMB. É o CCN que fabrica os elementos combustíveis para o reator nuclear de pesquisas IEA-R1, importante no fornecimento de radioisótopos para pesquisa, uso em medicina nuclear e diversas outras finalidades.
 
De acordo com Elita Urano, gerente do CCN, os maiores desafios dizem respeito à gestão de pessoal e de recursos financeiros, garantindo o fluxo contínuo de capital.
 
A fabricação de combustível exige o seguimento de inúmeras normas e exigências regulatórias. O centro de pesquisas vem se preparando na montagem de uma fábrica de combustível. A primeira carga de combustível do RMB e as cargas subseqüentes serão fabricadas pelo grupo que alia competência técnica, experiência e muita seriedade no trabalho, para cumprir todas as exigências em termos de qualidade e segurança, com respeito ao meio ambiente, enfatiza a pesquisadora. 
O projeto rendeu uma dissertação de mestrado do pesquisador José Antonio de Souza, do CCN, orientada por Durazzo, relacionada à fabricação das miniplacas, pesquisa financiada por projeto Fapesp, de 2008 a 2010. Outro trabalho de doutorado sobre a qualificação de combustíveis com alta concentração de urânio foi desenvolvido por José Eduardo Rosa da Silva e orientado por Antonio Teixeira e Silva. No estudo foi proposta a irradiação no IEA-R1 das miniplacas e o acompanhamento periódico das condições gerais do combustível por meio de técnicas não destrutivas. Também foi desenvolvida infraestrutura para caracterização dimensional das miniplacas, de forma a avaliar o combustível ao longo do período de irradiação. 
O CCN conta ainda com o apoio de vários projetos da Finep para adequação de unidade fabril para produção de elementos combustíveis, tratamento de efluentes, caracterização do combustível e desenvolvimento de novos combustíveis - que totalizam R$ 3,9 milhões pelos próximos dois anos.
Mesmo capazes de fabricar elementos combustíveis à base de siliceto de urânio, os mais avançados comercialmente, o grupo se dedica desde 2002 ao domínio da tecnologia de fabricação do combustível à base da liga urânio molibdênio, alvo na mira dos maiores fabricantes do mercado mundial.