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CCN se adequa para atender demanda do RMB

Com um investimento de aproximadamente R$ 15 milhões, o Centro do Combustível Nuclear (CCN) do IPEN está ampliando suas instalações para aumentar a produção de elementos combustíveis e atender à demanda do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB).

O Centro do Combustível Nuclear (CCN), responsável pela produção de elemento combustível para o Reator IEA-R1, do IPEN, está ampliando suas instalações com o propósito de se adequar às necessidades do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), a mais importante iniciativa para a pesquisa nuclear no Brasil, na atualidade, que se encontra em processo de licenciamento ambiental. Para tanto, o projeto RMB destinou ao CCN um investimento da ordem de R$ 15 milhões, oriundos da Finep. A previsão é de que a unidade fabril esteja em pleno funcionamento até o final de 2016.

Basicamente, o RMB vai exigir duas ações do CCN: a fabricação de elementos combustíveis para seu funcionamento e de placas para confecção de alvos de irradiação para produzir o molibdênio-99 (99Mo). Em última linha, o 99Mo produz o tecnécio-99m (99mTc), radioisótopo que serve como base para procedimentos de diagnósticos na medicina nuclear.

Apenas o 99Mo, propriamente dito, será produzido nas instalações do RMB. Toda a fabricação de elementos combustíveis e alvos de irradiação será feita no CCN. O

Centro já é, efetivamente, uma parte do RMB, que funcionará fora do complexo físico projetado para instalação em Iperó, na região da Grande Sorocaba (SP).

Atualmente, são fabricados dez elementos combustíveis para o IEA-R1, por ano. Estima-se que com o RMB entrando em operação, o CCN amplie sua produção para 60 elementos/ano e mais de mil alvos de irradiação.

Segundo o pesquisador Adonis M. Saliba Silva, gerente do CCN, os elementos ombustíveis para o RMB são semelhantes aos do IEA-01, com algumas modificações estruturais e espessura das placas. "Mas nada muito diferente do que o que já é produzido, a não ser a introdução de cádmio como elemento queimável”.

Em operação desde 2004, a fábrica do CCN produziu, ao longo desse período, uma série de elementos combustíveis para outros reatores de pesquisa, como, por exemplo, o Argonauta, do Instituto de Engenharia Nuclear-IEN, e o próprio IPEN-MB01. Atualmente, a função do Centro é suprir apenas o IEA-R1, enquanto se adequa para, no futuro, atender o RMB.

"Aqui no CCN, a gente estuda outras áreas do campo nuclear, mas a pesquisa acadêmica é o nosso foco secundário, uma vez temos um produto real a ser fornecido na linha de produção de radiofármacos do IPEN. O nosso grande objetivo com o RMB é a nacionalização da produção do 99Mo, que vai dar autonomia ao Brasil no fornecimento de geradores de 99mTc para aplicação em larga escala na medicina.

O passo a passo na produção

"Em termos de produção, temos três setores distintos: químico, metalúrgico e mecânico-metalúrgico. Todos eles envolvem muita pesquisa tecnológica, que é desenvolvida no Centro por seus pesquisadores e alunos de pós-graduação. O setor mais desafiante, na atualidade, é o desenvolvimento da produção de alvos de irradiação à base de UAlx-Al, que deverá ser o padrão para o RMB.

A matéria-prima para a fabricação de combustível nuclear no CCN é U3Si2. Saliba explica que, para se chegar a essa liga, percorre-se todo um caminho pelos três setores produtivos da fábrica. "No químico, nós recebemos o UF6(hexafluoreto de urânio), que vem da Marinha enriquecido a 20% em 235U. Nessa substância, promove-se a redução do estado de oxidação para UF4, que é um pó verde, curiosamente, da mesma cor do planeta Urano”.

No setor de metalurgia, ocorre o processo de redução do UF4, para urânio metálico, por magnesiotermia. Esse processo usa uma mistura de pó de magnésio com pó de UF4. Compactada, essa mistura, por sua vez, é selada e colocada no reator de grafite para aquecimento. "Quando chega em torno de 620 graus, a reação do magnésio com o urânio é exotérmica e é a nacionalização da produção do 99Mo, que vai dar autonomia ao Brasil no fornecimento de geradores de 99mTc para aplicação em larga escala na medicina para até em torno de 1500 graus, quando todos os produtos dessa reação se tornam líquidos e caem no fundo do cadinho, separando-se, por densidade, o urânio metálico da fluorita”.

Uma vez retirado do cadinho (recipiente resistente a temperaturas elevadas), o urânio e a escória são separados mecanicamente, e o lingote de urânio é decapado e pronto para a próxima fase de confecção da liga U3Si2. Essa liga é feita em forno de indução com adição estequiométrica de silício. Esse processo exige temperaturas em torno de 1800 graus para promover a fusão completa da liga intermetálica e uma atmosfera controlada de argônio.

Já na fase mecânico-metalúrgica, essa liga é transformada em pó na faixa granulométrica de 150 a 44μm, e então é misturada com alumínio super puro e depois prensada em briquetes que são encapsulados em um conjunto de placas de alumínio, soldado e laminado a quente e a frio. É feita a decapagem das placas, seguida de um corte para a confecção dos elementos combustíveis. Esse é o ciclo de produção. Os alvos passam por processo semelhante, mas com dimensões menores, para serem irradiados.

Assessoria de Comunicação IPEN

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