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Cientistas russos criam material que aumenta segurança em reatores nucleares

Pesquisadores da MEPhI (Universidade Nacional russa de Pesquisa Nuclear) realizaram um estudo sobre o uso de molibdênio modificado isotopicamente como alternativa às ligas de zircônio, utilizadas para produzir o combustível nuclear.

Fonte: Sputnik

Atualmente, as ligas de zircônio são o principal material usado nas embalagens que contêm óxido de urânio. A vantagem desse material é que ele apresenta alta erosão e resistência à água juntamente com uma baixa captura de nêutrons térmicos (a propriedade que caracteriza a probabilidade de interação química entre partículas de nêutrons e o núcleo do átomo).

No entanto, o zircônio também possui algumas desvantagens como a geração de calor em contato com a água e a produção de hidrogênio, o que acelera a degradação do material utilizado nos reatores.

Esse tipo de problema ocorre durante as reações de calor envolvendo o zircônio, quando as temperaturas atingem aproximadamente 700 graus Celsius e que pode ser muito perigoso em situações de emergência em usinas nucleares. Acredita-se que foi justamente esse tipo de reação que causou o acidente nuclear de Fukushima.

Físicos nucleares ao redor do mundo têm discutido há um tempo a possibilidade de substituição do zircônio por uma caixa de liga de molibdênio refratária que, como o zircônio, possui alta resistência à corrosão, mas também uma maior condutividade térmica. A principal desvantagem do material são os altos custos porque ele requer um aumento do grau de enriquecimento do urânio e, portanto, torna o processo tecnológico muito mais caro.

Se introduzida, a tecnologia poderia levar a aumentos substanciais na segurança das usinas nucleares.

Valentin Borisevich, professor do departamento de física molecular da MEPhI, disse que o estudo da universidade forneceu aos pesquisadores "todas as informações necessárias para o projeto de um sistema de separação para a produção em larga escala de molibdênio modificado isotopicamente com base na tecnologia russa existente para a separação de isótopos de não urânio em centrífugas de gás. "

O estudo da universidade, publicado na revista científica Chemical Engineering Research & Design, foi possível graças ao apoio da Fundação Russa para Pesquisa Básica e em cooperação com o departamento de Física de Engenharia da Universidade de Tsinghua, em Pequim, na China.

 

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