DESENVOLVIMENTO DO CICLO DO COMBUSTÍVEL

O ciclo do combustível corresponde a várias etapas,desde a prospecção do minério até a fabricação do elemento combustível e a posterior eliminação de rejeitos radioativos conforme a Figura 2.

Figura 2- Ciclo do Combustível Nuclear

Fonte: MARQUES, 2011

A seguir uma breve descrição dessas etapas segundo a INB (INDUSTRIAS NUCLEARES DO BRASIL, 2017?a): 8

Prospecção do minério – Trata-se da procura de ocorrência de jazidas de urânio.

Mineração e beneficiamento – depois de retirada da terra, a rocha contendo urânio é triturada; em seguida, ela é submetida a um processo químico que separa o urânio de outros materiais a ele associados na natureza. O resultado desta primeira etapa do ciclo do combustível é o concentrado de urânio, ou yellowcake. Esta etapa é realizada atualmente na Unidade de Concentrado de Urânio em Caetité/BA. Conversão – o concentrado de urânio é dissolvido e purificado, e então convertido para o estado gasoso, o hexafluoreto de urânio (UF6), e é somente em forma de gás que ele pode ser enriquecido, passando para a próxima etapa do ciclo do combustível nuclear.Esta etapa ainda não é realizada no Brasil. A Marinha está construindo uma Usina Piloto de Hexafluoreto de Urânio (USEXA).

Enriquecimento – é o aumento da concentração do urânio o que torna possível a sua utilização como combustível. Essa concentração passa de 0,7%, como ele se encontra na natureza até 4% (suficiente para que ele gere energia). O Brasil utiliza a tecnologia da ultracentrifugação para enriquecer o urânio na Fábrica de Combustível Nuclear da INB em Resende/RJ. A Marinha possui o Laboratório de Enriquecimento Isotópico para fazer o enriquecimento em escala menor e transfere a tecnologia das Ultracentrífugas para a INB.

Reconversão – o gás enriquecido é reconvertido em pó de dióxido de urânio(UO2). Esta etapa é realizada na Fábrica de Combustível Nuclear da INB em Resende/RJ. A Marinha possui uma planta piloto no Laboratório de Materiais (LABMAT).

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INB – Indústrias Nucleares Brasileiras S.A. Disponível em: http://www.inb.gov.br/pt-br/Nossas- Atividades/Ciclo-do-combustivel-nuclear. Acesso em 05 de ago de 2017.

Fabricação de pastilhas – é com o urânio enriquecido sob a forma de pó que são fabricadas pastilhas com cerca de um centímetro de diâmetro. Esta etapa é realizada na Fábrica de Combustível Nuclear da INB em Resende/RJ.

Fabricação do combustível nuclear – as pequenas pastilhas de urânio enriquecido são colocadas dentro de varetas de uma liga de aço especial – o zircaloy. - o combustível nuclear.Esta etapa é realizada na Fábrica de Combustível Nuclear da INB em Resende/RJ. A Marinha tem o Laboratório de Desenvolvimento de Instrumentação e Combustível Nuclear (LADICON) que foi qualificado para a fabricação e montagem da grade espaçadora do Elemento Combustível do Laboratório de Geração Nucleoelétrica (LABGENE).

Geração de energia – é a fissão dos átomos de urânio que estão contidos no combustível nuclear dentro do núcleo do reator que gera calor, aquecendo a água, e transformando-a no vapor que faz movimentar as turbinas, gerando assim energia. Esta etapa do ciclo do combustível nuclear é realizada nas usinas nucleares em Angra dos Reis/RJ, pela Eletrobrás/Eletronuclear. A Marinha terá esta etapa quando da conclusão do LABGENE.

Ainda tem as fases de Reprocessamento, que consiste em submeter o combustível queimado a processos químicos para nele se recuperar plutônio e urânio físsil e a eliminação de rejeitos radioativos. O material restante será depositado em repositório a ser definido pela CNEN, afim de que sua radioatividade não possa afetar os seres vivos e o meio ambiente.

Para garantir a o fornecimento do combustível para os reatores navais, os esforços se concentraram na etapa de enriquecimento isotópico de urânio, que é a de maior complexidade e dificuldades tecnológicas do ciclo do combustível, como também a mais sujeita a restrições dos países detentores dessa tecnologia. Esta tecnologia de enriquecimento isotópico por centrifugação gasosa é dominada por poucos países. É a que apresenta grandes vantagens como economia de energia e modularidade das instalações,permitindo expansões conforme a necessidade e maior eficiência técnica.

Os resultados tecnológicos das ultracentrífugas desenvolvidas pela Marinha foram repassados para sociedade brasileira para aplicação na produção de combustível para as usinas de Angra 1 e Angra 2, na INB que está vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC).

Pode-se considerar que o Brasil já domina o desenvolvimento do ciclo do combustível e que só três países possuem simultaneamente, reservas de urânio e tecnologia de enriquecimento: Estados Unidos, Rússia e Brasil. (Bilesky, Pedro at al, 2014).

Vale ressaltar que para algumas fases do ciclo foram desenvolvidos projetos intermediários, para avaliar testes pontuais de partes do sistema como por exemplo, projeto de desenvolvimento das varetas combustíveis, instrumentação e controle do combustível e testes de estanquidade, entre outros Estes projetos intermediários propiciaram o desenvolvimento de capacitação que permitiu a manutenção de pesquisas para a produção de elementos combustíveis de reatores nucleares: aquisição de materiais especiais e o desligamento, acondicionamento e transporte de sistemas e equipamentos que operaram com material nuclear.

O método para o enriquecimento escolhido pela MB foi através do processo de ultracentrifugação. Consiste em introduzir o UF6 em um cilindro especial, onde as

duas espécies de átomos de urânio: U235 e o U238 flutuam livremente.

O processo de enriquecimento isotópico de urânio é totalmente realizado com tecnologia nacional, no CEA. Após as etapas do ciclo mencionadas, temos as pastilhas de dióxido de urânio que serão montadas em tubos na forma de varetas tornando-se os elementos combustíveis.

O elemento combustível é um conjunto varetas combustíveis - fabricadas em aço inox- rigidamente posicionadas em uma estrutura metálica, formada por grades espaçadoras. Este elemento combustível irá alimentar os reatores através da fissão nuclear, o LABGENE.

Portanto, o PNM é fundamental para o País com todo o desenvolvimento da tecnologia nuclear ganhamos conhecimento, conforme mencionado no Livro Branco de Defesa Nacional (BRASIL, 2016b, p.57):

O Brasil desenvolveu, com conhecimento próprio, tecnologia nuclear e, atualmente, está incluído entre os principais países que a dominam, destacando-se as aplicações em geração de energia e nas áreas médica e industrial. Detém conhecimento de todo o processo de produção do combustível e possui jazidas de urânio em quantidade suficiente para suas próprias necessidades.

Seu principal objetivo é a consolidação e a autonomia tecnológica da indústria nuclear como um segmento de ponta, essencial ao desenvolvimento. Como já exposto no capítulo dois, o uso da tecnologia nuclear no Brasil é voltado, exclusivamente, para aplicações pacíficas. Ressalta-se, ainda, que o parque industrial nuclear brasileiro é qualificado como referência internacional, sobretudo com relação à área de segurança e proteção das instalações, assim como no controle de rejeitos. (BRASIL, 2016b, p. 57).

5.3 DESENVOLVIMENTO DO LABORATÓRIO DE GERAÇÃO