Oppsummering & Konklusjoner

O Reator IEA-R1 tem utilizado desde a sua primeira operação diferentes tipos de combustíveis subdivididos em quatro grandes ciclos. O primeiro, constituído de 40 elementos de liga U-Al, 19 placas curvas, 20% enriquecidos em massa de 235_{U adquiridos da empresa Babcock & Wilcox - USA}

em 1957. Devido a problemas de corrosão surgidos ainda no primeiro ano de operação do reator, estes elementos foram substituídos por outros 39 combustíveis em 1958, com as mesmas características, mas com diferente forma de fixação das placas combustíveis nos suportes laterais, para evitar os problemas surgidos com os primeiros combustíveis. Em 1968 foi adquirido o segundo ciclo constituído de 29 elementos de liga U-Al, 18 placas planas, 93% enriquecidos em peso de 235U adquiridos da United Nuclear Corporation (UNC- USA) e mais 4 elementos de controle comprados da empresa francesa CERCA. Em 1981, o IPEN iniciou a conversão do núcleo do reator de alto para baixo enriquecimento com a aquisição de cinco elementos de dispersão de UAlx-Al, com

baixo enriquecimento (19,75%) da empresa alemã NUKEM (terceiro ciclo). A partir de 1982, o Centro do Combustível Nuclear do IPEN vem fabricando os combustíveis necessários a operação do IEA-R1. Os primeiros foram fabricados com geometria e enriquecimento idêntica aos elementos fabricados pela NUKEM mas de dispersão de U3O8-Al. Atualmente é utilizada uma dispersão de U3Si2-Al.

Segundo a AIEA a maior parte dos elementos combustíveis queimados em reatores de pesquisa é estocada em piscinas ou tanques e uma parte menor armazenada a seco no interior de tubos ou cascos. Na primeira opção, a integridade dos elementos está diretamente ligada ao controle dos parâmetros da água como condutividade, temperatura, pH e materiais empregados. Na segunda opção, deve haver um controle da umidade, temperatura, pressão e monitoração local visando à preservação dos combustíveis e trabalhadores.

Tanto o armazenamento na água como a seco são considerados como “intermediários”. São locais geralmente próximos aos reatores e com capacidade de armazenamento limitada. O número de elementos combustíveis estocados nestes locais tem crescido com os anos de operação destes reatores e, em muitos casos, é a causa do desligamento precoce de muitos, devido à falta de espaço para armazenamento de outros combustíveis queimados.

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Preocupados com este problema, os Estados Membros da AIEA criaram vários programas de cunho assistencial. Os mais importantes são: a)

Spent Fuel Management Plans (SFMP), para orientar os operadores de reatores

de pesquisa sobre como proceder para prolongar a permanência dos elementos combustíveis queimados nos locais de armazenamento existentes; b) Reduced

Enrichment for Research and Test Reactors (RERTR) para conversão de núcleos

de reatores de pesquisa de alto para baixo enriquecimento; c) Research Reactor

Spent Nuclear Fuel Acceptance Program com o objetivo de orientar os países de

como repatriar os combustíveis queimados para o país de origem, liberando, assim, espaço para continuidade da operação de seus reatores. Além disto, a AIEA tem promovido encontros entre países de uma mesma região para tentar encontrar uma solução comum para o armazenamento destes combustíveis queimados.

Até 1997, os elementos combustíveis queimados do reator IEA-R1 estavam armazenados em 84 posições distribuídos em três cestos de aço inoxidável localizados no compartimento de estocagem da piscina do reator. Os 40 combustíveis do primeiro ciclo que apresentaram falha no primeiro ano de operação do reator e tinham queima inferior a 1%, foram colocados no interior de tubos de armazenamento a seco localizados no primeiro pavimento do prédio do reator. No final de 1997, após 40 anos de operação, a maior preocupação da organização operadora era com relação à falta de espaço para armazenar novos combustíveis, principalmente devido ao aumento no ritmo de operação e elevação gradual da potência do reator de 2 para 5 MW. Como solução imediata, dois cestos adicionais de alumínio com capacidade para 48 elementos foram colocados sobre o piso da piscina.

Em 1999 quando a capacidade de armazenamento estava praticamente esgotada, a solução foi enviar 127 combustíveis para os Estados Unidos dentro do programa de repatriação de combustíveis enriquecidos naquele país (Research Reactor Spent Nuclear Fuel Acceptance Program) [45,46]. Em 2007, um segundo carregamento foi realizado e mais 33 elementos foram repatriados dentro do mesmo Programa.

Tanto no primeiro como no segundo transporte dos combustíveis houve a participação dos grupos de operação e manutenção do reator, técnicos de proteção radiológica, da Gerência de Rejeitos Radioativos e do Centro de

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Engenharia Nuclear. Também participaram funcionários da Oficina Mecânica do IPEN, empresa transportadora externa e funcionários da empresa proprietária dos embalados ou cascos utilizados nos carregamentos. Vários desafios precisaram ser vencidos antes e durante a realização deste transporte, que aumentaram a competência dos operadores e demais grupos do IPEN em atividades desta complexidade e que, no futuro, serão muito úteis por ocasião da realização do plano de descomissionamento. As principais atividades estão listadas a seguir:

 elaboração dos Planos de Transporte, Plano de Proteção Radiológica e Plano de Proteção Física que foram escritos no IPEN, com bases em Normas e Diretrizes da CNEN, visando a obtenção das licenças de carregamento e transporte dos elementos combustíveis queimados para o exterior;

 elaboração do inventário dos materiais dos elementos combustíveis incluindo o calor de decaimento;

 solicitação de autorização para Exportação dos Elementos Combustíveis, documento de validação dos embalados utilizados no Brasil pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN/RJ), autorização para Transporte de Material Nuclear e Licença de Operação emitida pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA);

 suporte técnico do grupo de operação para empresa construtora da máquina de corte das extremidades dos elementos combustíveis no interior da piscina;

 corte dos elementos combustíveis armazenados a seco nos tubos de armazenamento localizados no primeiro pavimento do prédio do reator (FIG. 5.13);

 corte dos elementos combustíveis abaixo do nível da água da piscina (FIG. 5.14);

 transferência dos combustíveis queimados do interior da piscina para um casco de transferência (FIG. 5.15);

 Transferência dos combustíveis para o casco de transporte (FIG. 5.16);

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 monitoração e descontaminação dos trabalhadores, áreas e embalados;

 acondicionamento de rejeitos gerados nas operações de corte em tambores transportados para Gerência de Rejeitos Radioativos;  manuseio vertical e horizontal dos embalados com peso acima de 10

toneladas;

 movimentação dos cascos dentro da instalação e colocação nos containers para transporte para o Porto de embarque (FIG. 7.17);  logística de transporte dos embalados até o Porto de Santos

envolvendo escolta policial, técnicos do órgão regulador, proteção radiológica, operação, etc.

FIGURA 5.13 – Armazenamento a seco e corte dos elementos combustíveis de controle no primeiro pavimento do prédio do reator

Figura 5.14 – Armazenamento e corte dos elementos combustíveis de controle no interior da piscina

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FIGURA 5.15 - Carregamento dos ECs no Casco de Transferência

FIGURA 5.16 – Transferência dos ECs para o Casco de Transporte

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