Após o processo de mistura (homogeneização) com U3O8, o pó de UO2 é transportado para uma prensa rotativa automática, onde são produzidas pastilhas.
Nesta fase do processo são chamadas de "pastilhas verdes". As "pastilhas verdes", ainda relativamente frágeis, são encaminhados ao forno de sinterização, sob temperatura de 1750ºC, em processo semelhante ao da fabricação de cerâmicas, onde adquirem resistência (ou endurecimento) necessária às condições de operação a que serão submetidas dentro de um reator de uma usina nuclear. As pastilhas sintetizadas passam, ainda, por uma etapa de retificação para ajuste fino das dimensões. Após a retificação todas as pastilhas sintetizadas são verificadas através de medição a laser, que rejeita aquelas cuja circunferência estiver fora dos padrões adequados. As pastilhas sintetizadas aprovadas são acondicionadas em caixas e armazenadas adequadamente num depósito.
Finalmente obtem-se o “Elemento Combustível” que alimentam a usina. Ele é composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montadas em tubos de uma liga metálica especial - o zircaloy - formando um conjunto de varetas metálicas de quatro metros de comprimento cada, cuja estrutura é mantida rígida, por reticulados chamados grades espaçadoras.
Os vários elementos combustíveis, inseridos no núcleo do reator, produzem calor que será transformado em energia. Cada elemento combustível supre de energia elétrica 42.000 residências de porte médio, durante um mês.
Após o processo de mistura (homogeneização) com U3O8, o pó de UO2 é transportado para uma prensa rotativa automática, onde são produzidas pastilhas.
Nesta fase do processo são chamadas de "pastilhas verdes". As "pastilhas verdes", ainda relativamente frágeis, são encaminhados ao forno de sinterização, sob temperatura de 1750ºC, em processo semelhante ao da fabricação de cerâmicas, onde adquirem resistência (ou endurecimento) necessária às condições de operação a que serão submetidas dentro de um reator de uma usina nuclear. As pastilhas sintetizadas passam, ainda, por uma etapa de retificação para ajuste fino das dimensões. Após a retificação todas as pastilhas sintetizadas são verificadas através de medição a laser, que rejeita aquelas cuja circunferência estiver fora dos padrões adequados. As pastilhas sintetizadas aprovadas são acondicionadas em caixas e armazenadas adequadamente num depósito.
Finalmente obtem-se o “Elemento Combustível” que alimentam a usina. Ele é composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montadas em tubos de uma liga metálica especial - o zircaloy - formando um conjunto de varetas metálicas de quatro metros de comprimento cada, cuja estrutura é mantida rígida, por reticulados chamados grades espaçadoras.
Os vários elementos combustíveis, inseridos no núcleo do reator, produzem calor que será transformado em energia. Cada elemento combustível supre de energia elétrica 42.000 residências de porte médio, durante um mês.
Ciclo do Combustível Nuclear
O Brasil possui uma das maiores reservas mundiais de urânio o que permite o suprimento das necessidades domésticas a longo prazo e a disponibilização do excedente para o mercado externo.
Em junho/2001 o País registrava a sexta maior reserva geológica de urânio do mundo. Com cerca de 309.000t de U3O8 nos Estados da Bahia, Ceará, Paraná e Minas Gerais, entre outras ocorrências.
Estudos de prospecção e pesquisas geológicas foram realizadas em apenas 25% do território nacional. O País possui também ocorrências uraníferas associadas a outros minerais, como aqueles encontrados nos depósitos de Pitinga no Estado do Amazonas e área de Carajás, no Estado do Pará, com um potencial adicional estimado de 150.000t.
As reservas geológicas brasileiras evoluíram de 9.400 toneladas, conhecidas em 1975, para a atual quantidade, podendo ser ampliada com novos trabalhos de prospecção e pesquisa mineral.
As reservas deste elemento, para que se tornem economicamente atrativas, dependem do teor de urânio presente assim como da alternativa tecnológica usada para o seu aproveitamento.
A produção de urânio, no mundo, vem decrescendo desde 1988 em virtude, principalmente, dos baixos preços que o mercado vem praticando ocasionando o fechamento de algumas minas de baixo teor, que eram exploradas na Europa Oriental. Porém, países tradicionalmente produtores de yellowcake vem aumentando a capacidade de suas plantas, como é o caso do Canadá e da Austrália.
Considerando o quilo (kg) de urânio possível de ser obtido a custos inferiores a US$130.00, as reservas mundiais se distribuem conforme a tabela a seguir:
| Páis | t U |
| Cazaquistão | 957.000 |
| Austrália | 910.000 |
| África do Sul | 369.000 |
| Estados Unidos | 355.000 |
| Canadá | 332.000 |
| Brasil | 309.000 |
| Namíbia | 287.000 |
| Total no Mundo | 4.416.000 |
Os rejeitos radioativos não viabilizam um total reaproveitamento do combustível utilizado no reator; no entanto, possibilitam sua reutilização parcial através de um processo chamado reprocessamento.
O reprocessamento dos elementos combustíveis descarregados dos reatores visa separação do material físsil e fértil, principalmente plutônio e urânio, dos produtos de fissão, para eventual uso posterior como combustível. O reprocessamento constitui-se em uma tecnologia comprovada e os seus serviços estão disponíveis em nível comercial para todas as empresas de energia elétrica do mundo.
O objetivo principal do reprocessamento é reduzir o volume de rejeitos. Sua política é, também, uma ação ecológica que visa a preservar os recursos naturais (jazidas de urânio). No Brasil, não há reprocessamento do combustível usado.
No final de 1998, a capacidade mundial instalada para reprocessar combustível irradiado de reatores a água leve era de 3.300 t MP/a. (MP=Material Pesado, urânio, plutônio, etc., contido no combustível irradiado, descarregado do reator após produzir energia).
A capacidade mundial para todos os tipos de combustível era de 4.930 t MP/a. A demanda por serviços de reprocessamento foi de cerca de 4.500 tU em 1998, 90% da capacidade instalada.
Os custos de reprocessamento variam entre US$ 600 a US$ 1.000/kg MP, devendo-se adicionar mais US$ 100 a 500/kg MP para o tratamento e eliminação dos resíduos altamente radioativos produzidos no reprocessamento.
O reprocessamento só se aplica naqueles casos em que se considera o fechamento do ciclo, com extração do urânio residual e plutônio para serem reciclados no reator. Naqueles casos em que o reprocessamento não é utilizado há os custos para a estocagem do combustível descarregado.
A quantidade de combustível irradiado reprocessado proveniente de usinas nuclelétricas, até o final de 1998, atingiu cerca de 77.410 tMP, sendo 58.020 tMP de GCR, 19.350 tMP de reatores a água leve e cerca de 40 tMP de FBR e Mox.
1)Qual o tipo de reator utilizado pelas usinas nucleares brasileiras?
É um reator a água pressurizada - Pressurized Water Reactor (PWR). É um reator
nuclear de potência, no qual o calor é transferido do núcleo para um trocador
de calor, por meio de água, que é mantida sob alta pressão para alcançar altas
temperaturas sem ebulição do sistema primário. O vapor é produzido no trocador
de calor (gerador de vapor) do circuito secundário.
2)Quais os processos de enriquecimento de urânio?
Já foram desenvolvidos vários processos de enriquecimento de urânio.
Dentre eles: o da Difusão Gasosa e da Ultracentrifugação
(em escala industrial), o do Jato Centrífugo (em escala de demonstração industrial)
e o processo a Laser (em fase de pesquisa).
3)Uma instalação nuclear pode ocasionar ou causar explosão atômica?
Não. Um reator nuclear, para gerar energia elétrica, é construído de forma a ser IMPOSSÍVEL explodir como uma bomba atômica. Tal receio não tem qualquer fundamento, já que a concentração de urânio-235 é muito baixa (cerca de 3%), não permitindo que a reação em cadeia se processe com rapidez suficiente para se provocar uma explosão. Ao contrário dos reatores que são concebidos para reter as substâncias radioativas, as bombas são concebidas para tornar eficaz a sua dispersão.
4)Como os rejeitos são manuseados e armazenados?
Os rejeitos ao serem gerados passam por um processo de solidificação, após o que são acondicionados em embalados especiais (tambores de aço, liners, caixas metálicas ou de concreto) no interior das usinas. Estes embalados são manuseados através de empilhadeiras, talhas e pontes rolantes.
O armazenamento se dá por meio do empilhamento destas embalagens conforme estabelecido em projeto. No caso dos tambores metálicos, os mesmos são colocados sobre pallets para o empilhamento. Toda a operação com os embalados contendo rejeitos radioativos é monitorada pela divisão de proteção radiológica da Usina.
Fonte: qaonline.iqsc.usp.br
