Como funciona o reator nuclear da USP

Oi pessoal tudo bem eu sou o Bruno editor da Super tô aqui com o Júlio tondim operador do reator nuclear do ipen Instituto de Pesquisas energéticas e nucleares e agora ele vai mostrar pra gente o reator que fica aqui bem no meio da cidade de São Paulo vamos lá então isso aqui que eu tenho aqui é um dosímetro que mede radiação a radiação a qual eu fui exposto né vou colocar ele aqui no bolso ess essa máquina na qual eu vou passar agora é um portal de eh monitoração de contaminação se o seu corpo ou

avental tá contaminado tá impregnado de algum material radioativo Tá então vamos lá isso significa que não tá contado n tá Por que que a gente monitora da entrada porque a gente recebe pessoas de outros laboratórios de p eles podem trazer uma contaminação tá então se monitor para saber que ele não foi contaminado aqui tá certo certo essa sala aqui é o que a gente chama de uma antic cama tá Por quê Porque a pressão dentro do prédio é menor que a pressão externa Ah tá então num caso de acidente se as duas portas abrirem não

devem abrir mas se abrirem o ar externo vai entrar e o possível ar contaminado do acidente fica lá dentro então você não pode contaminar o ar o solo e água tá então é outra coisa o nosso prédio não tem janela tá então se no meio da visita acabar a luz fica fica preu você não vê nada então você espera 30 segundos depois entre o gerador que vai acender as Vas e vai ficar tudo normal tá bom então vamos lá isso aquii é um é um pequeno Museu a gente tá desmontando e montando em outro lugar

você você quer que explique o que é um reator Eu acho que isso aqui é uma boa isso é uma maquete é a maquete é um enc corte da piscina tá então o reator ele está dentro de uma piscina uhum essa piscina ela tem 9 m de profundidade tá porque que a gente chama núcleo do reator onde tem urânio está a 7 M então tem o que a gente chama de blindagem tem 7 m de água de blindagem então a gente trabalha vocês vão entrar lá e ninguém vai tomar dose nenhuma o reator nuclear ele

é composto de elementos combustíveis tá com que é o urânio na verdade o urânio tá dentro de um dispositivo chamado elemento combustivel que é isso aqui tá tá então essa são placas são 18 placas com urânio dentro se você olhar aquela figura lá em cima aquilo lá é o modelo de montagem do elemento então ele o que que ele faz ele faz um sanduíche aquela pedacinho marrom é um composto de urânio que é fechado soldado laminado até ficar desse tamanho então o urânio vai est aqui nesse centro aqui tá então o nosso elemento o nosso

núcleo do reator é composto de 20 elementos iguais a esse se se olhar aquele desenho ali ó aquele parte verde aqu lá é o núcleo do reator tá tá aquele verde mais escuro são elementos iguais a esse ah o Brasil é um dos seis países do mundo que pega o urânio na mina e coloca dentro de um reator nuclear Então são 20 desses 20 iguais a esses e dentro de cada elemento desse tem 18 plaquinhas 18 com uma pastilha de 10 g Não não é pastilha é o briquete que tá é o nome não vou

dizer científico mas é o nome tecnológico quando você faz aqu de pedacinho lamina eh pastilha é em central nuclear tá porque Central nuclear não usa var não usa a placa usa vareta então o elemento como é Mont a a vareta é montada eu não sei a quantidade Mas você com aquele monte de vareta você faz um elemento combustível tá equivalente aqui tem placas lá tem varetas para formar o elemento combustível isso daqui é uma amostra da nossa parede Ah foi instalado um sistema e foi feito um buraco daqui amostra é um concreto que a gente

chama de alta densidade com um elemento chamado barita que aumenta a densidade do concreto tá E ele é assim Para justamente para que não saia nenhum tipo deidade exat para dar blindagem e se tiver pressão por algum motivo ele consiga resistir a isso também tá então ele é uma blindagem Se você olhar ali naquele naquele aquela maquete a parede aqui em cima tem 1 m de espessura uau e aqui tem dois desse concreto aí por que que aqui tem dois porque aqui é onde o pessoal faz experimentos Então você tem que brindar radiação do núcleo

do reator Então as pessoas trabalham aqui e também não tomam dose tomam dose quando não varia mexer fazer alum experimento mas o normal se passar ali não vai acontecer nada eh só mais uma curiosidade o reator então a fião que é a essência do reator né acontece dentro dessa placa tá Só que você tem que controlar essa rão Então se vocês olharem ali na figura tem quatro elementos mais clarinhos ou mais claro que que é aquilo lá que a gente chama elemento de controle tá é um elemento parecido com esse que você vai tirar três

placas seis placas desculpa e no lugar dessas seis placas vão entrar duas placas de uma liga de prata indicá Elas têm uma propriedade de absorver nêutrons então quando elas estão inseridas o reator está desligar elas estão absorvendo o nêuton e não tem nêutron para causa fião Então como é que você liga o reator você tira aos poucos bem devagar essas placas e vai liberando os neutros para causar fião e isso é feito todo dia né Ele é ligado e desligado ligado de manhã ligado às 8 desliga às 4 a gente já teve uma época de

ligar ele às e segunda-feira 11:30 e 7:30 da manhã até quarta-feira 11:30 da noite que foi o ae da nossa produção os briquetes de urânio eles são combustível eles duram quanto tempo então um elemento de combustível fica em média 2 anos no núcleo Então a gente tem uma equipe aqui que que a gente chama de cálculo do núcleo então ele calcula onde cada elemento vai ficar então ele entra e ele só Queima 50% ele tem 1 kg de urânio ele sai com meio aqui tá por normas internacionais de resistência de materiais e outras coisas então

ele sai com 50% E aí você coloca vai trocando a gente faz duas trocas com esse ritmo de operação duas trocas ur ano e esse urânio vem da onde esse urânio vem acho que é Caitité na Bahia vem ele é processado porque o urânio ele é processado na mina porque ele é um ele é um minério que tem pouco é distribuído em Então você tem uma tonelada vamos su que você tenha 1 kg hoje então você tem que processar lá na mina Traz ele no nosso caso vai para aramar é o centro tecnológico da Marinha

lá é enriquecido vem prip prip tem uma fábrica de combustível E aí é feito combustível que vira isso aqui tá ele é enriquecido não é enriquecido a 90% né Não esse nosso é 19.999 por quê 19 até 19999 é baixo en quecimento tá você tem normas de Segurança Internacional que são mais fáceis de você atender se você passar do 20 você tem que atender o que vira Auto enriquecimento que vai até os 93 alguma nós já tivemos de 93% você tem níveis de segurança maiores exigên maior porque nós estamos submetidos a expressões da Agência Internacional

então a gente o nosso enriquecimento é 19999 quase vamos L vamos ver o reator então mais com porta exesso é então aqui você está entrando em área Vital O que que significa é a área que tem radiação tá tá então o que que acontece a gente entrou lá naquela antic câ ali tinham 10 mm de coluna d'água de depressão Ah aqui tem mais 10 porque aquela área onde a gente estava é uma área sem radiação que gente uma área fria aqui é área quente vamos entrar numa área quente área com radiação tá então você tem

uma depressão menor ainda tô vendo que tem um contador gaer tem es contador por quê tudo que você mexe lá dentro que entra em contato com a água a água é uma um material que a gente contaminado ela tem materiais radioativos diluídos nessa água tá então se você mexe sem luva ou mesmo com luva a água pode espirrar Então você faz uma que a gente chama de monitoração para ver se você não está contaminado tá se você não mexeu em nada que nem a gente não vai mexer em nada não vai ter nada você não

precisa então isso aí é uma monitoração para você não levar material radioativo para porque você vai você vai passar naquele Portal que você passou ele vai detectar mas se você contaminou o pé você vai contaminar todo esse trajeto tá bom e Eh vamos supor se eu tivesse molhado minha mão e daí eu voltei e passei aqui o o montador detectou que tá aí você volta a gente tem uma pia Ah tá que que é para material radioativo tá para fazer a descontaminação é você vai lavar a mão normalmente e vai voltar aqui se você descontaminar

tudo bem sai aí aqui no prédio a gente tem um um setor de descontaminação se foi por exemplo você contaminou e penetrou na pele aí você vai ter que tomar umas outras atitudes entendeu então aí já já é uma coisa mais trazer com pano com produt químico entendeu paraar te limpar você se contaminou o pé aí você tem que chamar alguém que ele vai trazer um produto vai limpar o seu pé tem o seu sapato né Se for uma normalmente é coisa simples porque aqui a gente não tem como só se for um acidente mas

o normal é uma descontaminação simples Então vamos entrar lá aqui é o que a gente chama fagol da piscina tá então aqui é a piscina do reator então lá no fundo tá o núcleo do reator se quiser goo Esse azul é efeito cenc é efeito cenc é elétrons que atingem a velocidade da luz na água tá na hora que ele atinge essa velocidade ele emite uma radiação na frequência do azul todo reator que você visitar tiver uma certa potência você vai enxergar esse azul mais forte ou mais fraco dependendo da potência del a potência desse

reator aqui é 4,5 pode ir até mas esses 4 me eles estão indo PR onde eles são usados não ele é jogado fora como potência como calor ele é jogado fora gente um circuito que tira esse calor do núcleo tem um dispositivo chamado trocador de calor que você troca com outro circuito e você joga fora por quê aquele elemento combustível água vai passar por dentro dele vai retirar o calor e vai sair então entre ele entrar água entrar aí vai ganhar 5 gra então com esses 5 gra você não faz nada ele é de você

tem uma ideia uma central nuclear trabalha com 300º então é esse que é para gerar no nosso caso um reator de pesquisa que nos interessa são os nêutrons gerado na tá na fão conta pra gente um pouquinho das experiências que são feitas e do que é produzido com o reator é a gente produz iodo para câncer de de tiroide e eh contraste de tomografia e produzimos o samário que é usado para tratamento de câncer osso ele não trata o can ó ó tá vendo esse barulho aham é um material que entrou para irradiar eh que

ele foi lá no núcleo eh bom vamos acho que podemos pular o que eu tava falando só para explicar isso daí Claro claro eu falei para você que o pessoal manda ativar durante toda a semana só que o material entra durante toda semana e só sai na Quinta Preta ó Saiu alguns segundos então o que que é isso tem um tem o o tem elementos é a meia vida dentro é o tempo que a radiação demora para cair pela metade A emissão de radiação então tem materiais que tem a meia vida muito curta segundos minutos

então se você põe o material para irradiar aqui de segunda a terça e quarta só pega na quinta materiais de minuto segundos você não consegue fazer Contagem fazer experimento Então a gente tem um dispositivo que a gente é Estação pneumática que lá do laboratório o pesquisador Manda direto pro núcleo ativa o material volta para ele e ele já põe no contador que é essa tubula que essa tubulação Azul vocês estão vero Tem um azul e um transparente aham que é uma é o um o um vem o material uhum a gente tem um sensor ali

que quando ele passa ali começa a contar lá no laboratório E aí a partir dali Ele conta os segundos e puxa automaticamente ente com o pesquisador então ele já pode contar esses materiais de meia vida mais curta tá e o senhor tava contando pra gente O iodo e o samar Ah o samar então o samar é usado para tratamento de câncer não trata o câncer uhum o canceroso é um câncer muito dolorido o paciente sofre muito então chega uma hora que a morfina não faz mais efeito certo então eles ejetam esse esse samário no nervo

da pessoa então ele não não transmite a dor tá então ele tem uma melhora de qualidade de vida mas não cura o Câncer entendeu Pode Ele Pode continuar o tratamento suportar melhor o tratamento é um paliativo tá E essas substâncias são fornecidas a hospitais hospitais tudo clínicas fornec pro o Brasil inteiro hoje porodo acho nós atendemos Acho que uns 30% da produção Nacional já da fornecemos 60 bastante com essa redução do turno de operação a gente diminuiu bastante perfeito a água que tá aqui dentro do envolvendo o reator ela é eventualmente descartada substituída o que

que é feito com El não ela é uma água que a gente chama uma água tratada ela vem da Sabesp passa por filtro de partículas filtro de gases resinas que a gente chama de troc iônico Então você tira tudo da água então o que nós temos aqui é PR H2 Por que que é isso porque toda a nossa estrutura de alumínio Então você tem que evitar a corrosão daquele elemento combustível que eu falei para vocês porque o pior acidente de um reator nuclear é o urânio vazar de dentro do daquele elemento ele pode vazar ou

por corrosão ou por aquecimento tá então essa água ela é feita para evitar essa corrosão tá isso vem e completa o nível da piscina toda segunda-feira no início da operação a gente tem um nível de operação e o operador completa ela então ela é sempre a mesma tem uma pequena evaporação tem evaporação tem perda na nas bombas Então você completa esse ent mas ela não ela nunca sai daqui não ela não sai daqui e ela é retratada por porque você jogou ela aqui ela Com o tempo ela vai perdendo a qualidade então nós temos aqui

ó um captador daquela u dessa água por que que que ele tá pegando a água aqui em cima a gente entrou aqui vai jogar pó na superfície então ele quer retirar ess essa água antes que essa sujeira passe no núcleo porque se passar no núcleo vira material radioativo Então você quer evitar o aumento do nível de radiação tá Por quê Porque se todo esse tratamento é feito no nosso porão o o tratamento de água quando ela chega tá lá fora porque não tem radiação nenhuma o retratamento tá no nosso porão todo blindado porque o nível

de radiação é muito alto É mesmo porque todo uma material radioativo que fica na fica na piscina é retirado por esse sistema Ah entendi então todas tudo que cai aqui e passa pelo núcleo vai virar material radioativo tá então esse material radioativo tem que ser retirado da e fica guardado no Corão para sempre ouis porque esses filtros é filtro de carvão eles T uma vida útil tá as resinas Elas têm uma saturação que eles cham ou elas são trocadas e essa resina vira material radioativo para ser estocado no depósito material radioativo do ipen tá que

ficam aqui no ipen também fica no ipen ipen tem um depósito de rejeito radioativo entendi tá e Somando todos os briquetes de urânio que estão dentro do reator Quanto dá de urânio mais ou menos Olha cada elemento tem em torno de acho que 600 g de urânio é urânio 235 tá el tem 1 k300 de que como é 20% Tem uma porcentagem lá então deve em torno de se deve ter 1,5 k de urânio enriquecido no núcleo do reator tá explica mais um pouquinho sobre os mecanismos de segurança do reator Imagine que o principal dele

seja a própria água né sim então a água é a blindagem a água retira o calor então é aquilo que eu falei para vocês o pior acidente de um reator é o reator esquentar tá se o reator esquenta vocês viram aquelas placas que eu mostrei para vocês dos elementos oito placa então água se cula ali com fluxo pré-determinado se um elemento esquenta muito aquela placa amolece Uhum E ela vai para um lado pro outro na hora que ela foi para um lado Ela fechou aquele canal de refrigeração ela vai esquentar outra placa vai esquentar outra

placa vai esquentar E aí você perdeu o reator o urânio vai vazar de dentro da derrete exatamente vaza de dentro da placa E aí você perdeu o reator para ter uma ideia de custos assim há uns 35 40 anos atrás aconteceu um acidente fre my Lon é um é um acidente super famoso para quem trabalha na área e um reator nuclear em média custa 1 bilhão de Dólares né eles gastaram dois Porque eles queriam aprender a descontaminar eles gastaram 2 bilhões vocês viram fukushima perderam quatro reatores eles fecharam os quatro reatores por causa do acidente

então todos os sistemas de segurança são feitos para proteger o elemento combustível então mesmo se acabasse vamos supor o fornecimento de energia elétrica da bomba automaticamente o reator já des autom tudo bem É a gente tem sistema de geradores sow brakes mais uma condição normal não tá ligado nada vai desligar a bomba vai cair ali tem uns eletroímã que vão cortar a corrente as barras caem e encerra operação interrompe vira vira zero potência todo Nossa estrutura de segurança é para proteger o elemento combustível e o reator tá em operação a mais de 60 anos é

agora em setembro vai completar 60 anos e nunca teve nenhum incidente né é nenhum acidente né Tem incidentes por exemplo é isso que eu falei pifou a bomba essas coisas que seriam entre aspas normais mas o reator tá protegido nunca teve um acidente assim uma última pergunta Professor Júlio quem quiser visitar o o reator ele é aberto a visitação é nós recebemos em média 2000 pessoas por ano de visita que vem aqui onde onde vocês estão para visitar hoje de manhã eu recebi uma equipe do eh Federal da ABC estudantes da Federal da ABC sexta-feira

passada recebi uma os alunos da federal de Rondonópolis em Mato Grosso então e daí a pessoa deve procurar o IP entrar em contato pelo site ou pelo telefone e ela ver qual data que tá disponível nós temos um departamento de comunicação social que é o Edivaldo aqui tem mais duas pessoas que trabalham com ele entra em contato com eles eles agendam nos papos que como a gente tem muita visita a gente tem que faz um agendamento e visita normalmente a única restrição é maior de 18 ano tudo bem Muito obrigado espero que vocês tenham gostado

e um abraço até a próxima