Núcleo com combustível MOX sem enriquecido para um Microreator PWR
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2026.2928Palavras-chave:
Microrreator PWR, Microrreator MOX, Núcleo Design, SCALEResumo
Microreatores nucleares, devido ao seu design compacto, à elevada eficiência e robustez operacional, apresentam-se como uma alternativa promissora para a geração de energia limpa e segura, especialmente em regiões remotas ou em situações de emergência. Um aspecto fundamental no desenvolvimento desses sistemas é a diversificação do combustível, além do dióxido de urânio convencional, visando aumentar a eficiência do ciclo, reduzir a quantidade de resíduos radioativos e mitigar riscos associados à proliferação nuclear. Neste trabalho, foi desenvolvido o projeto conceitual do núcleo de um microrreator a combustível MOX, sem enriquecimento de urânio. Foram avaliadas diferentes composições iniciais de PuO₂ + UO₂, e a mistura que apresentou o melhor desempenho, conforme discutido ao longo do artigo, foi a de 15% de PuO₂ e 85% de UO₂. Essa composição atendeu às restrições do projeto e permitiu alcançar um ciclo de combustível de aproximadamente 15 anos, operando em potência de microrreator. As análises foram realizadas utilizando o sistema computacional SCALE, empregado tanto para a definição da célula combustível quanto para os cálculos de queima do núcleo. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do uso de MOX sem enriquecimento em microrreatores, destacando seu potencial para ampliar a diversidade de combustíveis e contribuir para uma matriz energética mais sustentável.
Downloads
Referências
[1] BRASIL. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Com apoio da CNEN, Brasil avança no desenvolvimento de microrreatores nucleares. Portal Gov.br, 18 mar. 2025. Available at: https://www.gov.br/cnen/pt-br/assunto/ultimas-noticias/com-apoio-da-cnen-brasil-avanca-no-desenvolvimento-de-microrreatores-nucleares. Accessed on: 21 abr. 2025.
[2] Associação brasileira de energia nuclear. Combustível nuclear irradiado: um recurso valioso – não um resíduo. Available at: https://aben.org.br/combustivel-nuclear-irradiado-um-recurso-valioso-nao-um-residuo/. Accessed on: 21 abr. 2025.
[3] International atomic energy agency. Impact of High Burnup Uranium Oxide and Mixed Uranium-Plutonium Oxide Water Reactor Fuel on Spent Fuel Management. Nuclear Energy Series No. NF-T-3.8. Viena: IAEA, 2011.
[4] S. G. Popov et al., Thermophysical Properties of MOX and UO2 Fuels Including the Effects of Irradiation. Oak Ridge National Laboratory, 2000.
[5] National institute of standards and technology. Atomic weights and isotopic compositions. Available at: https://physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl. Accessed on: 21 abr. 2025.
[6] Duderstadt, James J., e Louis J. Hamilton. Nuclear Reactor Analysis. Department of Nuclear Enginnering. The University of Michigan, 1975
[7] Kaplan, Irving. Nuclear Physics. Aguilar, 1961.
[8] International Atomic Energy Agency. Advances in Thermal Hydraulics: Proceedings of an International Conference. Viena: IAEA, 2022. Available on: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/IAEA-THPH_web.pdf.
[9] ELETRONUCLEAR. Informações de Angra 2. Available on: https://www.eletronuclear.gov.br/Nossas-Atividades/Paginas/Informacoes-de-Angra-2.aspx. Accessed on: 21 abr. 2025.
[10] LAMARSH, J. R.; BARATTA, A. J. Introduction to Nuclear Engineering. 3. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2001. Cap. 8.
[11] TODREAS, N. E.; KAZIMI, M. S. Nuclear Systems Volume I: Thermal Hydraulic Fundamentals. 2. ed. Boca Raton: CRC Press, 2011. DOI: https://doi.org/10.1201/b14887
[12] VUJIC, J. L. et al. Small Modular Reactors: Simplified Designs, Safety Benefits, and Economic Advantages. Energy, v. 45, p. 288–295, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.01.078
[13] FRANCIS, M. W. Reactor Fuel Isotopics and Code Validation for Nuclear Applications. Oak Ridge: Oak Ridge National Laboratory, 2014. ORNL/TM-2014.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Direitos autorais (c) 2026 Ana C. N. Rangel, Sérgio O. Vellozo, Ronaldo G. Cabral, Cláudio L. Oliveira
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
