Desenvolvimento de reatímetro digital para reatores nucleares

• Processo: 11/51423-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2013
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Nuclear
• Pesquisador responsável: Douglas Borges Domingos
• Beneficiário: Douglas Borges Domingos
• Assunto(s): Física de reatores nucleares Reatores nucleares Usinas nucleares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Engenharia Nuclear | Fisica De Reatores | Reatimetro Digital | Reatores Nucleares | Sub-Criticalidade | Teste Fisico

Resumo

Centrais Nucleares, como a Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (Angra 1, 2 e 3), e Instalações Nucleares, como Indústrias Nucleares do Brasil e os Reatores de pesquisa realizam testes de criticalidade para medir parâmetros físicos que asseguram a viabilidade da operação dentro dos limites operacionais licenciados dos reatores nucleares e depósitos de enriquecimento e estocagem de combustíveis nucleares. Esses testes são realizados com reatimetros para medir o desvio da criticalidade durante a reação em cadeia no núcleo do reator nuclear ou na estocagem de combustíveis. Este equipamento está em desenvolvimento no Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (IPEN), mas são necessárias melhorias para atender a indústria. A Fermium Tecnologia Nuclear (FTN) trabalhará em parceria com o IPEN no desenvolvimento de um reatimetro digital com a finalidade de otimizar as funções pré-existentes no modelo atual. Algumas dessas melhorias permitirão seu uso em sistemas subcríticos como centrífugas de enriquecimento, piscinas e depósitos de estocagem de combustíveis irradiados e reatores de pesquisa e potência. As funcionalidades já existentes serão aprimoradas para atingir um maior grau de precisão. O reatimetro digital é um instrumento baseado em PC, trabalhando em ambiente Windows, que através de placas de aquisição de dados transforma sinais analógicos provenientes de detetores nucleares em sinais digitais. Esses dados são processados através do software Labview que realiza os cálculos necessários para obtenção da reatividade. O algoritmo que realiza os cálculos de reatividade foi obtido a partir das equações de cinética pontual rearranjadas de tal forma a explicitar a reatividade como função do tempo. A versatilidade de um instrumento virtual consiste no fato de que sempre é possível criar outros tipos de instrumentos utilizando a mesma placa de aquisição de sinais além de poder se comunicar com instrumentos reais através de interfaces tipo portas paralelas, seriais e na maioria dos casos USB. Esse tipo de instrumentação é capaz de reduzir custos mantendo a confiabilidade dos instrumentos. Optou-se por esse tipo de instrumentação, pois este se encontra em fase adiantada de protótipos para uso em laboratório e já foi testado na Unidade I das Centrais Nucleares de Angra dos Reis. Com o desenvolvimento do reatimetro digital será possível realizar medidas de sub-criticalidade, visto que, as mesmas não são feitas devido às limitações do reatimetro atual. Pretende-se aprimorar essa tecnologia através de uma técnica experimental chamada Rod-drop, que pode reduzir em até 8 vezes o tempo dos Testes Físicos (realizados em anualmente em reatores de potência), diminuindo o tempo de parada e aumentando, consequentemente, os ganhos da usina. (AU)