Análise química de liga de grau nuclear aplicada como material de controle em reatores nucleares

Abstract

A liga de prata-indio-cádmio (Ag/In/Cd) é utilizada como material absorvedor em elementos de controle de reatores nucleares devido à alta seção de choque para absorção de nêutrons de seus componentes. Em Reatores Refrigerados a Água Pressurizada (PWR - Pressurized Water Reactor), a liga Ag/In/Cd é utilizada na forma de barra contendo 80% de prata, 15% de índio e 5% de cádmio em massa com tolerâncias, máxima e mínima, bastante rigorosas em sua composição. A liga na forma de barra é encapsulada em tubos metálicos, os quais compõem o conjunto do elemento de controle no reator nuclear. Para ser aplicada com este propósito, a barra de liga Ag/In/Cd deve apresentar uma composição homogênea ao longo de toda a sua extensão, a fim de assegurar seu comportamento adequado dentro do reator. O objetivo deste projeto é desenvolver e qualificar a metodologia de análise química aplicada à caracterização da liga Ag/In/Cd para ser usada em barras de controle em reatores do tipo PWR. A metodologia padronizada para determinar o teor de prata, índio e cádmio na liga de grau nuclear é a titulação potenciométrica para prata e a titulação de complexação para o índio e o cádmio. A precisão dos resultados obtidos depende da prévia calibração dos materiais volumétricos e equipamentos utilizados, bem como da calibração dos reagentes titulantes a serem utilizados na titulação. Além disso, a qualificação desse processo para fins nucleares requer a elaboração de todos os documentos relacionados a cada uma das etapas do processo, incluindo práticas operacionais e registros da qualidade. O desenvolvimento e a qualificação da metodologia representam passos fundamentais no sentido de tornar o Brasil autossuficiente na produção desse material aplicado à área nuclear.