Dissolução eletroquímica de alumínio 6061 na matriz de alvos de irradiação de urânio

Abstract

O par de radionuclídeos molibdênio–tecnécio tem uma forte demanda mundial para radiodiagnósticos em medicina nuclear. A maioria dos alvos de irradiação de urânio é feitos com alumino. Os alvos brasileiros poderão ser produzidos por laminação de um conjunto de alumínio selando e envolvendo um briquete com mistura de pós de ligas UAlx (mistura de UO2 + UAl3 + UAl4 ) e pós de alumínio. A maior quantidade de alumínio utilizado na confecção de alvos é do tipo 6061. A remoção do alumínio, durante o procedimento pós‐irradiação, deve ser um processo rápido uma vez que envolve a manipulação de elementos em processo de decaimento radioativo. A dissolução é um método conhecido e tradicional para remoção do alumínio de elementos combustíveis nucleares destinados a reciclagem e se baseia fundamentalmente no seguinte conjunto de reações alcalinas: 2 Al + 6H2O + 2ROH → 2RAl(OH)4 + 3H2 seguido de 2RAl(OH)4 → ROH + Al(OH)3 cuja reação resultante é 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2, onde o X representa os cátions alcalinos Na e K dos sais NaOH ou KOH mais usuais na dissolução. No entanto, há necessidade de se aprimorar a dissolução utilizando técnicas eletroquímicas, uma vez que há problemas de formação de camadas de óxido/hidróxido de alumínio que diminuem a cinética de reação durante a dissolução. Há possibilidade de se polarizar catodicamente a reação Al3+ + 3e → Al (εo= ‐ 1.662V) em uma solução alcalina através da atuação simultânea do processo químico com o processo eletroquímico. No presente trabalho, experimentos utilizando essas técnicas foram realizados e revelaram que tal processo é possível. Em ensaios potenciodinâmicos na direção catódica mostraram‐se que a corrente contínua ao subir promovia uma dissolução mais acentuada dos cátions de alumínio com velocidade bem maior que uma simples dissolução química alcalina. O nível de aumento da dissolução de alumínio e os resultados são discutidos no escopo do trabalho.