Rosatom desenvolve ‘gêmeo digital’ para gestão de combustível nuclear usado

A estatal russa de energia nuclear Rosatom concluiu a primeira etapa de um sistema de planta virtual de tecnologias radioquímicas para regeneração de materiais fissionáveis. Segundo a companhia, esta será a base tecnológica do gêmeo digital de uma instalação de produção radioquímica.

“A implementação do sistema permitirá aumentar a eficiência da criação e operação de unidades para o reprocessamento de combustível nuclear usado e o gerenciamento de resíduos radioativos”, diz a Rosatom em nota. O projeto é conduzido sob encomenda da divisão de Combustível da estatal russa e conta com a participação de outras instituições.

A planta radioquímica virtual deverá permitir a análise de todas as etapas do reprocessamento de combustível nuclear usado, incluindo a composição e quantidade de reagentes, o volume de resíduos, os parâmetros das operações tecnológicas e as especificidades dos processos radioquímicos. O “gêmeo digital” também substituirá os cálculos manuais complexos, minimizando o risco de erros em projetos reais, adianta a Rosatom.

Até o momento, foi desenvolvido o conceito central do novo sistema, incluindo algoritmos de cálculo com base nos processos de reprocessamento de combustível usado, os métodos de gestão de resíduos radioativos, os requisitos do sistema e sua estrutura. Agora, deve começar o desenvolvimento do software.

“Ainda não existem gêmeos digitais de instalações radioquímicas, necessários para melhorar a eficiência da construção e operação de unidades do ciclo fechado do combustível nuclear”, declara em nota Pavel Nechaev, líder da área de projetos de radioquímica do Instituto Ciência e Inovação, que faz parte do projeto com o desenvolvimento científico, analítico e informacional das organizações do complexo nuclear-industrial.

Segurança e reutilização múltipla de combustível usado

O avanço das tecnologias de reatores de nêutrons rápidos é inviável sem a radioquímica, explica a Rosatom.

As tecnologias radioquímicas atuam na gestão de combustível nuclear usado e de resíduos radioativos do primeiro projeto nuclear, iniciado na década de 1940 pela então União Soviética com a meta principal de desenvolver armas nucleares e, posteriormente, energia nuclear para fins pacíficos. “Como resultado dessa atividade, houve o acúmulo de grandes volumes de resíduos radioativos e combustível nuclear irradiado, cuja gestão segura e eliminação exigem tecnologias radioquímicas modernas”, explica a Rosatom.

Além disso, as tecnologias radioquímicas são parte da plataforma de energia nuclear de quarta geração, que consiste em dois componentes com ciclo fechado.

Segundo a Rosatom, as tecnologias de nêutrons rápidos também permitem a geração de energia elétrica sem o acúmulo de combustível irradiado, com reutilização múltipla do combustível nuclear usado, o que pode eliminar a limitação da base de recursos da energia nuclear.