7.4.1 Atividades Desenvolvidas As atividades na área de materiais que evoluíram para hoje constituir o Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais, foram iniciadas na década de 60 com o desenvolvimento da tecnologia de fabricação de elementos combustíveis para atender os reatores nucleares de pesquisa de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais. Contando com uma equipe multidisciplinar, atualmente o Centro tem como missão promover a pesquisa e desenvolvimento nos fundamentos da ciência e engenharia de materiais avançados e convencionais. Suas principais linhas de pesquisa englobam áreas diversas, como nuclear, metal-mecânica, biomédica e automotiva, e atendem os interesses da indústria nacional: materiais com elevada resistência ao desgaste, sensores de temperatura, vidros para imobilização de rejeitos radioativos e industriais, materiais utilizados em células a combustível, componentes nucleares, biomateriais para implantes ósseos, e ligas metálicas para fins médicos, entre outras. Para tanto, e visando aproximar a pesquisa acadêmica da sociedade, o Centro promove a parceria com grandes empresas, como General Motors do Brasil, Alcoa, Acesita, Cosipa e Petrobrás, e empresas de base tecnológica incubadas no CIETEC Centro Incubador de Empresas Tecnológicas, como a Electrocell. Também são parceiras deste Centro instituições acadêmicas e de Pesquisa & Desenvolvimento, como a Escola Politécnica e o Instituto de Química da USP, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT, e as Universidades Federais de Santa Catarina e Espírito Santo. 7.4.2 Instalações Os laboratórios que manipulam materiais radioativos ou que possuem equipamentos emissores de radiação ionizante são apresentados na Tabela 7.4-1. e Figuras 7.4-1 e 7.4-2 Tabela 7.4-1 - Laboratórios do CCTM Laboratórios Laboratório de Corrosão Laboratório de fusão de ligas metálicas Laboratório de Materiais Magnéticos Laboratórios de Caracterização Física de Pós Laboratórios de Difração de raios-x Localização Prédio M4 e M4 1 de 5
Figura 7.4-1 Planta do Figura 7.4-2 Planta do Prédio M4 Cópias impressas sem a identificação CÓPIA CONTROLADA não são controladas e não devem ser utilizadas com propósito operacional. 2 de 5
Laboratório de Corrosão O laboratório de corrosão desenvolve materiais e revestimentos resistentes a corrosão em diversos meios e avalia a corrosão aquosa dos cupons de diversas ligas expostas no reator IEA-R1. Tipo de material manipulado: Ligas de alumínio usadas como encamisante (revestimento) de placas combustíveis do reator IEA-R1; Forma: Sólida; Quantidades envolvidas: aproximadamente 40 cupons com 15 cm de diâmetro; Modo de manipulação: com luvas sobre bancadas em capelas; Processamento: Decapagem em ácido fosfórico e exame num microscópio óptico acoplado com um analisador de imagens; Ambiente: atmosfera ambiente; Laboratório de fusão de ligas metálicas O laboratório prepara ligas metálicas a partir da fusão de seus componentes básicos, podendo também realizar a refusão de ligas. Tipo de material radioativo manipulado: urânio natural e suas ligas; Forma: sólido maciço e pó; Quantidades envolvidas: aproximadamente 100 g por fusão (4 kg sob salvaguarda); Modo de manipulação e cuidados envolvidos: luvas, máscaras, pinças, controle de massa e estocagem em cofre; Processamento: fusão sob arco voltaico e/ou indução sob vácuo; Ambiente: atmosfera ambiente. Laboratório de Materiais Magnéticos O laboratório de materiais magnéticos desenvolve materiais com propriedades magnéticas específicas, colaborando eventualmente com outros grupos de pesquisa na obtenção de pós metálicos por hidrogenação (hidretação). Tipo de material radioativo manipulado: ligas de U-Mo natural; Forma: sólido maciço e pó; Quantidades envolvidas : 10 a 50 gramas por batelada; cerca de 100 a 200 gramas por mês; Modo de manipulação e cuidados envolvidos: o material vem acondicionado numa retorta selada, não havendo, portanto, contato físico direto; Processamento: Hidrogenação sob altas temperaturas (até 900 C) em forno resistivo; Após a etapa de hidrogenação e resfriamento do forno é realizado vácuo na retorta e cuidados são tomados para evitar que pós desta liga, que são formados após reação, sejam liberados (com instalação de filtros); 3 de 5
Ambiente : atmosfera ambiente. Laboratórios de Caracterização Física de Pós O laboratório realiza em suas instalações analises granulométricas (média e distribuição do tamanho de partícula), análises picnométricas (densidade) e pesagem de pós. Tipo de material radioativo manipulado: compostos de urânio natural e ou enriquecido a 20% (U3Si 2, U3O 8 e UO2); Forma: pó; Quantidades envolvidas: 1g por amostra, até cerca de 100g por ano; Modo de manipulação e cuidados envolvidos: o material é processado em bancadas com luvas e máscaras; Processamento: o material é misturado com líquidos de análise (água ou álcool em sua maioria); Ambiente: ar condicionado; Fonte de radiação dos equipamentos: gerador raios x do equipamento Sedígrafo; Segurança: blindagem do próprio equipamento. Laboratórios de Difração de raios X Nos laboratórios de difração de raios X são desenvolvidas pesquisas de caracterização cristalográfica de materiais, trabalhos de colaboração com outros grupos de pesquisas na área de materiais e prestação de serviços envolvendo a análise por difração de raios X. Tipo de material radioativo manipulado: compostos de urânio natural ou enriquecido a 20% (U3Si 2, U3O 8 e UO2); Forma: pó; Quantidades envolvidas: 50 gramas/ano; Modo de manipulação e cuidados envolvidos: os materiais são manipulados em bancadas com uso de luvas e máscaras. Processamento: os materiais não são processados; Ambiente: Ar condicionado; Fontes de radiação de equipamentos: raios x com excitação máxima do tubo de 50 KV e 50 ma; Segurança: Blindagem nos equipamentos, dosímetro de corpo inteiro e dosímetro de área. 4 de 5
7.4.3 Características Gerais de Segurança As principais características de segurança apresentadas nestes laboratório são as blindagens estruturais dos próprios equipamentos. Basicamente, as características de segurança estão correlacionadas principalmente com os desvios de procedimentos, sendo que em condições normais de operação a instalação é segura. Seguem informações sobre as atividades de cada laboratório que manipula materiais radioativos ou que possui equipamentos emissores de radiação em suas dependências. 7.4.4 Parâmetros Críticos Quanto aos Aspectos de Segurança Não existem parâmetros operacionais críticos nos laboratórios do CCTM, restando apenas limites operacionais, visando unicamente a proteção dos indivíduos. Para os níveis de radiação e de contaminação, a monitoração periódica nos laboratórios e equipamentos é necessária, incluindo uma sinalização. As monitorações destinam-se à correção de falhas operacionais, ou desvios de procedimentos, sendo que em condições normais de operação a instalação é segura. Revisão Elaborado Aprovado Data 00 GT Verifique a LISTA MESTRA de Documentos do SGI do ipen em http://intranet.ipen.br Xx/xx/2006 5 de 5