2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO B RASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: 85-99141-01-5 DESEMPENHO SOB IRRADIAÇÃO DE ELEMENTOS COMBUSTÍVEIS DO TIPO U-MO Antonio Teixeira e Silva, Cirila Tacconi de Almeida, Pedro Ernesto Umbehaun, Mitsuo Yamaguchi, José Eduardo Rosa da Silva e Georgi Lucki Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP) Av. Professor Lineu Prestes 2242 05508-000 São Paulo, SP teixeira@ipen.br RESUMO Os combustíveis a dispersão do tipo U-Mo-Al, propostos para utilização em Reatores de Pesquisa e Teste de Materiais (“Material Test Reactors”-MTR), são estudados em termos de seu comportamento sob irradiação. Os aspectos do comportamento sob irradiação são aliados a aspectos neutrônicos e termo-hidráulicos para propor um novo núcleo para o Reator IEA-R1 do IPEN/CNEN-SP. Núcleos com elementos combustíveis do tipo U- 10Mo-Al com densidades de urânio entre 3 e 8 gU/cm 3 foram analisados com os programas computacionais CITATION e MTRCR-IEA-R1. Os núcleos com elementos combustíveis com densidades de urânio variando entre 3 e 5 gU/cm 3 mostraram-se adequados para utilização no Reator IEA-R1 e devem apresentar um comportamento estável sob irradiação, mesmo a altas queimas. 1. INTRODUÇÃO O reator IEA-R1 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP) é um reator de pesquisa do tipo piscina aberta, tendo como refrigerante e moderador a água leve desmineralizada e berílio e grafite como refletores. Em 1997, o reator recebeu a licença de operação para 5 MW. Nos últimos anos, o IPEN desenvolveu a fabricação de elementos combustíveis a dispersão de U 3 O 8 em uma matriz de alumínio (Al) e U 3 Si 2 em Al [1]. O combustível U 3 O 8 -Al está qualificado para operação no reator IEA-R1 até uma densidade de urânio de 2,3 gU/cm 3 e o U 3 Si 2 -Al para uma densidade de urânio de até 3,0 gU/cm 3 . O núcleo do reator IEA-R1 é hoje composto dos combustíveis acima, com baixo enriquecimento em U- 235 (19,90% de U-235). Estes combustíveis seguem rigorosas especificações técnicas, que foram definidas após cuidadosas revisões bibliográficas abrangendo a experiência mundial no projeto, fabricação e análise do comportamento sob irradiação de combustíveis a dispersão. Análogo ao realizado com os combustíveis de U 3 O 8 -Al e U 3 Si 2 -Al, desenvolvidos e qualificados no IPEN, o objetivo deste trabalho [2] foi desenvolver uma extensa revisão bibliográfica do comportamento sob irradiação dos combustíveis do tipo liga de U-Mo dispersa numa matriz de alumínio (Al) e, a partir deste estudo, estabelecer parâmetros que pudessem auxiliar na especificação técnica deste combustível, para uma posterior utilização no reator IEA-R1. Várias configurações de núcleos de U-Mo-Al em início de vida foram analisadas para o reator IEA-R1, com densidades de urânio variáveis entre 3,0 e 8,0 gU/cm 3 . Devido a mais alta densidade de urânio por placa combustível da liga U-Mo, foi possível reduzir o número de elementos combustíveis no núcleo do reator, gerando a necessidade de se revisar os seus projetos neutrônico e termo-hidráulico. O cálculo neutrônico dos núcleos analisados foi desenvolvido com o programa computacional CITATION [3]. As análises