DOU 08/01/2024 - Diário Oficial da União - Brasil

Documento assinado digitalmente conforme MP nº 2.200-2 de 24/08/2001,
que institui a Infraestrutura de Chaves Públicas Brasileira - ICP-Brasil.
Este documento pode ser verificado no endereço eletrônico
http://www.in.gov.br/autenticidade.html, pelo código 05152024010800187
187
Nº 5, segunda-feira, 8 de janeiro de 2024
ISSN 1677-7042
Seção 1
Entre os resíduos radioativos, os mais importantes do ponto de vista da sua reutilização são:
1) A água pesada irradiada ou tritiada: depois de permanecer um certo tempo no reator nuclear, uma parte do deutério contido na água pesada, converte-se, por absorção de nêutrons,
em trítio, e, portanto, a água pesada torna-se radioativa;
2) Os elementos combustíveis (cartuchos) usados (irradiados), geralmente muito radioativos, utilizados principalmente para recuperar as matérias físseis (cindíveis) e férteis neles
contidas (ver o grupo IV, abaixo).
IV.- ELEMENTOS QUÍMICOS E ISÓTOPOS FÍSSEIS (CINDÍVEIS) OU FÉRTEIS E SEUS COMPOSTOS; MISTURAS E RESÍDUOS QUE CONTENHAM ESTES PRODUTOS
A) Elementos químicos e isótopos físseis (cindíveis) ou férteis.
Entre os elementos químicos e os isótopos radioativos referidos no grupo III, alguns, de massa atômica elevada, tais como o tório, o urânio, o plutônio, o amerício, possuem um núcleo
atômico de estrutura particularmente complexa; estes núcleos, submetidos à ação de partículas subatômicas (nêutrons, prótons, dêuterons, trítons, partículas alfa, etc.) podem absorver
estas partículas e, em consequência, aumentar a sua instabilidade até o ponto de provocar a desintegração em dois núcleos de elementos médios com massas de valores próximos (mais
raramente em três ou quatro fragmentos). Esta desintegração libera uma enorme quantidade de energia e é acompanhada pela formação de nêutrons secundários. É o processo que se
denomina fissão ou bipartição nuclear.
Apenas raramente a fissão pode ocorrer espontaneamente ou por ação de fótons.
Os nêutrons secundários liberados no momento da fissão podem provocar uma segunda fissão dando origem a novos nêutrons secundários e assim sucessivamente. Este processo
repetido determina uma reação em cadeia.
A probabilidade de fissão é, geralmente, muito elevada para certos nuclídeos (U 233, U 235, Pu 239) desde que os nêutrons sejam lentos, isto é, tenham uma velocidade média de cerca
de 2.200 m/s, que corresponde a uma energia de 1/40 de elétron-volt (eV). Como esta velocidade é da mesma ordem de grandeza que a das moléculas de um fluido (agitação térmica),
os nêutrons lentos são também denominados térmicos.
Atualmente, a fissão provocada pelos nêutrons térmicos é a mais utilizada nos reatores nucleares.
Por esta razão, designam-se normalmente por físseis (cindíveis) os isótopos passíveis de se submeterem à fissão por nêutrons térmicos, especialmente o urânio 233, o urânio 235, o
plutônio 239 e os elementos químicos que os contenham, principalmente o urânio e o plutônio.
Outros nuclídeos, tais como o urânio 238 e o tório 232, só se submetem à fissão por meio de nêutrons rápidos e, normalmente, não se chamam físseis (cindíveis), mas férteis: a
“fertilidade” resulta do fato de estes nuclídeos poderem absorver os nêutrons lentos dando lugar à formação, respectivamente, do plutônio 239 e do urânio 233, que são físseis (cindíveis).
Nos reatores nucleares térmicos (que empregam nêutrons com velocidade reduzida), em que a energia dos nêutrons secundários liberados pela fissão é muito mais alta (da ordem de 2
milhões eV), estes nêutrons devem ter a sua velocidade diminuída a fim de permitir que a reação em cadeia ocorra. Isto consegue-se através de moderadores, ou seja, de produtos à
base de elementos de baixa massa atômica (tais como água natural, água pesada, certos hidrocarbonetos, a grafita, o berílio, etc.) que, embora absorvendo por uma sucessão de colisões
uma parte da energia dos nêutrons, não absorvem os próprios nêutrons, ou absorvem-nos em quantidade desprezível.
Para que a reação em cadeia tenha início e se mantenha, é necessário que o número médio de nêutrons secundários liberados pela fissão seja superior ao número de nêutrons perdidos
quer por captura, quer por evasão não aproveitável na fissão.
Os elementos químicos físseis (cindíveis) ou férteis são os seguintes:
1) O urânio natural.
O urânio natural é constituído por uma mistura de três isótopos: o urânio 238, que constitui 99,28 % da massa total, o urânio 235, que representa 0,71 % e o urânio 234, que existe
apenas na insignificante proporção de 0,006 %. Em consequência, pode ser considerado simultaneamente elemento físsil (cindível) (devido ao teor de U 235) e como elemento fértil
(devido ao teor de U 238).
Este metal extrai-se principalmente da pechblenda, uraninita, autunita, brannerita, carnotita ou da calcolita (torbernita). Também se obtém a partir de algumas fontes secundárias,
tais como os resíduos da fabricação dos superfosfatos ou dos resíduos das minas de ouro. Obtêm-se, em geral, por redução do tetrafluoreto por meio do cálcio ou do magnésio, ou
ainda por eletrólise.
O urânio é um elemento fracamente radioativo, muito pesado (densidade 19) e duro. Quando polida, a sua superfície é cinzento-prateada, tornando-se baça em contato com o
oxigênio do ar, com o qual o urânio forma óxidos. Em pó, este metal oxida-se e inflama rapidamente em contato com o ar.
Habitualmente é comercializado em lingotes, suscetíveis de serem polidos, limados, laminados, etc., de forma a obter barras, tubos, folhas, fios, etc.
2) O tório.
Como a torita e a orangita, embora muito ricas em tório, sejam raras, o tório é principalmente extraído da monazita, que também é fonte de metais de terras raras.
Quando impuro, este metal apresenta-se sob a forma de um pó cinzento muito pirofórico. Obtém-se por eletrólise dos fluoretos ou por redução dos fluoretos, cloretos ou dos óxidos.
O metal assim obtido é purificado e sinterizado numa atmosfera inerte e transformado em pesados lingotes (densidade 11,5), duros (embora menos que o urânio), de cor cinzento-
aço, que se oxidam rapidamente em contato com o ar.
Por laminagem, extrusão ou estiramento destes lingotes, obtêm-se folhas, barras, tubos, fios, etc. O elemento tório é constituído, essencialmente, pelo isótopo tório 232.
O tório e algumas das suas ligas utilizam-se, principalmente, como materiais férteis em reatores nucleares. Contudo, as ligas de toriomagnésio e de toriotungstênio empregam-se na
indústria aeronáutica ou na fabricação de material termiônico.
As obras e respectivas partes de tório das Seções XVI a XIX excluem-se desta posição.
3) O plutônio.
O plutônio utilizado industrialmente obtém-se por irradiação do urânio 238 em reator nuclear.
É muito pesado (densidade 19,8), radioativo e altamente tóxico. Assemelha-se ao urânio na aparência e na propensão a oxidar-se.
Apresenta-se nas mesmas formas do urânio enriquecido e a sua manipulação requer as maiores precauções.
Entre os seus isótopos físseis (cindíveis), podem citar-se:
1) O urânio 233, que se obtém em reatores nucleares a partir do tório 232, o qual se transforma sucessivamente em tório 233, em protactínio 233 e, por fim, em urânio 233.
2) O urânio 235, contido no urânio natural na proporção de 0,71 %, e que é o único isótopo físsil (cindível) que existe em estado natural.
Após transformação do urânio natural em hexafluoreto, obtém-se, por separação isotópica efetuada quer por processo eletromagnético, quer por centrifugação, quer ainda por
difusão gasosa, o urânio enriquecido em U 235, de um lado, e o urânio empobrecido em U 235 (enriquecido em U 238), de outro lado.
3) O plutônio 239, que se obtém em reatores nucleares a partir do urânio 238, que se transforma sucessivamente em urânio 239, netúnio 239 e por fim em plutônio 239.
Podem ainda ser referidos alguns isótopos de elementos transplutônicos, tais como o califórnio 252, o amerício 241, o cúrio 242 e o cúrio 244, que podem entrar em fissão (espontânea
ou não) e que se podem empregar como fontes intensas de nêutrons.
Entre os isótopos férteis podem citar-se, além do tório 232, o urânio empobrecido (ou seja, empobrecido em U 235 e, em consequência, enriquecido em U 238). Trata-se de um
subproduto do enriquecimento do urânio em U 235. Devido ao seu preço muito menos elevado e às quantidades disponíveis, substitui o urânio natural, especialmente como matéria
fértil, como tela contra as radiações, como metal pesado para a fabricação de volantes (motores) ou na preparação de composições absorventes (getters) utilizados na purificação de
alguns gases.
As obras e respectivas partes de urânio empobrecido em U 235 das Seções XVI a XIX excluem-se desta posição.
B) Compostos de elementos químicos e isótopos, físseis (cindíveis) ou férteis.
Incluem-se nesta posição, particularmente, os compostos seguintes:
1) De urânio:
a) Os óxidos: UO2, U3O8 e UO3