Laboratório Nacional de Argonne Desenvolve Sistema de Monitoramento Remoto ARG-US para Melhorar a Segurança de Materiais Nucleares

Uma edição recente da revista Radioactive Waste Solutions (Soluções para Resíduos Radioativos) da primavera de 2024 revelou um avanço significativo: pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne, do Departamento de Energia dos Estados Unidos, estão desenvolvendo e implantando uma tecnologia de sistema de monitoramento remoto chamada ARG-US (que significa "Guardião Vigilante") para melhorar a segurança, a proteção e as salvaguardas (3S) de materiais nucleares e radioativos durante o armazenamento, transporte e descarte.

A tecnologia ARG-US foi projetada para apoiar a missão do Escritório de Embalagem e Transporte do Escritório de Gestão Ambiental do Departamento de Energia, que é "proteger humanos e o meio ambiente, garantindo o transporte seguro, conforme e eficiente de materiais críticos para o sucesso das operações do departamento". Além disso, a tecnologia também beneficia aqueles que trabalham em instalações do ciclo do combustível nuclear e no transporte e armazenamento de cargas nucleares.

O sistema ARG-US consiste principalmente em duas plataformas patenteadas: etiquetas de monitoramento com sensores de identificação por radiofrequência (RFID) e o sistema de Monitoramento Remoto Modular de Área (RAMM). As etiquetas RFID podem ser fixadas em tambores de armazenamento ou transporte e são monitoradas por leitores fixos, portáteis ou por uma "CommBox" integrada. Já o sistema RAMM e o TRAVELER são usados para rastrear e monitorar em tempo real as embalagens de materiais do ciclo do combustível nuclear durante o transporte.

O sistema RFID utiliza etiquetas de sensores RFID ativos, que possuem sensores para reforçar os 3S e a responsabilidade sobre os materiais, além de reduzir a exposição à radiação dos trabalhadores para níveis tão baixos quanto razoavelmente alcançáveis (ALARA). Os "tambores inteligentes", equipados com etiquetas e leitores RFID, permitem que pessoal autorizado acesse dados em tempo real sobre o status e o histórico de eventos, além de monitorar continuamente as condições ambientais durante as operações.

Desde 2010, cinco laboratórios e dois locais do Departamento de Energia, bem como a indústria, adquiriram os sistemas ARG-US RFID e RAMM para testes, demonstrações e aplicações em campo. Atualmente, a tecnologia ARG-US está em operação contínua em instalações como a Câmara Quente Alfa-Gama (AGHCF), a Instalação de Acelerador de Baixa Energia (LEAF) e o Sistema de Acelerador Linear Tandem de Argonne (ATLAS), fornecendo dados valiosos sobre o desempenho dos sensores e a confiabilidade do sistema em operações reais.

No transporte, a tecnologia ARG-US também demonstrou excelente desempenho. Por exemplo, durante uma simulação de transporte de componentes de combustível nuclear gasto (SNF) por ferrovia/tambor, o ARG-US TRAVELER rastreou e monitorou os tambores por seis dias sem falhas. Além disso, em demonstrações de transporte de contêineres de novos componentes de combustível de reatores de água pressurizada por caminhão e de geradores termoelétricos de radioisótopos BUP-500, a tecnologia ARG-US mostrou confiabilidade e utilidade.

A operação contínua e a aplicação do sistema de monitoramento remoto ARG-US não apenas aumentam a segurança em instalações nucleares e durante o transporte, mas também incentivam a adoção e implementação da tecnologia ARG-US em outras instalações nucleares do Departamento de Energia e locais industriais, incluindo futuros ciclos de combustível de reatores avançados.

Olhando para o futuro, os pesquisadores de Argonne e o Departamento de Energia continuarão a utilizar o conhecimento acumulado no transporte de materiais nucleares e radioativos, no armazenamento de longo prazo de SNF e resíduos de alta atividade (incluindo gerenciamento de envelhecimento) e na tecnologia ARG-US para estabelecer um framework de "Design 3S". Esse framework visa enfrentar os desafios de embalagem 3S para materiais do ciclo do combustível nuclear existentes e avançados durante o transporte, armazenamento e descarte, promovendo ainda mais a segurança e a sustentabilidade no setor de energia nuclear.