RESOLUÇÃO CIBES Nº 42, DE 28 DE OUTUBRO DE 2025 (parte 3 de 7)

Também estão contidos dentro do meio a vácuo uma série de itens críticos que não rotacionam (estacionários) e, que embora sejam especialmente projetados, não são difíceis
de serem fabricados, bem como não são fabricados a partir de materiais exclusivos. Uma instalação de centrifugação, no entanto, requer um grande número desses componentes, de tal
modo que as quantidades possam fornecer uma indicação importante de uso final.
5.1.1. Componentes rotativos
(a) Conjuntos completos de rotores:
Cilindros de paredes finas, ou vários cilindros de paredes finas interconectados, fabricados de um ou mais materiais de alta razão resistência/densidade descritos na NOTA
EXPLICATIVA deste item. Se interconectados, os cilindros são unidos por anéis ou foles flexíveis conforme descrito no subitem 5.1.1 (c). Na forma final, o rotor é equipado com um defletor
interno (ou defletores) e tampas, como descrito nos subitens 5.1.1 (d) e 5.1.1 (e). No entanto, o conjunto completo pode ser remetido apenas parcialmente montado.
(b) Tubos rotores
Cilindros de parede fina especialmente projetados ou preparados com espessura menor ou igual a 12 mm, diâmetro entre 75 mm e 650 mm e fabricados com um ou mais
materiais de alta razão resistência/densidade descritos na NOTA EXPLICATIVA deste item.
(c) Anéis ou foles
Componentes especialmente projetados ou preparados para fornecer suporte localizado para o tubo rotor ou para conectar vários tubos rotores. O fole é um cilindro curto
com espessura de parede menor ou igual a 3 mm, diâmetro entre 75 mm e 650 mm, em convoluto (em forma de cilindro), e fabricados com materiais de alta razão resistência/densidade
descritos na NOTA EXPLICATIVA deste item.
(d) Defletores
Componentes em forma de disco, com diâmetro entre 75 mm e 650 mm, especialmente projetados ou preparados para serem montados no interior do tubo rotor da
centrífuga, a fim de isolar a câmara de retirada da câmara de separação principal e, em alguns casos, para ajudar a circulação do gás UF6 dentro da câmara principal de separação do
tubo rotor, e fabricados com materiais de alta razão resistência/densidade descritos na NOTA EXPLICATIVA deste item.
(e) Tampas superiores/Tampas inferiores
Componentes em forma de disco, com diâmetro entre 75 mm e 650 mm, especialmente projetados ou preparados para serem encaixados nas extremidades do tubo rotor,
para conter o UF6 dentro do tubo rotor, e em alguns casos, para suportar, reter ou conter como parte integrada um elemento do rolamento superior (tampa superior) ou para transportar
os elementos de rotação do motor e do rolamento inferior, e fabricados com um dos materiais de alta razão resistência/densidade descritos na NOTA EXPLICATIVA deste item.
NOTA EXPLICATIVA
Os materiais utilizados nos componentes rotativos da centrífugas incluem:
(a) Aço maraging com resistência à tração de 1,95 GPa ou superior;
(b) Ligas de alumínio com resistência à tração de 0,46 GPa ou superior;
(c) Materiais filamentosos adequados para serem usados em estruturas de compostas, com módulo específico de 3,18 x 106 m ou maior e resistência à tração máxima
específica de 7,62 x 104 m ou maior. ("Módulo específico" é o Módulo de Young em N/m2, dividido pelo peso específico e N/m3; "Resistência à Tração Máxima Específica" é a a resistência
máxima em N/m2 dividida pelo peso específico em N/m3).
5.1.2. Componentes estáticos
(a) Mancais de suspensão magnética
1. Conjuntos de mancais especialmente projetados ou preparados consistindo de um imã anular suspenso dentro de uma carcaça contendo um meio amortecedor. A carcaça
será fabricada de um material resistente a UF6 (veja a NOTA EXPLICATIVA no subitem 5.2.). O imã se acopla com uma peça polar ou a um segundo imã encaixado na tampa superior
descrita no subitem 5.1.1 (e). O imã pode ser em forma de anel, com uma relação entre o diâmetro interno e externo menor ou igual a 1,6:1. O imã pode ter uma permeabilidade
inicial de 0,15 H/m ou maior, uma remanescência de 98,5% ou mais, ou um produto de energia superior a 80 kJ/m3. Além das propriedades usuais do material, é um requisito que o
desvio dos eixos magnéticos em relação aos eixos geométricos seja limitado a tolerâncias muito pequenas (inferiores a 0,1 mm) ou que a homogeneidade do material do imã seja
especialmente adequada.
2. Mancais magnéticos ativos especialmente projetados ou preparados para uso em centrífugas a gás.
NOTA EXPLICATIVA
Esses mancais geralmente possuem as seguintes características:
- Projetados para manter o rotor sobre o eixo de rotação girando a frequência de 600 Hz ou maior, e
- Associados a uma fonte de alimentação elétrica confiável e/ou a uma unidade de fonte de alimentação ininterrupta para funcionar por mais de uma hora.
(b) Mancais/Amortecedores
Mancais /Amortecedores especialmente projetados ou preparados consistindo em um conjunto de pino/tampa montado sobre um amortecedor. O pino é normalmente um
eixo de aço temperado com um hemisfério em uma extremidade e com um dispositivo de fixação à tampa inferior, na outra extremidade, descrita no subitem 5.1.1 (e). O pino pode,
no entanto, ter um mancal hidrodinâmico acoplado. A tampa tem um formato de pastilha com um entalhe hemisférico em uma das superfícies. Esses componentes são frequentemente
fornecidos separadamente do amortecedor.
(c) Bombas moleculares
Cilindros especialmente projetados ou preparados com sulcos helicoidais internos extrudados ou usinados e furos internos usinados. As dimensões típicas físicas são as
seguintes: diâmetro interno de 75 mm a 650 mm, espessura da parede maior ou igual a 10 mm, com o comprimento igual ou maior do que o diâmetro. Os sulcos tem a seção transversal
retangular com 2 mm ou mais de profundidade.
(d) Estatores de motor
Estatores em forma de anel, especialmente projetados ou preparados, para motores de histerese AC multifásicos de alta velocidade para operação síncrona em vácuo com
uma frequência de 600 Hz ou maior e potência de 40 VA ou maior. Os estatores podem consistir em enrolamentos multifásicos sobre um núcleo de ferro laminado de baixa perda,
composto de finas camadas, normalmente com espessura de 2 mm ou menos.
(e) Carcaça/recipientes da centrífuga
Componentes especialmente projetados ou preparados para conter o conjunto de tubos rotores de uma centrífuga a gás. A carcaça consiste de um cilindro rígido com
espessura de parede de até 30 mm, com extremidades usinadas com precisão para posicionar os suportes, e com uma ou mais flanges para montagem. As extremidades usinadas são
paralelas uma à outra e perpendiculares ao eixo longitudinal do cilindro com uma precisão de até 0,05° ou menos. A carcaça também pode ser uma estrutura do tipo colmeia para
acomodar vários conjuntos de rotores.
(f) Coletores
Tubos especialmente projetados ou preparados para a extração do gás UF6 de dentro do tubo rotor através da ação de um tubo de Pitot (isto é, com uma abertura voltada
para o fluxo circunferencial de gás dentro do tubo rotor, por exemplo, inclinando extremidade de um tubo radialmente disposto) e capazes de serem fixados ao sistema central de
extração do gás.
5.2. Sistemas auxiliares, equipamentos e componentes especialmente projetados ou preparados para instalações de enriquecimento por centrífuga a gás
NOTA INTRODUTÓRIA
Os sistemas auxiliares, equipamentos e componentes para uma instalação de enriquecimento por centrífuga a gás são os sistemas necessários para alimentar UF6 nas
centrífugas, conectar as centrífugas individuais uma às outras para formar cascatas (ou estágios), permitindo enriquecimentos progressivamente maiores, e extrair o UF6 "produto" (UF6
enriquecido - material com alto teor de isótopos desejados) e o "resíduo" (UF6 empobrecido - material residual com baixo teor de isótopos desejados) das centrífugas, juntamente com
o equipamento necessário para operar as centrífugas ou controlar a instalação de enriquecimento.
Normalmente, o UF6 é evaporado a partir de sua forma sólida usando autoclaves aquecidas e é distribuído na forma gasosa para centrífugas através da tubulação de
distribuição da cascata. As concorrentes gasosas do UF6 "produto" e "resíduo" que saem das centrífugas também são direcionadas por meio das tubulações de distribuição da cascata
para armadilhas frias (operando em torno de 203 K (-70°C)), onde são condensadas antes de serem transferidas para recipientes adequados ao transporte ou armazenamento. Como uma
instalação/planta de enriquecimento consiste em milhares de centrífugas dispostas em cascatas, há muitos quilômetros de tubulações da cascata, incorporando milhares de soldas com
uma quantidade substancial de repetição de configurações/layout. Os equipamentos, sistemas de tubulação e componentes são fabricados com altos padrões de vácuo e limpeza.
NOTA EXPLICATIVA
Alguns dos componentes listados abaixo entram em contato direto com o gás UF6 do processo ou controlam diretamente as centrífugas e a passagem do gás de uma centrífuga
para outra e de uma cascata para outra. Os materiais resistentes à corrosão pelo UF6 incluem cobre, ligas de cobre, aço inoxidável, alumínio, óxido de alumínio, ligas de alumínio, níquel
ou ligas contendo 60% ou mais de níquel em peso e polímeros de hidrocarbonetos fluorados.
5.2.1. Sistemas de alimentação/sistemas de retirada do "Produto"e de "Rejeitos"
Sistemas de processo ou equipamentos especialmente projetados ou preparados para instalações de enriquecimento, fabricadas ou protegidas por materiais resistentes à
corrosão pelo UF6, incluindo:
(a) Autoclaves de alimentação, fornos ou sistemas usados para passagem do UF6 no processo de enriquecimento;
(b) Desumibladores, armadilhas frias ou bombas utilizadas para remover o UF6 do processo de enriquecimento para posterior transferência após o aquecimento;
(c) Estações de solidificação ou de liquefação utilizadas para remover o UF6 do processo de enriquecimento, por compressão e convertendo o UF6 em forma líquida ou
sólida;
(d) Estações de "produto" ou de "rejeitos" utilizadas para a transferência do UF6 para recipientes (cilindros).
5.2.2. Sistemas de tubulação e sistemas de distribuição
Sistemas de tubulação e sistemas de distribuição especialmente projetados ou preparados para o manuseio do UF6 dentro das cascatas de centrífugas. A rede de tubulação
é normalmente do tipo coletor triplo com cada centrífuga conectada a cada um dos coletores. Portanto, há uma repetição substancial em sua forma. É totalmente feito de materiais
resistentes ao potencial de corrosão do UF6 (conforme a NOTA EXPLICATIVA deste item), e fabricado seguindo altos padrões de vácuo e limpeza.
5.2.3. Válvulas de fechamento e válvulas de controle
(a) Válvulas de fechamento especialmente projetadas ou preparadas para atuar nos fluxos gasosos de UF6 de alimentação, produto ou resíduos de uma centrífuga a gás
individual.
(b) Válvulas seladas por fole, manuais ou automatizadas, de fechamento ou controle, fabricadas com ou protegidas por materiais resistentes à corrosão por UF6, com diâmetro
interno de 10 a 160 mm, especialmente projetadas ou preparados para uso nos sistemas principais ou auxiliares de instalações de enriquecimento por centrifugas a gás.
NOTA EXPLICATIVA
Válvulas especialmente projetadas ou preparadas incluem válvulas seladas por fole, válvulas de fechamento rápido, válvulas de ação rápida e outras.
5.2.4. Espectrômetro de massa/fontes de íons para medição de UF6
Espectrômetros de massa especialmente projetados ou preparados, capazes de realizar amostragem "on-line" das correntes/fluxos de gás UF6 e com todas as seguintes
características:
1. Capazes de medir íons de massa atômica igual ou superior a 320 u e possuir uma resolução melhor (entenda-se "melhor" como "menor", dado que quanto menor o valor
maior a resolução) que 1 parte para em 320;
2. Fontes de íons construídas de ou protegidas por níquel, ligas de cobre-níquel com 60% de níquel em peso ou mais, ou ligas de cromo-níquel;
3. Fontes de ionização por bombardeio de elétrons; e
4. Um sistema coletor adequado para análise isotópica.
5.2.5. Inversores de frequência
Inversores de frequência (também conhecidos como conversores) especialmente projetados ou preparados para alimentar estatores de motores, conforme definido no subitem
5.1.2.(d), ou partes, componentes e subconjuntos de tais inversores de frequência com todas as características seguintes:
1. Saída de frequência multifásica de 600 Hz ou maior; e
2. Alta estabilidade (com controle de frequência melhor/menor que 0,2%).
5.3. Conjuntos e componentes especialmente projetados ou preparados para uso em enriquecimento por difusão gasosa
NOTA INTRODUTÓRIA
No método de separação isotópica de urânio por difusão gasosa, o principal conjunto tecnológico é uma barreira porosa de difusão gasosa especial, um trocador de calor
para resfriamento do gás (que é aquecido pelo processo de compreensão), válvulas de vedação e válvulas de controle, e tubulações. Considerando-se que a tecnologia de difusão gasosa
usa UF6, todos os equipamentos, tubulações e instrumentação (que entram em contato com o gás) devem ser fabricadas com materiais que permaneçam estáveis em contato com o
UF6. Uma instalação de difusão gasosa requer vários desses conjuntos, de tal forma que grandes quantidades desse material podem representar uma importante indicação de uso
final.
5.3.1. Barreiras de difusão gasosa e materiais de para barreiras
(a) Filtros finos, porosos, especialmente projetados ou preparados, com tamanho de poros de 10 a 100 nm, espessura de 5 mm ou inferior e, para formas tubulares, um
diâmetro de 25 mm ou menor, feitos de materiais metálicos, poliméricos ou de cerâmica resistentes à corrosão do UF6 (veja NOTA EXPLICATIVA do subitem 5.4); e
(b) Compostos ou pós especialmente projetados ou preparados para a fabricação de tais filtros. Tais compostos e pós incluem níquel ou ligas contendo 60% ou mais em peso
de níquel, óxido de alumínio ou polímeros de hidrocarbonetos totalmente fluorados resistentes ao UF6, com uma pureza de 99,9% ou mais em peso, um tamanho de partícula inferior
a 10 um e alto grau de uniformidade de tamanho de partículas, especialmente preparados para a fabricação de barreiras de difusão gasosa.
5.3.2. Carcaças de difusores
Recipientes hermeticamente selados, especialmente projetados ou preparados para conter barreiras de difusão gasosa, feitos de ou protegidos por materiais resistentes ao UF6
(veja NOTA EXPLICATIVA do subitem 5.4).
5.3.3 Compressores e sopradores de gás
Compressores ou ventiladores de gás especialmente projetados ou preparados, com vazão (capacidade de volume) de sucção de 1 m3/min ou mais de UF6, e com uma pressão
de descarga de até 500 kPa, e projetados para operação de longo prazo em atmosfera de UF6, bem como conjuntos separados de tais compressores e sopradores de gás. Esses
compressores e sopradores têm uma razão de pressão de 10:1 ou menor e são feitos de, ou protegidos, por materiais resistentes ao UF6 (veja NOTA EXPLICATIVA do subitem 5.4).
5.3.4. Vedações de eixo rotativo
Vedações a vácuo especialmente projetadas ou preparadas, com conexões para alimentação e exaustão da vedação, para vedar o eixo que conecta o rotor do compressor
ou o soprador ao motor acionador, garantindo uma vedação confiável contra a entrada de ar na câmara interna do compressor ou soprador que opera com UF6. Tais vedações são
normalmente projetadas para uma taxa de fuga interna (infiltração) de gás pela vedação inferior a 1000 cm3/min.
5.3.5. Trocadores de calor para resfriamento do UF6
Trocadores de calor especialmente projetados ou preparados, fabricados e/ou revestidos com materiais resistentes ao UF6 (veja NOTA EXPLICATIVA do subitem 5.4, e destinados
para uma taxa de variação de pressão devido a fuga (vazamento) inferior a 10 Pa/h submetidos a uma diferença de pressão de 100 kPa.
5.4. Componentes equipamentos e sistemas auxiliares especialmente projetados ou preparados para uso em enriquecimento por difusão gasosa
NOTA INTRODUTÓRIA
Os componentes, equipamentos e sistemas auxiliares para usinas de enriquecimento por difusão gasosa aqueles necessários para alimentar o UF6 ao conjunto de difusão
gasosa, para conectar os conjuntos individuais entre si para formar as cascatas (ou estágios) para permitir enriquecimentos progressivamente maiores e para extrair o "produto" e os
"rejeitos" de UF6 provenientes das cascatas de difusão.
Devido às altas propriedades inerciais das cascatas de difusão, qualquer interrupção em sua operação, e especialmente seu desligamento acarreta consequências graves.
Portanto, é essencial assegurar uma manutenção rigorosa e constante do vácuo e em todos os sistemas tecnológicos, garantir uma proteção automática contra acidentes e regulagem
automátizada precisa do fluxo de gás em uma usina de difusão gasosa.
Tudo isso leva à necessidade de se equipar a usina com um grande número de sistemas especiais de controle, regulagem e medição.
Normalmente o UF6 é evaporado de cilindros colocados dentro de autoclaves e distribuído na forma gasosa até o ponto de entrada através da rede de tubulação principal
da cascata.
As correntes gasosas do UF6 do "produto" e dos "rejeitos" que fluem de pontos de saída, passam através da rede de tubulação principal da cascata até armadilhas frias
(criogênicas) ou estações de compressão, onde o gás UF6 é liquefeito antes de ser transferido para recipientes adequados ao transporte ou armazenamento.
Como uma usina de enriquecimento por difusão gasosa consiste de um grande número de conjuntos de difusão gasosa dispostos em cascatas, existem muitos quilômetros
de rede de tubulação principal da cascata, incorporando milhares de soldas com quantidades substanciais de repetição de arranjos (layout). Os sistemas de tubulação, componentes e
equipamentos são fabricados seguindo altos padrões de limpeza e vácuo.
NOTA EXPLICATIVA
Os itens listados abaixo entram em contato direto com o gás de processo UF6 ou que controlam diretamento o fluxo no interior da cascata. Os materiais resistentes à corrosão
pelo UF6 incluem o cobre, ligas de cobre, aço inoxidável, alumínio, óxido de alumínio, ligas de alumínio, níquel ou ligas contendo 60% por peso ou mais de níquel e polímeros de
hidrocarbonetos fluorados.
5.4.1. Sistemas de alimentação/sistemas de retirada do produto e de rejeito
Equipamento ou sistemas de processo especialmente projetados ou preparados para usinas de enriquecimento, produzidos ou protegidos por materiais resistentes à corrosão
por UF6, incluindo:
(a) Autoclaves de alimentação, fornos ou sistemas usados para passagem do UF6 no processo de enriquecimento;
(b) Dessublimadores, armadilhas frias (criogênicas) ou bombas utilizados para remover o UF6 do processo de enriquecimento para posterior transferência mediante
aquecimento;
(c) Estações de solidificação ou de liquefação utilizadas para remover o UF6 do processo de enriquecimento por compressão e conversão do UF6 para forma líquida ou
sólida;
(d) Estações de "produto" ou de "rejeitos" usadas para transferência de UF6 para recipientes.
5.4.2. Sistemas de tubulação principal Header piping systems
Sistemas de tubulação principal e sistemas de tubulação de distribuição especialmente projetados ou preparados para manusear o UF6 dentro das cascatas de difusão
gasosa.
NOTA EXPLICATIVA
Essa rede de tubulação é normalmente um sistema principal de distribuição "duplo", com cada célula conectada a cada um dos distribuidores.
5.4.3. Sistemas de vácuo
(a) Distribuidores de vácuo, coletores de vácuo e bombas de vácuo especialmente projetados ou preparados, com uma capacidade de sucção de 5 m3/min ou mais.
(b) Bombas de vácuo especialmente projetadas para trabalhos em atmosferas contendo UF6, produzidas ou protegidas por materiais resistentes à corrosão por UF6 (veja NOTA
EXPLICATIVA deste subitem - 5.4). Essas bombas podem ser rotativas ou de deslocamento positivo, com vedações de fluorcarbonetos, e podem ter fluídos de trabalho especiais
presentes.
5.4.4. Válvulas especiais de controle e fechamento
Válvulas especialmente projetadas ou preparadas, com vedação por fole, manuais ou automatizadas, de fechamento ou controle, e produzidas ou protegidas com materiais
resistentes ao UF6, para instalação em sistemas principais e auxiliares de usinas de enriquecimento por difusão gasosa.
5.4.5. Espectrômetro de massa de UF6/fontes de íons
Espectrômetros de massa especialmente projetados ou preparados, capazes de realizar amostragens em tempo real (on-line) de correntes de gás de UF6, e que possuam todas
as seguintes características:
1. Capazes de medir íons de massa atômica igual ou superior a 320 u e possuir uma resolução melhor (inferior) a 1 para 320;
2. Fontes de íons construídas ou protegidas por níquel, ligas de cobre-níquel com teor de níquel em peso igual ou superior a 60% de níquel ou ligas de cromo-níquel;
3. Fontes de ionização por bombardeio de elétrons;
4.Um sistema de coleta adequado para análise isotópica.
5.5. Sistemas, equipamentos e componentes especialmente projetados ou preparados para uso em plantas aerodinâmicas de enriquecimento
NOTA INTRODUTÓRIA
Nos processos aerodinâmicos de enriquecimento, uma mistura de gás leve (hidrogênio ou hélio) e de UF6 gasoso é comprimida e então passa através de elementos de
separação, onde a separação isotópica é realizada através da geração de altas forças centrífugas sobre uma geometria de parede curva.
Dois processos desse tipo foram desenvolvidos com sucesso: o processo de bocais de separação e o processo de tubo vórtice. Para os dois processos, os componentes
principais de um estágio de separação incluem vasos cilíndricos que alojam os elementos especiais de separação (tubos vórtice ou bocais), compressores a gás, e trocadores de calor
para remover o calor de compressão.
Uma usina aerodinâmica requer vários desses estágios, de tal forma que quantidades possam fornecer um importante indicativo de uso final. Como os processos aerodinâmicos
utilizam o UF6, todos os equipamentos, tubulações e superfícies de instrumentação (que entram em contato com o gás) devem ser feitos ou protegidos por materiais que permaneçam
estáveis quando em contato com UF6.
NOTA EXPLICATIVA
Os itens listados neste subitem ou entram em contato direto com o gás de processo do UF6 ou controlam diretamente o fluxo no interior da cascata. Todas as superfícies
que entram em contato com o gás de processo são totalmente feitas ou protegidas por materiais resistentes ao UF6.
Para os itens relacionados ao enriquecimento aerodinâmico descritos nesse subitem, os materiais resistentes à corrosão por UF6 incluem cobre, ligas de cobre, aço inoxidável,
alumínio, óxido de alumínio, ligas de alumínio, níquel ou ligas contendo 60% em peso ou mais de níquel e polímeros de hidrocarbonetos fluorados.
5.5.1. Bocais de separação
Bocais de separação especialmente projetados ou preparados e conjuntos para essa função. Os bocais de separação consistem em canais curvos, em forma de fenda, com
um raio de curvatura inferior a 1 mm, resistentes à corrosão pelo UF6 e com uma lâmina (faca) dentro do bocal que separa o gás que flui através do bocal em duas frações.
5.5.2. Tubos de vórtice
Tubos de vórtice especialmente projetados ou preparados e acessórios/conjuntos para esse fim. Os tubos de vórtice são cilíndricos ou cônicos, produzidos ou protegidos por
materiais resistentes à corrosão pelo UF6, e com uma ou mais entradas tangenciais. Os tubos podem ser equipados com apêndice tipo bocal em uma ou ambas pontas.
NOTA EXPLICATIVA
O gás de alimentação entra no tubo de vórtice tangencialmente em uma das extremidades, ou através do movimento de ventoinhas, ou em várias posições tangenciais ao
longo da periferia do tubo.
5.5.3. Compressores e sopradores de gás
Compressores ou sopradores de gás especialmente projetados ou preparados, produzidos ou protegidos com materiais resistentes à corrosão da mistura de UF6/gás de arraste
(hidrogênio ou hélio).
5.5.4. Vedações (selos) de eixo rotativo
Vedações (selos) de eixo rotativo especialmente projetadas ou preparadas, com conexões para alimentação e exaustão do selo, para vedar a eixo que conecta o rotor do
compressor ou do soprador de gás ao motor de acionamento. Esses selos garantem uma vedação confiável contra vazamento de gás do processo para fora ou entrada de ar ou gás
de vedação na câmara interna do compressor ou soprador de gás, que está preenchida com uma mistura de UF6/gás de arraste.
5.5.5. Trocadores de calor para resfriamento do gás
Trocadores de calor especialmente projetados ou preparados, produzidos ou protegidos com materiais resistentes à corrosão pelo UF6.
5.5.6. Invólucros do elemento de separação
Invólucros do elemento de separação especialmente projetados ou preparados, produzidos ou protegidos por materiais resistentes à corrosão pelo UF6, para conter tubos de
vórtice ou bocais de separação.
5.5.7. Sistemas de Alimentação/sistemas de retirada do Produto e de Rejeitos
Sistemas ou equipamentos de processo especialmente projetados ou preparados para usinas de enriquecimento, e fabricados ou protegidos por materiais resistentes à corrosão
pelo UF6, incluindo:
(a) Autoclaves, fornos ou sistemas de alimentação usados para passar o UF6 para o processo de enriquecimento;
(b) Dessublimadores (ou armadilhas frias) usados para remover o UF6 do processo de enriquecimento para transferência subsequente após aquecimento;
(c) Estações de liquefação ou de solidificação usadas para remover o UF6 a partir do processo de enriquecimento por meio de compressão e conversão do UF6 para uma forma
líquida ou sólida;
(d) Estações de "produto" ou "rejeitos" utilizadas para transferir o UF6 para recipientes.
5.5.8. Sistemas de tubulação de distribuição
Sistemas de tubulação de distribuição especialmente projetados ou preparados, produzidos ou protegidos com materiais resistentes à corrosão pelo UF6, para o manuseio do
UF6, dentro das cascatas aerodinâmicas. Essa rede de tubulação é normalmente projetada com um coletor "duplo" com cada estágio ou grupo de estágios conectados a cada um dos
coletores.
5.5.9. Sistemas e bombas de vácuo
(a) Sistemas de vácuo especialmente projetados ou preparados, consistindo de distribuidores de vácuo, coletores de vácuo e de bombas de vácuo, e projetados para operar
em atmosferas contendo UF6;
(b) Bombas de vácuo especialmente projetadas ou preparados para operar em atmosfera contendo UF6, produzidas ou protegidas por materiais resistentes à corrosão pelo
UF6. Essas bombas podem usar selos de fluorcarbonetos e fluidos de trabalho especiais.
5.5.10. Válvulas especiais de controle e fechamento
Válvulas seladas por fole especialmente projetadas ou preparadas, manuais ou automatizadas, de fechamento rápido ou de controle, fabricadas ou protegidas com materiais
resistentes à corrosão pelo UF6, com diâmetro maior ou igual a 40 mm, para instalação em sistemas principais e auxiliares de usinas de enriquecimento aerodinâmico.
5.5.11. Espectrômetros de massa de UF6/fontes de íons
Espectrômetros de massa especialmente projetados ou preparados, capazes de realizar amostragens on-line das correntes de gás de UF6, e possuindo todas as seguintes
características:
1. Capazes de medir íons; com unidades de massa atômica de 320 ou mais e com resolução superior a 1 parte em 320;
2. Fontes íons construídas de ou protegidas por níquel, ligas de cobre-níquel teor de níquel com 60% em peso ou mais, ou ligas de cromo-níquel;
3. Fontes de ionização por bombardeio de elétrons; e
4. Sistema coletor adequado para análise isotópica.
5.5.12. Sistemas de separação do gás de arraste/UF6
Sistemas de processo especialmente projetados ou preparados para a separação do UF6 do gás de arraste (hidrogênio ou hélio).
NOTA EXPLICATIVA
Esses sistemas são projetados para reduzir o teor de UF6 do gás de arraste para 1 ppm ou menor e podem incluir equipamentos, como:
(a) Trocadores de calor criogênicos e crioseparadores, capazes de atingir temperaturas de 153 K (- 120 °C) ou menos;
(b) Unidades de refrigeração criogênicas, capazes de atingir temperatura de 153 K (- 120 °C) ou menos;
(c) Unidades de bicos de separação ou tubos de vórtice para a separação de UF6 do gás de arraste;
(d) Armadilhas frias de UF6 capazes de congelar o UF6.
5.6. Sistemas, equipamentos e componentes especialmente projetados ou preparados para uso em usinas de enriquecimento por troca iônica ou troca química
NOTA INTRODUTÓRIA
A pequena diferença em massa entre os isótopos de urânio gera pequenas variações no equilíbrio da reação química que pode ser usada como uma base para a separação
dos isótopos. Dois processos foram desenvolvidos com sucesso: a troca química de líquido-líquido e a troca iônica sólido-líquido.
No processo de troca química liquído-líquido, fases líquidas imiscíveis (aquosa e orgânica) são contatadas em, criando um efeito de cascata em milhares de estágios de
separação. A fase aquosa consiste de cloreto de urânio em solução de ácido clorídrico, enquanto a fase orgânica consiste de um extratante contendo cloreto de urânio em um solvente
orgânico (extração por solvente). Os contatores empregados na cascata de separação podem ser colunas de troca de líquido-líquido (tais como colunas pulsadas com placas perfuradas)
ou contatores centrífugos líquidos. Conversões químicas (oxidação e redução) são necessárias nas extremidades da cascata para atender aos requisitos de refluxo em cada
extremidade.
Um aspecto importante no projeto é para evitar contaminação das correntes de processo com certos íons metálicos. Portanto, colunas e tubulações de plástico, revestidas
de plástico (incluindo polímeros fluorocarbonados) e/ou revestidas de vidro são utilizadas.
No processo de troca iônica sólido-líquido, o enriquecimento é realizado por adsorção/dessorção de urânio em um adsorvente ou resina de troca iônica especial de rápida
ação. Uma solução de urânio em ácido clorídrico e outros agentes químicos passam através de colunas de enriquecimento cilíndricas contendo leitos compactos do adsorvente.
Para um processo contínuo, um sistema de refluxo é necessário para liberar o urânio do adsorvente de volta ao fluxo líquido, permitindo que "produto" e "caudas"/"rejeitos"
sejam coletados. Isso é realizado com o uso de agentes químicos de oxidação/redução adequados, que são totalmente regenerados em circuitos externos e que podem ser parcialmente
regenerados dentro das próprias colunas de separação isotópica.
A presença de soluções concentradas de ácido clorídrico quente no processo requer que o equipamento seja fabricado ou protegido por materiais especiais resistentes à
corrosão.
5.6.1. Colunas de troca líquido-líquido (Troca química)
Colunas de troca de líquido-líquido em contracorrente com entrada de potência mecânica especialmente projetadas ou preparados para enriquecimento de urânio usando o
processo de troca química. Para resistência à corrosão, de soluções de ácido clorídrico concentrado, essas colunas e seus componentes internos são normalmente fabricados ou protegidos
por materiais plásticos adequados (como polímeros fluorocarbonados) ou vidro. O tempo de residência do estágio das colunas é normalmente projetado para ser de 30 segundos ou
menos.
5.6.2. Contatores centrífugos líquido-líquido (Troca química)
Contatores centrífugos líquido-líquido especialmente projetados ou preparados para enriquecimento de urânio usando o processo de troca química. Esses contatores utilizam
rotação para dispersão de correntes aquosas e orgânicas e, em seguida, força centrífuga para separar as fases. Para resistência à corrosão causada por soluções de ácido clorídrico
concentrado, os contatores são normalmente fabricados ou protegidos por materiais plásticos adequados (como polímeros de hidrocarbonetos fluorados) ou vidro. O tempo de residência
por estágio dos contatores centrífugos é normalmente projetado para ser de 30 segundos ou menos.
5.6.3. Sistemas e equipamentos de redução do urânio (Troca química)
(a) Células de redução eletroquímica especialmente projetadas ou preparadas para reduzir o urânio de um estado de valência para outro no enriquecimento de urânio
utilizando o processo de troca química. Os materiais das células em contato com as soluções do processo devem ser resistentes à corrosão causada por soluções concentradas de ácido
clorídrico.
NOTA EXPLICATIVA
O compartimento catódico da célula deve ser projetado para evitar reoxidação de urânio para seu estado de valência mais alto. Para manter o urânio no compartimento
catódico, a célula deve ter uma membrana de diafragma impermeável construída de material especial de troca de cátions catiônica. O cátodo é composto consiste de um condutor sólido
adequado, tal como o grafite.
(b) Sistemas especialmente projetados ou preparados instalados na extremidade de produção da cascata, com a finalidade de extrair o U€ €da corrente orgânica, ajustar a
concentração do ácido e alimentar as células de redução eletroquímica.
NOTA EXPLICATIVA
Estes sistemas consistem de equipamento de extração por solventes para remover o U€ € . Assim, as partes do sistema que entram em contato com a corrente de processo são
construídas com materiais adequados ou protegidas por revestimentos apropriados (como vidro, polímeros fluorocarbonados, sulfato de polifenileno, polisulfona de éter e grafite
impregnado com resina).
5.6.4. Sistemas de preparação de alimentação (Troca química)
Sistemas especialmente projetados ou preparados para produzir soluções de alimentação de cloreto de urânio de alta pureza para plantas/usinas de separação isotópica de
urânio por troca química.
NOTA EXPLICATIVA
Esses sistemas consistem de equipamentos de dissolução, extração por solvente e/ou de troca iônica, para purificação e células eletrolíticas para redução do urânio U6+ ou
U4+ para U3+. Esses sistemas produzem soluções de cloreto de urânio contendo apenas algumas partes por milhão de impurezas metálicas tais como o cromo, o ferro, o vanádio, o
molibdênio e outros cátions bivalentes ou multivalentes de ordem superior. Os materiais de construção para partes do sistema de processamentodo U3+ com alta pureza incluem o vidro,
polímeros de hidrocarbonetos fluorados, sulfato de polifenila ou plástico revestido de poliéter sulfona e grafite impregnado de com resina.
5.6.5 Sistemas de oxidação de urânio (Troca química)
Sistemas especialmente projetados ou preparados para oxidação de U+3 para U+4 para retorno à cascata de separação isotópica do urânio no processo de enriquecimento por
troca química.
NOTA EXPLICATIVA
Esses sistemas podem incorporar os seguintes equipamentos:
(a) Equipamentos para contato doe cloro e o oxigênio com o efluente aquoso proveniente do equipamento de separação isotópica e extração do U+4 resultante para o fluxo
orgânico descarregado que retorna do final do produto da cascata;
(b) Equipamentos que separam a água do ácido clorídico, de tal forma que a água e o ácido clorídrico concentrado possam ser reintroduzidos no processo pelos nos locais
adequados.
5.6.6. Resinas/adsorventes de troca iônica de reação rápida/adsorventes (Troca iônica)
Resinas de troca iônica ou adsorventes de reação rápida, especialmente projetados ou preparados para enriquecimento de urânio, por meio de processo de troca iônica,
incluindo resinas macroreticulares porosas, e/ou estruturas peliculares nas quais os grupos ativos de troca química são limitados a um revestimento sobre a superfície de uma estrutura
de suporte porosa inerte, e bem como outras estruturas de compósito sem qualquer formato adequado, incluindo partículas ou fibras.
Esses adsorventes/resinas de troca iônica possuem diâmetros menor ou igual a 0,2 mm, e devem ser quimicamente resistentes a soluções concentradas de ácido clorídrico,
como fisicamente robustas o bastante para não se degradarem nas colunas de troca. Os adsorventes/resinas são especialmente projetados para conseguir trocas cinéticas muito rápidas
de isótopos de urânio (meia-vida da taxa de troca inferior a 10 segundos) e são capazes de operar a uma temperatura na faixa de 373 K (100 °C) a 473 K (200 °C).
5.6.7. Colunas de troca iônica (Troca iônica)
Colunas cilíndricas de diâmetro superior a 1000 mm, projetadas para conter e sustentar leitos (camadas) revestidos de resina/adsorvente de troca iônica, especialmente
projetadas ou preparadas para enriquecimento do urânio por meio do processo de troca iônica.
Essas colunas são fabricadas com materiais resistentes à corrosão por soluções concentradas de ácido clorídrico ou são protegidas por materiais como titânio ou plásticos
fluorados. Além disso, são capazes de operar em temperaturas entre 373 K (100°C) e 473 K (200°C) e em pressões superiores a 0,7 MPa.
5.6.8. Sistemas de refluxo de troca iônica (Troca iônica)
(a) Sistemas químicos ou eletroquímicos especialmente projetados ou preparados para a regeneração do agente químico redutor utilizado em cascatas de enriquecimento de
urânio por troca iônica.
(b) Sistemas químicos ou eletroquímicos especialmente projetados ou preparados para a regeneração do(s) agente(s) químico(s) oxidante(s) utilizado(s) em cascatas de
enriquecimento de urânio por troca iônica.
NOTA EXPLICATIVA
O processo de enriquecimento por troca iônica pode utilizar, por exemplo, titânio trivalente (Ti+3) como um cátion redutor, sendo que nesse caso o sistema de redução
regeneraria o Ti+3 por meio da redução do Ti+4.
O processo pode também utilizar, por exemplo, ferro trivalente (Fe+3) como oxidante, e neste caso o sistema de oxidação regeneraria Fe+3 por oxidação do Fe+2.
5.7. Sistemas, equipamentos e componentes especialmente projetados ou preparados para uso em usinas de enriquecimento a laser
NOTA INTRODUTÓRIA
Os sistemas atuais para processos de enriquecimento usando lasers estão classificados em duas categorias: aqueles nos quais o meio do processo é o vapor de urânio atômico
e aqueles nos quais o meio do processo é o vapor de um composto de urânio, às vezes misturado com outro gás ou gases. A nomenclatura comum para tais processos inclui:
Primeira categoria - Separação atômica isotópica a laser por vaporização; (Atomic Vapour Laser Isotope Separation - AVLIS);
Segunda categoria - Separação molecular isotópica a laser (Molecular Laser Isotope Separation - MLIS), incluindo reações químicas por ativação seletiva por laser.
Os sistemas, equipamentos e componentes para usinas de enriquecimento a laser compreendem:
(a) Dispositivos para alimentar vapor de urânio metálico (fotoionização seletiva) ou dispositivo para alimentar vapor de um composto de urânio (para fotodissociação seletiva
ou excitação/ativação seletiva);
(b) Dispositivos para coletar urânio metálico enriquecido e empobrecido como "produto" ou "rejeito" na primeira categoria, e dispositivos para coletar compostos de urânio
enriquecidos e empobrecidos como "produtos" e "rejeito" na segunda categoria;
(c) Sistemas de processo a laser para excitar seletivamente as espécies de urânio-235 (²³€ U); e
(d) Equipamentos para preparação do material de alimentação e conversão do produto.
A complexidade de espectroscopia de átomos e compostos de urânio pode requer incorporação de qualquer número de tecnologias a laser e laser óticos disponíveis.
NOTA EXPLICATIVA
Muitos dos itens listados neste parágrafo entram em contato direto com urânio metálico líquido ou vapor, ou com o gás do processo constituído de uma mistura de UF6 ou
uma mistura de UF€com outros gases. Todas as superfícies que entram em contato direto com o urânio ou UF€são totalmente compostas de materiais resistentes à corrosão ou protegidas
por eles.
Para fins deste parágrafo, relativa a itens de enriquecimento a laser, os materiais resistentes à corrosão pelo urânio metálico vapor ou líquido de urânio metálico ou ligas
de urânio incluem grafite revestido com ítrio e tântalo;
Já os materiais resistentes à corrosão pelo UF€incluem cobre, ligas de cobre, aço inoxidável, alumínio, óxido de alumínio, ligas de alumínio, níquel ou ligas contendo 60% ou
mais de níquel em peso e polímeros fluorados à base de hidrocarbonetos.
5.7.1. Sistemas de vaporização de urânio (método baseado em vapor atômico)
Sistemas de vaporização de urânio metálico especialmente projetados ou preparados para uso em enriquecimento a laser.
NOTA EXPLICATIVA
Esses sistemas podem conter canhões de feixe de elétrons e são projetados para atingir uma faixa de alta potência (1 kW ou superior) sobre o alvo, suficiente para gerar
vapor de urânio metálico a uma taxa exigida para a função de enriquecimento a laser.
5.7.2. Sistemas e componentes de manuseio de urânio metálico líquido ou vapor (método baseado em vapor atômico)
Sistemas especialmente projetados ou preparados para lidar com o urânio fundido, ligas de urânio fundidas ou vapor de urânio metálico para uso em enriquecimento a laser,
bem como ou componentes especialmente projetados ou preparados para este fim.
NOTA EXPLICATIVA
Os sistemas de manipulação de urânio metálico líquido podem incluir cadinhos e equipamento de resfriamento para os cadinhos. Tanto os cadinhos quanto outras partes desse
sistema que entram em contato com urânio fundido, ligas de urânio fundidas ou vapor de urânio metálico são feitos de ou protegidos por materiais resistentes à corrosão e ao calor.
Materiais adequados podem incluir tântalo, grafite revestida com ítrio, grafite revestido com outros óxidos de terras raras ou misturas desses materiais.
5.7.3. Conjuntos coletores de "produto" e "rejeitos" de urânio metálico (método baseado em vapor atômico)
Conjuntos coletores de "produto" e "rejeitos" especialmente projetados ou preparados para coletar urânio metálico na forma líquida ou sólida.
NOTA EXPLICATIVA
Os componentes desses conjuntos são produzidos ou revestidos com materiais resistentes ao calor e à corrosão de líquido ou vapor de urânio metálico (por exemplo, tântalo
ou grafite revestido de ítrio) e podem incluir tubulações, válvulas, conexões, calhas, passagens de alimentação, trocadores de calor e placas coletoras para métodos de separação
magnética, eletrostática ou outros.
5.7.4. Alojamento (estruturas) de módulos separadores (método baseado em vapor atômico)
Vasos/recipientes retangulares ou cilíndricos especialmente projetados ou preparados para conter a fonte de vapor de urânio metálico, o canhão de feixe de elétrons, e
os coletores de "rejeito" e de "produto".
NOTA EXPLICATIVA
Esses alojamentos (estruturas) possuem uma multiplicidade de orifícios para passagem de tubos de água e de tubos elétricos, janelas para o feixe de laser, conexões de
bomba a vácuo e instrumentação para monitoração e diagnóstico. Esses alojamentos possuem múltiplas portas para passagens elétricas e de água, janelas para feixes de laser, conexões
para bombas de vácuo e sistemas de diagnóstico e monitoramento de instrumentos. Além disso, incluem mecanismos de abertura e fechamento para permitir a manutenção e
substituição de componentes internos.
5.7.5. Bocais de expansão supersônicos (métodos moleculares)
Bocais de expansão supersônicos especialmente projetados ou preparados para resfriamento de misturas de UF6 e gás de arraste para 150 K (-123 °C) ou menos, sendo
resistentes à corrosão pelo UF6.
5.7.6. Coletores de "produto" ou "rejeito" (métodos moleculares)
Componentes ou dispositivos especialmente projetados ou preparados para coleta de "produto" ou "rejeito" de urânio através de laser.
NOTA EXPLICATIVA
Em um exemplo de separação molecular isotópica a laser, os coletores do produto servem para recolher material sólido do pentafluoreto de urânio enriquecido (UF5). Os
coletores do produto podem consistir de coletores tipo filtros, de impacto, ou coletores do tipo ciclone ou suas combinações, e devem ser resistentes à corrosão para o ambiente
de UF5/UF6.
5.7.7. Compressores de gás de arrasto/UF6 (métodos moleculares)
Compressores especialmente projetados ou preparados para mistura de gás de arrasto/UF6, projetados para operação por longo tempo em uma atmosfera ou meio de UF6.
Os componentes desses compressores que entram em contato com o gás do processo são produzidos ou revestidos com materiais resistentes à corrosão pelo UF6.