IPEN 70 anos: IEA-R1, primeiro reator nuclear de pesquisa do Hemisfério Sul, representou avanço essencial na atuação brasileira

Pouco mais de um ano após a inauguração do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen, chamado de IEA à época), um novo marco na evolução científica do Brasil. Na madrugada do dia 16 de setembro de 1957, o reator nuclear de pesquisas IEA-R1 atingiu sua criticalidade e iniciou suas atividades, com inauguração oficial em janeiro de 1958. Foi o primeiro reator nuclear do Brasil e do Hemisfério Sul, em um passo importante rumo ao desenvolvimento do setor no país.

A construção do prédio que o abrigaria começou ainda no segundo semestre de 1956, em terreno na Cidade Universitária cedido pela USP. Nesse processo, contudo, houve uma disputa interna sobre qual seria o melhor estado brasileiro para o reator comprado pelo Programa Átomos para a Paz ser instalado. O estado de Minas Gerais foi um dos interessados, com o objetivo de levar a máquina para o Instituto de Pesquisas Radioativas, fundado em Belo Horizonte em 1952. No entanto, naquele momento o Laboratório de Física Nuclear da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo era o único local onde se fazia física experimental. São Paulo, então, venceria essa disputa.

Projetado e construído pela Babcock & Wilcox, o IEA-R1 é um reator de pesquisas tipo piscina. Destinado aos fins pacíficos da energia nuclear, o equipamento tem o núcleo submerso. Além disso, é moderado e refrigerado a água desmineralizada (água leve, sem íons) e utiliza, como refletores, elementos de berílio e de grafite. Localizado no próprio IPEN, o reator é formado por uma piscina de 9 metros de profundidade de águas de um azul intenso, cor originada pelo chamado “efeito Cherenkov”, no qual partículas carregadas (no caso, íons gerados pela fissão nuclear) atravessam o meio (no caso, a água) a uma velocidade superior à da luz nesse meio, emitindo a chamativa radiação azul. A água da piscina é contida por paredes de 1 a quase 3 metros de espessura construídas com um concreto muito resistente. O fundo da piscina alberga o núcleo do reator, no qual o urânio é bombardeado com nêutrons, gerando reações de fissão nuclear. Enquanto nas usinas nucleares aproveita-se a energia liberada, nos reatores de pesquisa o produto mais importante são os nêutrons, motivo pelo qual os componentes do reator visam a preservar os nêutrons livres.

A água e o concreto em torno do núcleo cumprem importantes funções de segurança, que impedem que níveis nocivos de radiação passem para as proximidades da piscina, nas quais circulam pesquisadores, a equipe responsável pelo reator e os visitantes (cerca de 2.000 pessoas visitam cada ano o IEA-R1).

Nas duas primeiras décadas, o IEA-R1 operou a uma potência de dois megawatts (2 MW). Com o tempo, porém, recebeu a liberação para aumentar sua potência máxima para 5 MW.

Com o aumento da potência, o reator passou a ser utilizado para pesquisas, desenvolvimento e para a produção de radioisótopos utilizados por diferentes setores da economia brasileira, tais como na  medicina, indústria e agricultura, suprindo parcialmente as necessidades nacionais.  

Referências

1.⁠https://www.sbpmat.org.br/pt/historia-da-pesquisa-em-materiais-seis-decadas-do-iea-r1-fornecendo-neutrons-para-pesquisa/

2.ÓRBITA. São Paulo: IPEN, ano III, n. 14, jan./fev. 2003.

3.⁠Imagens: Acervo IPEN.