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Pesquisas nos Estados Unidos miram o reaproveitamento de combustível nuclear usado, material acumulado há décadas e ainda cercado por desafios técnicos, regulatórios e de segurança.
Os Estados Unidos voltaram a ampliar pesquisas sobre o reaproveitamento de combustível nuclear usado, material que hoje é tratado majoritariamente como resíduo de alta complexidade.
O Departamento de Energia dos EUA anunciou mais de US$ 19 milhões para cinco empresas desenvolverem tecnologias de reciclagem capazes de recuperar urânio, reduzir rejeitos e extrair radioisótopos com aplicações médicas, industriais e de defesa.
A iniciativa parte de um dado técnico citado pelo próprio Departamento de Energia: após cerca de cinco anos de operação em um reator comercial, menos de 5% da energia potencial do combustível nuclear é aproveitada.
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Segundo o órgão, tecnologias de reciclagem poderiam elevar o uso dos recursos em até 95%, reduzir resíduos em até 90% e diminuir a quantidade de urânio necessária para manter reatores em funcionamento.
O tema ganhou relevância porque os EUA acumulam, há décadas, combustível nuclear irradiado em instalações distribuídas pelo país.
Esse material sai dos reatores altamente radioativo e costuma ser mantido inicialmente em piscinas de resfriamento, antes de seguir para contêineres secos de armazenamento.
De acordo com o Departamento de Energia, o país gera cerca de 2 mil toneladas métricas de combustível usado por ano, guardadas em mais de 70 locais em 35 estados.
O que pode ser reaproveitado no combustível nuclear usado
No setor nuclear, reciclar combustível usado significa separar materiais ainda aproveitáveis daqueles que precisam permanecer sob armazenamento controlado ou seguir para descarte adequado.
O processo pode recuperar urânio e outros elementos presentes no combustível irradiado, além de radioisótopos destinados a aplicações específicas.
As pesquisas financiadas pelo governo norte-americano buscam transformar parte desse material em insumo para novos ciclos de energia nuclear.
A etapa, porém, depende de instalações especializadas, controle radiológico rigoroso e procedimentos compatíveis com normas de segurança e não proliferação.
O Departamento de Energia também afirma que a reciclagem pode permitir a recuperação de radioisótopos usados em áreas como medicina, indústria e defesa.
Com isso, o tema passou a ser tratado não apenas como uma questão de gestão de resíduos, mas também como parte de discussões sobre cadeia de suprimentos, segurança energética e autonomia tecnológica.
Empresas dos EUA testam rotas de reciclagem nuclear
As cinco empresas selecionadas pelo Departamento de Energia foram Alpha Nur, Curio Solutions, Flibe Energy, Oklo e Shine Technologies.
Os projetos podem durar até três anos e exigem que cada companhia arque com pelo menos 20% dos custos, em modelo de contrapartida financeira.
A Alpha Nur vai pesquisar um processo para recuperar urânio altamente enriquecido de combustível usado produzido por reatores de pesquisa nos EUA.
A proposta prevê converter esse material em uma forma aproveitável de urânio de baixo enriquecimento e alto ensaio, conhecido pela sigla HALEU, combustível associado a alguns projetos de pequenos reatores modulares.
No caso da Curio Solutions, os recursos serão usados no desenvolvimento da tecnologia NuCycle, voltada à reciclagem de combustível nuclear usado.
O projeto prevê recuperar urânio na forma de hexafluoreto de urânio, reduzir rejeitos de alta atividade por meio da recuperação de actinídeos menores e incorporar salvaguardas de segurança ao processo.
A empresa trabalha com laboratórios nacionais, entre eles o Idaho National Laboratory e o Pacific Northwest National Laboratory, para preparar etapas de engenharia e uma futura demonstração em escala piloto.
Em comunicado, o presidente-executivo da Curio, Ed McGinnis, afirmou que o apoio do Departamento de Energia representa validação para a tecnologia da companhia e para o avanço do processo rumo à escala comercial.
Outras linhas de pesquisa seguirão caminhos técnicos distintos.
A Flibe Energy estudará métodos eletroquímicos para processar combustível nuclear usado, enquanto a Oklo pesquisará a deposição de elementos pesados em sal fundido, etapa ligada ao desenho de uma planta de piroprocessamento.
Segundo a Oklo, o trabalho deverá gerar dados para apoiar o licenciamento de uma futura instalação comercial de reciclagem de combustível em Oak Ridge, no Tennessee.
A Shine Technologies, por sua vez, desenvolverá um desenho de processo que integre transporte, armazenamento, disposição final e processamento hidrometalúrgico do combustível usado.
As abordagens diferem entre si, mas todas buscam responder a desafios semelhantes: recuperar materiais úteis, reduzir rejeitos e manter os processos dentro dos padrões exigidos de segurança nuclear.
Reprocessamento nuclear exige controle e segurança
A ideia de reaproveitar combustível nuclear não é recente.
Países como França, Rússia e Japão já desenvolveram ou adotaram diferentes formas de reprocessamento.
Nos Estados Unidos, no entanto, a rota comercial foi interrompida por decisões políticas, avaliações econômicas e preocupações ligadas à proliferação nuclear.
Em 1977, durante o governo Jimmy Carter, os EUA decidiram adiar por tempo indefinido o reprocessamento comercial de combustível nuclear usado.
A medida ocorreu em meio a preocupações sobre a possibilidade de desvio de materiais sensíveis para fins militares.
A decisão não encerrou toda a pesquisa no setor, mas consolidou por décadas o modelo em que o combustível irradiado das usinas comerciais é administrado como resíduo a ser armazenado.
Atualmente, a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA informa que não há instalações comerciais de reprocessamento em operação no país.
A agência define reprocessamento como o conjunto de etapas usadas para separar combustível irradiado em materiais que podem ser reciclados e materiais destinados ao descarte como resíduos.
O debate permanece sensível porque algumas tecnologias de reciclagem podem separar materiais que exigem controle rigoroso para evitar riscos de proliferação.
Por essa razão, o Departamento de Energia afirma que os projetos escolhidos precisam atender aos padrões norte-americanos de não proliferação e aos objetivos de segurança nacional.
Programa CURIE impulsiona pesquisas sobre combustível usado
O novo financiamento se conecta a uma estratégia iniciada nos últimos anos.
Em 2022, a agência ARPA-E, vinculada ao Departamento de Energia, lançou o programa CURIE, sigla em inglês para Converting UNF Radioisotopes Into Energy.
A iniciativa foi criada para enfrentar lacunas em tecnologias de reprocessamento, monitoramento de processos e desenho de instalações voltadas à reciclagem de combustível usado da frota atual de reatores de água leve.
Naquele ano, doze projetos receberam US$ 38 milhões em financiamento.
O objetivo era estudar rotas capazes de tornar o reprocessamento comercialmente viável, com atenção a custos, segurança, monitoramento e desenho das instalações.
A nova rodada de recursos mantém essa linha de atuação, agora com projetos voltados a diferentes etapas do reaproveitamento do combustível nuclear.
A lógica técnica do programa é recuperar parte do potencial energético e material ainda presente no combustível usado.
Se os processos forem demonstrados, licenciados e considerados seguros, eles poderão reduzir a demanda por urânio recém-extraído e diminuir o volume de material destinado a armazenamento de longo prazo.
O secretário assistente de Energia Nuclear dos EUA, Ted Garrish, afirmou que o combustível nuclear usado é “um recurso incrível e inexplorado” no país.
A declaração reflete a posição do Departamento de Energia, que passou a enquadrar o material também como possível fonte de energia e de insumos estratégicos.
Ainda não há, porém, uma indicação oficial de que essas tecnologias já estejam prontas para uso comercial amplo nos Estados Unidos.
As pesquisas selecionadas estão em fase de desenvolvimento, engenharia ou preparação para demonstrações futuras, com exigências regulatórias e técnicas ainda a serem cumpridas.
