Sistema de aquisição de dados e automação da calibração de barras de controle para o reator nuclear de pesquisa TRIGA IPR-R1
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
Título alternativo
Data acquisition system and automation of control rod calibration for the TRIGA IPR-R1 research nuclear reactor
Primeiro orientador
Membros da banca
Frederico Antonio Genezini
Carlos Alberto Zeituni
Daniel de Almeida Magalhães Campolina
Francisco José de Oliveira Ferreira
Carlos Alberto Zeituni
Daniel de Almeida Magalhães Campolina
Francisco José de Oliveira Ferreira
Resumo
O reator nuclear de pesquisa TRIGA IPR-R1, localizado no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), desempenha um papel fundamental no ensino, pesquisa e produção de isótopos. A calibração de suas barras de controle, atualmente realizada de forma manual, demanda tempo, esforço humano e apresenta maior suscetibilidade a erros. O presente trabalho propõe modernizar este processo por meio do desenvolvimento de um sistema computacional de aquisição de dados e automação. O sistema proposto utiliza instrumentação moderna para capturar sinais analógicos e digitais da Instrumentação e Controle (I&C) do reator, processando-os com maior precisão e velocidade. Um servidor de aquisição de dados foi desenvolvido para transmitir informações em tempo real a diversos usuários conectados, permitindo a automação de cálculos e geração de relatórios sobre a calibração das barras. Além disso, foi desenvolvida uma equação InHour específica para o reator, otimizando o cálculo de reatividade com base nos dados coletados automaticamente. O novo procedimento de calibração reduz significativamente o tempo necessário para o experimento, minimiza o número de operadores envolvidos e garante resultados consistentes com os métodos tradicionais. Os resultados experimentais demonstraram a eficácia do sistema na obtenção de dados confiáveis e na automação da calibração, apresentando curvas de reatividade e gráficos compatíveis com registros históricos. A metodologia computacional desenvolvida elimina intervenções manuais nos cálculos, aumentando a segurança e a eficiência das operações. Conclui-se que o trabalho atende aos objetivos de reduzir tempo, esforço humano e incertezas associadas ao processo de calibração. O sistema desenvolvido amplia as possibilidades de uso do reator para pesquisa e ensino, alinhando-se às demandas de modernização e segurança nuclear.
Abstract
The TRIGA IPR-R1 research reactor, located at the Nuclear Technology Development Center (CDTN), plays a key role in education, research, and isotope production. The calibration of its control rods, currently performed manually, requires significant time and effort while being prone to human errors. This study aims to modernize the process by developing a computational data acquisition and automation system. The proposed system utilizes modern instrumentation to capture analog and digital signals from the reactor’s Instrumentation and Control (I&C) system, processing them with enhanced precision and speed. A data acquisition server was developed to transmit real-time information to multiple users, enabling automated calculations and report generation for rod calibration. Additionally, a reactorspecific InHour equation was developed to optimize reactivity calculations based on automatically collected data. The new calibration procedure significantly reduces the time required for experiments, minimizes the number of operators involved, and ensures consistent results with traditional methods. Experimental results demonstrated the system’s effectiveness in acquiring reliable data and automating the calibration process, producing reactivity curves and graphs consistent with historical records. The computational methodology developed eliminates manual intervention in calculations, enhancing the safety and efficiency of operations. The study concludes that its objectives of reducing time, human effort, and uncertainties in the calibration process were achieved. The developed system expands the reactor’s potential for research and teaching, aligning with modernization and nuclear safety demands.
Assunto
Engenharia nuclear, Reatores nucleares, Calibração, Aquisição de dados
Palavras-chave
Reator nuclear, Reator de pesquisa, TRIGA, IPR-R1, Calibração de barra de controle, Sistema de aquisição de dados
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