A imobilização de rejeitos radioativos em vidros é uma técnica utilizada em muitos países que possuem programas de energia nuclear, constituindo uma importante rota de tratamento dos rejeitos radioativos de alta atividade, resultantes do reprocessamento do combustível nuclear. Entretanto, problemas envolvendo a produção e a integridade das matrizes vítreas para essa aplicação ainda levantam muitas questões a serem respondidas. Este trabalho estuda a otimização de uma matriz vítrea com a adição de óxido de nióbio para a aplicação futura em imobilização de rejeitos radioativos de média e alta atividade. O estudo foi conduzido a partir de formulações de composições contendo teores de até 7,8 % em mol de Nb₂O₅ no sistema SiO₂-Na₂O-CaO-B₂O₃-Al₂O₃. A funcionalidade do nióbio na estrutura de rede foi avaliada por meio de técnicas espectrométricas, de ensaios de irradiação α e β, ensaios mecânicos e de resistência hidrolítica, os quais forneceram informações importantes sobre a atuação do óxido na estrutura, bem como do impacto causado por sua presença nas propriedades estudadas. A estrutura dos vidros obtidos é similar à do vidro silicato soda-cal, possibilitando a incorporação e imobilização de elementos na rede. Foram obtidos materiais vítreos perfeitamente compatíveis com a aplicação proposta de imobilização de rejeitos radioativos por possuírem: superior estabilidade à radiação nuclear, alta resistência à cristalização, alta trabalhabilidade de conformação, resistência mecânica adequada e notável resistência química.

The nuclear waste immobilization in glasses is a technique used in many countries that have a nuclear power program, and is an important route for high-level nuclear waste treatment, resulting from the nuclear spent fuel reprocessing. However, problems involving the production and integrity of the glassy matrixes still raise many questions to be answered. This work studies the optimization of a glassy matrix with additions of niobium oxide for future immobilization of intermediate and high-level nuclear waste. The work was developed by formulating compositions with contents up to 7,8 mol % of Nb₂O₅ in the SiO₂-Na₂O-CaO-B₂O₃-Al₂O₃ system. The functionality of niobium in the network structure was evaluated by spectroscopic techniques, mechanical resistance tests and hydrolytic resistance tests, which provided important information on action of the oxide in the glassy network, as well as the impact of its presence on the studied properties. The network structure of the glasses is similar to the soda-lime silicate glass, enabling the incorporation and immobilization of elements in the network structure. The vitreous materials obtained were perfectly compatible with the proposed application of nuclear waste immobilization because of their superior nuclear radiation stability, high resistance to crystallization, adequate working range of conformation and mechanical resistance, and remarkable chemical resistance.