Исследовательский реактор

Ядерное устройство не предназначено для использования в качестве источника энергии или оружия.

Исследовательский реактор КРОКУС Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии.

Исследовательские реакторы — это ядерные реакторы на основе ядерного деления , которые служат в первую очередь источником нейтронов . Их также называют неэнергетическими реакторами , в отличие от энергетических реакторов, которые используются для производства электроэнергии , генерации тепла или морского движения .

Цель

Нейтроны , производимые исследовательским реактором, используются для нейтронного рассеяния , неразрушающего контроля, анализа и тестирования материалов , производства радиоизотопов , исследований и просвещения общественности. Исследовательские реакторы, которые производят радиоизотопы для медицинского или промышленного использования, иногда называют изотопными реакторами . Реакторы, оптимизированные для экспериментов с пучком, в настоящее время конкурируют с источниками расщепления .

Технические аспекты

Исследовательские реакторы проще энергетических и работают при более низких температурах. Им требуется гораздо меньше топлива, и при использовании топлива образуется гораздо меньше продуктов деления . С другой стороны, их топливо требует более высокообогащенного урана , как правило, до 20% U-235 , ^[1] хотя некоторые используют 93% U-235; в то время как 20% обогащение обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93% обычно называют « оружейным ». Они также имеют очень высокую плотность мощности в активной зоне, что требует специальных конструктивных особенностей. Как и энергетические реакторы, активная зона нуждается в охлаждении, как правило, естественной или принудительной конвекцией с водой, а замедлитель требуется для замедления скорости нейтронов и усиления деления. Поскольку производство нейтронов является их основной функцией, большинство исследовательских реакторов выигрывают от отражателей для уменьшения потери нейтронов из активной зоны.

Конверсия в низкообогащенный уран

Международное агентство по атомной энергии и Министерство энергетики США в 1978 году инициировали программу по разработке средств перевода исследовательских реакторов с использования высокообогащенного урана (ВОУ) на использование низкообогащенного урана (НОУ) в поддержку своей политики нераспространения. ^{[2] [3]} К тому времени США поставили исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну в рамках своей программы « Атомы для мира ». В 2004 году Министерство энергетики США продлило свою программу приема отработанного ядерного топлива иностранных исследовательских реакторов до 2019 года . ^[4]

По состоянию на 2016 год отчет Национальной академии наук, инженерии и медицины пришел к выводу, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен до 2035 года как минимум. Отчасти это связано с тем, что разработка надежного НОУ-топлива для исследовательских реакторов с высоким потоком нейтронов , которое не выходит из строя из-за разбухания, идет медленнее, чем ожидалось. ^[5] По состоянию на 2020 год ^[update]осталось 72 исследовательских реактора на ВОУ. ^[6]

Проектировщики и конструкторы

Хотя в 1950-х, 1960-х и 1970-х годах существовало несколько компаний, специализировавшихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, впоследствии активность на этом рынке пошла на спад, и многие компании ушли с рынка.

Сегодня рынок консолидировался в несколько компаний, которые концентрируют ключевые проекты по всему миру.

Последний международный тендер (1999) на исследовательский реактор был организован Австралийской организацией ядерной науки и технологий для проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию австралийского легководного реактора открытого типа (OPAL). Четыре компании прошли предварительную квалификацию: Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP , Siemens и Technicatom. Проект был присужден компании INVAP, которая построила реактор. В последние годы AECL ушла с этого рынка, а деятельность Siemens и Technicatom была объединена в Areva .

Классы исследовательских реакторов

• Водный гомогенный реактор
• Реактор класса «Аргонавт»
• Класс DIDO , шесть высокопоточных реакторов по всему миру
• TRIGA — очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру
• Реактор класса SLOWPOKE , разработанный AECL, Канада
• Реактор класса OPAL , разработанный INVAP, Аргентина
• Миниатюрный реактор-источник нейтронов , основанный на конструкции SLOWPOKE, разработанной AECL, в настоящее время экспортируется Китаем.
• Aerojet General Nucleonics, 201 модель. Разработано Aerojet General в США. Три действующих реактора находятся в эксплуатации в Университете штата Айдахо, Университете Нью-Мексико и Техасском университете A&M.

Научно-исследовательские центры

Полный список можно найти в Списке исследовательских ядерных реакторов .

Научно-исследовательские центры, эксплуатирующие реактор:

Выведенные из эксплуатации исследовательские реакторы:

Ссылки

1. Альрвашдех, Мохаммад и Саид А. Аламери. «Валидация и верификация модели реактора Монте-Карло (RMC) в сравнении с MCNP для пластинчатого реактора». AIP Advances 9, № 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807
2. "CRP по конверсии миниатюрных исследовательских реакторов с источником нейтронов (MNSR) в низкообогащенный уран (LEU)". Ядерный топливный цикл и технология отходов . Международное агентство по атомной энергии. 13 января 2014 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. Получено 25 октября 2015 г.
3. "Уменьшенное обогащение для исследовательских и испытательных реакторов". Национальное управление по ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 29 октября 2004 года.
4. "US Foreign Research Reactor Spent Nuclear Fuel Acceptance". Национальное управление по ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 22 сентября 2006 г.
5. Чо, Адриан (28 января 2016 г.). «Избавление исследовательских реакторов от высокообогащенного урана займет десятилетия дольше, чем предполагалось». Наука . Получено 13 апреля 2020 г. .
6. "МАГАТЭ освещает работу по конверсии исследовательских реакторов". World Nuclear News. 24 февраля 2020 г. Получено 13 апреля 2020 г.
7. "Будапештский исследовательский реактор | Будапештский нейтронный центр ...для исследований, науки и инноваций!". www.bnc.hu . Получено 15.02.2018 .
8. "Институт ядерных технологий". reak.bme.hu . Получено 2019-09-11 .
9. "Ядерные реакторы". pd.chem.ucl.ac.uk . Получено 2018-02-15 .
10. "RA-6 de Argentina" (на европейском испанском). Архивировано из оригинала 2018-02-16 . Получено 2018-02-15 .
11. "Исследовательские реакторы - Канадская ядерная ассоциация". Канадская ядерная ассоциация . Архивировано из оригинала 2018-02-16 . Получено 2018-02-15 .
12. "High Flux Reactor - European Commission". ec.europa.eu . 13 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 2018-02-16 . Получено 2018-02-15 .
13. Майнц, Университет имени Иоганна Гутенберга. "Реактор". www.kernchemie.uni-mainz.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала 2018-02-16 . Получено 2018-02-15 .
14. "ATI : Reactor". ati.tuwien.ac.at . Получено 2018-02-15 .
15. "Реактор | Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ". eng.mephi.ru . Получено 2018-02-15 .
16. "SAFARI-1". www.necsa.co.za . Архивировано из оригинала 2018-01-31 . Получено 2018-02-15 .
17. "High-Flux Advanced Neutron Application Reactor (HANARO) | Facilities | NTI". www.nti.org . Получено 2018-02-15 .
18. "Исследовательский реактор LVR-15 | Centrum výzkumu Řež" . cvrez.cz . Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
19. "История - Программа ядерного реактора". Программа ядерного реактора . Получено 2018-07-17 .
20. "ATR Factsheet" (PDF) . Айдахская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-07-03 . Получено 2008-02-28 .
21. "Учебный реактор Мэрилендского университета (MUTR) | Реактор TRIGA мощностью 250 кВт | Радиационные объекты Мэрилендского университета". radiation.umd.edu/ . Получено 11.06.2018 .
22. "Центр ядерной науки Вашингтонского государственного университета". nsc.wsu.edu . Получено 2019-08-06 .
23. "База данных исследовательских реакторов - GHARR-1". Международное агентство по атомной энергии . Получено 15 февраля 2018 г.
24. "Конец нейтронной эры". pro-physik.de (на немецком языке) . Проверено 14 апреля 2024 г.
25. "Вывод из эксплуатации реактора CONSORT: от деления до исчезновения топлива". imperial.ac.uk . Получено 14 октября 2024 г.
26. "Исследовательский реактор в Великобритании полностью выведен из эксплуатации". world-nuclear-news.org . Получено 14 октября 2024 г.
27. "Winfrith's DRAGON теряет свой огонь". www.nda.gov.uk . Архивировано из оригинала 6 октября 2012 г. Получено 12 января 2022 г.
28. Karlsen, Wade; Vilkamo, Olli (2016-12-14). "Старый ядерный исследовательский реактор Финляндии будет выведен из эксплуатации – строится новый Центр ядерной безопасности". VTT Impulse . Получено 22.02.2018 .
29. "База данных исследовательских реакторов". Международное агентство по атомной энергии . Получено 22.02.2018 .

• Информационный документ WNA № 61: Исследовательские реакторы. Архивировано 28.02.2013 на Wayback Machine.
• Ядерное нераспространение: Министерству энергетики необходимо принять меры по дальнейшему сокращению использования оружейного урана в гражданских исследовательских реакторах, GAO , июль 2004 г., GAO-04-807

Внешние ссылки

• Список МАГАТЭ по ядерным исследовательским реакторам в мире с возможностью поиска
• Национальная организация по испытанию, исследованию и обучению реакторов, Inc.
• NMI3 - Интегрированная инфраструктурная инициатива ЕС-FP7 для нейтронного рассеяния и мюонной спектроскопии