Исследовательский реактор

Ядерное устройство, не предназначенное для использования в качестве источника энергии или оружия

Исследовательский реактор КРОКУС Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии .

Исследовательские реакторы – это ядерные реакторы ядерного деления , которые служат главным образом источником нейтронов . Их также называют неэнергетическими реакторами , в отличие от энергетических реакторов, которые используются для производства электроэнергии , тепла или морского движения .

Цель

Нейтроны , производимые исследовательским реактором, используются для рассеяния нейтронов , неразрушающего контроля, анализа и испытаний материалов , производства радиоизотопов , исследований, работы с общественностью и образования. Исследовательские реакторы, производящие радиоизотопы для медицинского или промышленного использования, иногда называют изотопными реакторами . Реакторы, оптимизированные для экспериментов с пучками , 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 по мере использования топлива образуется гораздо меньше продуктов деления . С другой стороны, их топливо требует более высокообогащенного урана , обычно до 20% U-235 , ^[1] хотя некоторые используют 93% U-235; в то время как 20-процентное обогащение обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93-процентное обогащение обычно называют « оружейным ». Они также имеют очень высокую удельную мощность в ядре, что требует особых конструктивных особенностей. Как и энергетические реакторы, активная зона нуждается в охлаждении, обычно естественной или принудительной конвекции водой, а также требуется замедлитель для замедления скорости нейтронов и усиления деления. Поскольку производство нейтронов является их основной функцией, большинство исследовательских реакторов используют отражатели, позволяющие уменьшить потери нейтронов из активной зоны.

Перевод на 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 поставляли исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну в рамках своей программы «Атом для мира» . В 2004 году Министерство энергетики США продлило программу приема отработавшего ядерного топлива иностранных исследовательских реакторов до 2019 года. ^[4]

По состоянию на 2016 год в отчете Национальной академии наук, техники и медицины сделан вывод о том, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен самое раннее 2035 года. Частично это связано с тем, что разработка надежного НОУ-топлива для исследовательских реакторов с высоким потоком нейтронов , которое не выходит из строя из-за набухания, шла медленнее, чем ожидалось. ^[5] По состоянию на 2020 год ^[update]осталось 72 исследовательских реактора с ВОУ. ^[6]

Дизайнеры и конструкторы

Хотя в 1950-х, 1960-х и 1970-х годах существовал ряд компаний, специализировавшихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, впоследствии активность этого рынка снизилась, и многие компании ушли.

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

Последний международный тендер (1999 г.) на исследовательский реактор был организован Австралийской организацией ядерной науки и технологий для проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию австралийского легководного реактора открытого бассейна (OPAL). Предварительную квалификацию прошли четыре компании: Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP , Siemens и Technicatom. Проект был передан компании INVAP, построившей 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 реакторов с высоким потоком по всему миру
• TRIGA , очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру.
• Класс реакторов SLOWPOKE , разработанный AECL, Канада.
• Класс реакторов OPAL , разработанный INVAP, Аргентина.
• Миниатюрный реактор-источник нейтронов , основанный на конструкции SLOWPOKE, разработанный AECL, в настоящее время экспортируемый Китаем.
• Aerojet General Nucleonics, 201 модель. Разработан компанией Aerojet General в США. В настоящее время работают 3 реактора в Университете штата Айдахо, Университете Нью-Мексико и Техасском университете A&M.

Исследовательские центры

Полный список можно найти в Списке ядерных исследовательских реакторов .

Исследовательские центры, эксплуатирующие реактор:

Выведенные из эксплуатации исследовательские реакторы:

Рекомендации

1. Альрвашде, Мохаммед и Саид А. Аламери. «Верификация и проверка модели реактора Монте-Карло (RMC) в сравнении с MCNP для реактора пластинчатого типа». AIP Advances 9, вып. 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807.
2. «ПКИ по конверсии миниатюрных исследовательских реакторов с источниками нейтронов (MNSR) на низкообогащенный уран (НОУ)» . Ядерный топливный цикл и технология переработки отходов . Международное агентство по атомной энергии. 13 января 2014 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. . Проверено 25 октября 2015 г.
3. «Пониженное обогащение для исследовательских и испытательных реакторов». Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 29 октября 2004 года.
4. «Приемка отработанного ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов США» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 22 сентября 2006 года.
5. Чо, Адриан (28 января 2016 г.). «Избавление исследовательских реакторов от высокообогащенного урана займет на десятилетия больше времени, чем прогнозировалось». Наука . Проверено 13 апреля 2020 г. .
6. «МАГАТЭ освещает работу по конверсии исследовательских реакторов» . Мировые ядерные новости. 24 февраля 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г. .
7. «Будапештский исследовательский реактор | Будапештский нейтронный центр ... для исследований, науки и инноваций!». www.bnc.hu. ​Проверено 15 февраля 2018 г.
8. «Институт ядерных технологий». reak.bme.hu . Проверено 11 сентября 2019 г.
9. «Ядерные реакторы». pd.chem.ucl.ac.uk. ​Проверено 15 февраля 2018 г.
10. "RA-6 de Argentina" (на европейском испанском языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
11. «Исследовательские реакторы - Канадская ядерная ассоциация» . Канадская ядерная ассоциация . Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
12. «Реактор с высоким потоком - Европейская комиссия» . ec.europa.eu . 13 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
13. Майнц, Университет Иоганна Гутенберга. "Реактор". www.kernchemie.uni-mainz.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
14. "ATI: Реактор". ati.tuwien.ac.at . Проверено 15 февраля 2018 г.
15. "Реактор | Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ". eng.mephi.ru . Проверено 15 февраля 2018 г.
16. "САФАРИ-1". www.necsa.co.za . Архивировано из оригинала 31 января 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
17. «Усовершенствованный реактор для применения нейтронов с высоким потоком (HANARO) | Объекты | NTI» . www.nti.org . Проверено 15 февраля 2018 г.
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 . Проверено 17 июля 2018 г.
20. «Информационный бюллетень ATR» (PDF) . Национальная лаборатория Айдахо. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2008 г. Проверено 28 февраля 2008 г.
21. «Учебный реактор Мэрилендского университета (MUTR) | Реактор TRIGA мощностью 250 кВт | Радиационные установки Университета Мэриленда» . радиация.umd.edu /. Проверено 11 июня 2018 г.
22. "Центр ядерной науки Университета штата Вашингтон" . nsc.wsu.edu . Проверено 6 августа 2019 г.
23. "База данных исследовательского реактора - GHARR-1" . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 15 февраля 2018 г.
24. «ДРАКОН Уинфрита теряет огонь» . www.nda.gov.uk. ​Архивировано из оригинала 6 октября 2012 года . Проверено 12 января 2022 г.
25. Карлсен, Уэйд; Вилкамо, Олли (14 декабря 2016 г.). «Старый ядерный исследовательский реактор в Финляндии будет выведен из эксплуатации – строится новый Центр ядерной безопасности» . ВТТ Импульс . Проверено 22 февраля 2018 г.
26. "База данных исследовательских реакторов" . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 22 февраля 2018 г.

• Информационный документ WNA № 61: Исследовательские реакторы. Архивировано 28 февраля 2013 г. в 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 ядерных исследовательских реакторов в мире с возможностью поиска МАГАТЭ
• Национальная организация испытательных, исследовательских и учебных реакторов, Inc.
• NMI3 - Инициатива по интегрированной инфраструктуре EU-FP7 для нейтронного рассеяния и мюонной спектроскопии