stringtranslate.com

Реактор Б

Реактор B на площадке Хэнфорд , недалеко от Ричленда, штат Вашингтон , был первым крупномасштабным ядерным реактором , когда-либо построенным. Проект был ключевой частью Манхэттенского проекта , программы США по разработке ядерного оружия во время Второй мировой войны . Его целью было преобразование природного (не изотопно обогащенного) металлического урана в плутоний-239 путем нейтронной активации , поскольку плутоний проще химически отделить от отработанных топливных сборок для использования в ядерном оружии, чем изотопно обогащать уран в оружейный материал. Реактор B работал на металлическом природном уране , замедлителе графите и охлаждался водой. Он был признан Национальным историческим памятником США с 19 августа 2008 года [3] [4] , а в июле 2011 года Служба национальных парков рекомендовала включить реактор B в Национальный исторический парк Манхэттенского проекта, посвященный Манхэттенскому проекту. [5] Посетители могут совершить экскурсию по реактору по предварительному бронированию. [6]

Проектирование и строительство

Реактор был спроектирован и построен компанией EI du Pont de Nemours and Company на основе экспериментальных конструкций, испытанных Энрико Ферми в Чикагском университете , и испытаний графитового реактора X-10 в Национальной лаборатории Ок-Ридж . Он был рассчитан на работу при мощности 250 мегаватт (тепловых) .

Целью реактора было получение плутония из природного металлического урана. Обогащение делящегося 235 U из 238 U, доминирующего природного изотопа, было чрезвычайно сложным; особая химия плутония делала разделение тривиальным по сравнению с этим. Например, завод по обогащению урана Y12 в Теннесси потребовал 14 700 тонн серебра , предоставленного взаймы Министерством финансов для обмоток в его калютронах , нанял 22 000 человек и потреблял больше электроэнергии, чем большинство штатов . Реактор B, с другой стороны, нуждался всего в нескольких десятках сотрудников и гораздо меньшем количестве экзотических материалов, требуемых в гораздо меньших количествах. Самым важным специальным материалом, необходимым для замедления нейтронов , были 1200 тонн очищенного графита и достаточно электроэнергии только для работы охлаждающих насосов. [7] [8]

Реактор имеет площадь основания 46 на 38  футов (14 на 12  м ) (около 1750 кв. футов (163 м 2 ) и высоту 41 фут (12 м), что дает объем 71 500 куб. футов (2020 м 3 ). Сама активная зона реактора состоит из графитового ящика высотой 36 футов (11 м) размером 28 на 36 футов (8,5 на 11,0 м), занимающего объем 36 288 куб. футов (1027,6 м 3 ) и весом 1200 коротких тонн (1100 т). Он пронизан горизонтально по всей своей длине 2004 алюминиевыми трубками, содержащими топливо, и вертикально каналами, в которых размещены регулирующие стержни . [4]

Ядро окружено тепловым экраном из чугуна толщиной от 8 до 10 дюймов (от 20 до 25 см) и весом 1000 коротких тонн (910 тонн). Мазонитовые и стальные пластины окружают тепловой экран сверху и по бокам, образуя биологическую защиту для защиты от радиации . Дно теплового экрана поддерживалось бетонной площадкой толщиной 23 фута (7,0 м), увенчанной чугунными блоками. Основываясь на успехе первого атомного котла , графит был выбран для замедления ядерной реакции . Эта реакция подпитывалась 200 короткими тоннами (180 тонн) металлических урановых стержней диаметром приблизительно 25 мм (1 дюйм), длиной 70 мм (3 дюйма) (примерно такого же размера, как рулон четвертаков [4] ), запечатанных в алюминиевые банки и загруженных в алюминиевые трубы. [4]

Реактор охлаждался водой . Его охладитель перекачивался из Ханфордского пролива реки Колумбия через алюминиевые трубы и вокруг урановых стержней со скоростью 75 000 галлонов США (280 000 л) в минуту. Вода сбрасывалась в отстойники . Вода удерживалась в бассейнах, чтобы обеспечить распад короткоживущих радиоактивных отходов , осаждение твердых частиц , собранных из реактора, и чтобы вода остыла до температуры в пределах 11 °F от температуры реки. Затем она сбрасывалась обратно в реку Колумбия. [9]

Карта площадки в Хэнфорде с площадкой реактора B/C, показанной в левом верхнем углу.

Операция

Реактор B имел свою первую ядерную цепную реакцию в сентябре 1944 года, реактор D в декабре 1944 года и реактор F в феврале 1945 года. Первоначальная эксплуатация была остановлена ​​из-за проблемы, идентифицированной как поглощение нейтронов продуктом деления Xe-135 , впервые выявленной в исследовательской работе Цзянь-Шюн У , которой он поделился с Ферми. [10] Она была преодолена путем увеличения количества загружаемого урана. Реактор производил плутоний-239 путем облучения урана-238 нейтронами, полученными в результате ядерной реакции. Это был один из трех реакторов — наряду с реакторами D и F — построенных примерно в шести милях (10 км) друг от друга на южном берегу реки Колумбия. Каждый реактор имел свои собственные вспомогательные сооружения, которые включали речную насосную станцию, большие хранилища и отстойники, фильтровальную установку, большие насосы с электроприводом для подачи воды к поверхности котла и сооружения для аварийного охлаждения в случае отключения электроэнергии. [4]

Аварийное отключение реактора, называемое SCRAM , достигалось либо путем быстрого полного введения вертикальных стержней безопасности, либо, как резервный метод, путем впрыскивания борированной воды в реактор. В январе 1952 года система борированной воды была заменена системой «Ball-3X», которая впрыскивала никелированные шарики из высокобористой стали в каналы, занятые вертикальными стержнями безопасности. [4]

Плутоний для ядерной бомбы, использованной при испытании Trinity в Нью-Мексико и бомбы Fat Man , сброшенной на Нагасаки, Япония , был создан в реакторе B. Реактор B проработал два десятилетия, и к нему присоединились дополнительные реакторы, построенные позже. Он был окончательно закрыт в феврале 1968 года. [4] [11]

Текущий статус

Внешний вид реактора Hanford B по состоянию на 2018 год
Станция управления реактором Hanford B по состоянию на 2018 г.
Трубы и элеватор реактора Hanford B по состоянию на 2018 г.

Министерство энергетики США управляет этим объектом с 1977 года [12] [13] и предлагает публичные туры в установленные даты весной, летом и осенью года, а также специальные туры для приезжающих официальных лиц. [6] [14]

По состоянию на 2014 год шесть из девяти производственных реакторов в Хэнфорде считались находящимися в статусе «временного безопасного хранения», а еще два должны были получить аналогичное обращение. Исключением был реактор B, которому был присвоен особый статус за его историческую значимость. [15]

В процессе, называемом коконированием или захоронением , здания реакторов сносятся до бетонного щита толщиной 4 фута (1,2 м) вокруг активной зоны реактора . Все отверстия заделываются и строится новая крыша. [16] Большинство вспомогательных зданий на первых трех реакторах также были снесены. Реактор C был введен в эксплуатацию в 1952 году и остановлен в 1969 году. [17] Он был законсервирован в 1998 году. [18] Реактор D работал с 1944 по июнь 1967 года и был законсервирован в 2004 году. Реактор DR был введен в эксплуатацию в октябре 1950 года, [19] и остановлен в 1964 году. Он был законсервирован в 2002 году. [20] Реактор F был остановлен в июне 1965 года и законсервирован в 2003 году. [21] Реактор H был введен в эксплуатацию в октябре 1949 года и остановлен в апреле 1965 года. Он был законсервирован в 2005 году. [22] Закрытие реактора N , который работал с 1963 по 1987 год, было завершено 14 июня 2012 года. [23] Выведенные из эксплуатации реакторы проверяются каждые пять лет Министерством энергетики. [18]

Реакторы K-East и K-West были построены в 1950-х годах и введены в эксплуатацию в 1955 году. Они были остановлены в 1970 и 1971 годах, но позже временно использовались для хранения. [24] Предварительные планы по временной стабилизации реакторов K-East и K-West находились в стадии реализации по состоянию на 30 января 2018 года. [16]

Реактор B был добавлен в Национальный реестр исторических мест (№ 92000245) 3 апреля 1992 года. Протокол решения (ROD) был выпущен в 1999 году, а Меморандум о действиях Агентства по охране окружающей среды в 2001 году разрешил смягчение опасностей в реакторе с намерением разрешить публичные экскурсии по реактору. [25] Он был назван Национальным историческим памятником 19 августа 2008 года. [3] [4]

В декабре 2014 года принятие Закона о национальной обороне 2015 года (NDAA) сделало реактор B частью Национального исторического парка Манхэттенского проекта , который также включает исторические места в Ок-Ридже, штат Теннесси , и Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико . [26] [27] Парк был официально создан Меморандумом о соглашении от 10 ноября 2015 года, который был подписан Службой национальных парков и Министерством энергетики . Развитие музея в Ханфорде может включать реактор B, склад Bruggemann's, среднюю школу Ханфорда, насосную станцию ​​и банк White Bluffs. [28]

Хронология основных событий

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Шеннон Дининни (2008-08-26). «Первый в мире ядерный реактор теперь стал достопримечательностью». Associated Press. Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 года . Получено 2008-08-26 . Строительство началось 7 июня 1943 года...
  2. ^ "Department of Energy – B Reactor". United States Department of Energy . 2007-04-20. Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 года . Получено 26 августа 2008 года . Завершено в сентябре 1944 года...
  3. ^ abc "Weekly List Actions". National Park Service. 29-08-2008. Архивировано из оригинала 31 октября 2008 года . Получено 30-08-2008 .
  4. ^ abcdefgh Мишель С. Гербер; Брайан Кассерли; Фредерик Л. Браун (февраль 2007 г.). "Номинация на звание национальной исторической достопримечательности: реактор B / 105-B; здание 105-B в районе 100-B/C в Ханфорде" (PDF) . Служба национальных парков. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-10-26. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  5. ^ ab Cary, Annette (13 июля 2011 г.). "HANFORD: Park service recommends B Reactor for national park". Tri-City Herald . Архивировано из оригинала 4 февраля 2013 г. Получено 17 июля 2011 г.
  6. ^ ab "The B Reactor National Historic Landmark". Manhattan Project: B Reactor . Получено 12 ноября 2015 г.
  7. ↑ Новый мир 1939, стр. 71, Ричард Г. Хьюлетт, 1972
  8. ^ "Реактор B". Министерство энергетики США.
  9. ^ Министерство энергетики США . "Виртуальные туры по объекту Hanford Site: 100-B Area". Веб-сайт объекта Hanford Site . Richland, Washington . Архивировано из оригинала 17 сентября 2008 г. Получено 23 октября 2009 г.
  10. ^ Дике, Уильям (18 февраля 1997 г.). «Чиен-Шиунг Ву, 84 года, ведущий физик-экспериментатор».
  11. ^ Бойл, Ребекка (2017). «Привет из Изотопии». Дистилляции . 3 (3): 26–35 . Получено 19 июня 2018 г.
  12. ↑ Лонг, Тони (4 августа 1977 г.). «Вся энергия США под одной крышей». Wired.com . Получено 19 июня 2018 г. .
  13. ^ "S. 826 — 95-й Конгресс: Закон об организации Министерства энергетики". www.GovTrack.us . 1977 . Получено 19 июня 2018 .
  14. ^ "Hanford Site Tours". Hanford.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  15. ^ Национальный исследовательский совет (2014). Лучшие практики принятия решений с учетом риска в отношении загрязненных участков: резюме серии семинаров. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. ISBN 978-0-309-30305-7. Получено 19 июня 2018 г.
  16. ^ ab Office of Environmental Management (30 января 2018 г.). «Работники Хэнфорда входят в реактор, чтобы подготовиться к коконированию». Energy.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  17. ^ "C Reactor". Hanford.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  18. ^ ab Cary, Annette (4 июля 2015 г.). «Взгляд внутрь реакторов-коконов Хэнфорда». Tri-City Herald . Получено 19 июня 2018 г.
  19. ^ "Реакторы D и DR". Hanford.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  20. ^ "Реакторы МКС". Hanford.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  21. ↑ Кэри, Аннет (22 октября 2014 г.). «Реактор F в Хэнфорде проходит 5-летнюю проверку». Tri-City Herald . Получено 19 июня 2018 г.
  22. ^ "H Reactor". Hanford.gov . Получено 19 июня 2018 г. .
  23. ↑ Управление по охране окружающей среды (14 июня 2012 г.). «N-реактор помещен во временное безопасное хранилище: проект по укрытию крупнейшего реактора в Хэнфорде теперь завершен». Energy.gov . Получено 19 июня 2018 г.
  24. ^ Гербер, Мишель Стенехьем (2007). На домашнем фронте: наследие холодной войны ядерного объекта в Хэнфорде (3-е изд.). Линкольн: Издательство Университета Небраски. стр. 227. ISBN 978-0803259959. Получено 19 июня 2018 г.
  25. ^ Поттер, Роберт Ф. «Сохранение реактора B в Хэнфорде: памятник заре ядерного века». APS Physics . Получено 19 июня 2018 г.
  26. ^ ab "Congress Passes Manhattan Project National Historical Park Act". Фонд атомного наследия . 12 декабря 2014 г. Получено 20 июня 2018 г.
  27. ^ "B Reactor Museum Association Richland, Washington, USA". B Reactor . Получено 20 июня 2018 г. .
  28. ^ ab "Основополагающий документ Манхэттенского проекта Национальный исторический парк Теннесси, Нью-Мексико, Вашингтон" (PDF) . СЛУЖБА НАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРКОВ • МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ США . Январь 2017 г. стр. 33 . Получено 20 июня 2018 г.
  29. ^ abcdefghijklm Г-жа Гербер (май 2009 г.), Manhattan Project B Reactor: первый в мире полномасштабный ядерный реактор , т. HNF-41115, ред. 0, Министерство энергетики США, OSTI  952590
  30. ↑ Manhattan Project B Reactor Tour Information, 14 февраля 2011 г., архивировано из оригинала 21 июля 2011 г. , извлечено 17 июля 2011 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Реактор Hanford B» .