Atomics International была подразделением компании North American Aviation (позже приобретенной компанией Rockwell International ), которая занималась главным образом ранней разработкой ядерных технологий и ядерных реакторов как для коммерческих, так и для государственных нужд. Atomics International была ответственна за ряд достижений, связанных с ядерной энергетикой : проектирование, строительство и эксплуатация первого ядерного реактора в Калифорнии (1952 г.), [1] первого ядерного реактора, производящего электроэнергию для коммерческой энергосистемы в Соединенных Штатах ( 1957) [2] и первый ядерный реактор, запущенный в космическое пространство США (1965). [3]
Компания Atomics International приступила к разработке ядерных реакторов вскоре после их создания: серии коммерческих ядерных энергетических реакторов, начиная с эксперимента с натриевым реактором (SRE), и ряда компактных ядерных реакторов, кульминацией которых стала система систем для вспомогательной ядерной энергетики SNAP-10A . Обе попытки оказались успешными, несмотря на ядерные аварии в полевой лаборатории Санта-Сусаны , но общий интерес к ядерной энергетике неуклонно падал. Подразделение перешло к проектам, не связанным с ядерной энергетикой, таким как газификация угля, и постепенно прекратило проектирование и испытания ядерных реакторов. В конечном итоге Atomics International была объединена с другим подразделением ( подразделением Rocketdyne ) той же материнской компании (Rockwell International). По состоянию на 2010 год все объекты Atomics International, за исключением нескольких оставшихся объектов, расположенных на испытательном полигоне Зоны IV полевой лаборатории Санта-Сусаны (SSFL), были снесены, очищены и повторно использованы или ожидают окончательной очистки. [4]
После Второй мировой войны потенциал ядерной энергетики привлек интерес правительства Соединенных Штатов и широкой общественности. В 1948 году компания North American Aviation создала внутреннюю организацию под названием Департамент исследований в области атомной энергии ( AERD ) для управления правительственной и коммерческой деятельностью в области ядерных исследований и разработок. Департамент исследований в области атомной энергии спроектировал, построил и эксплуатировал 5-ваттный тепловодный гомогенный реактор в Дауни, Калифорния, который 21 апреля 1952 года стал первым ядерным реактором, работавшим в штате Калифорния. [5] В 1955 году AERD была переименована в Международное подразделение Atomics компании North American Aviation .
Эксперимент с натриевым реактором стал результатом того, что Atomics International первоначально сосредоточила свое внимание на разработке и коммерциализации реакторной технологии, предприняв проект ядерного энергетического реактора, способного производить электроэнергию на коммерческой основе. Atomics International решила, что натрий является более подходящим теплоносителем ядерного реактора , чем вода. Натрий был выбран потому, что он обладает превосходными свойствами теплопередачи, имеет низкое рабочее давление при типичных температурах реактора и относительно низкую температуру плавления. [6] При использовании в качестве теплоносителя в ядерном реакторе вода требует толстых трубопроводов, поскольку при высоких температурах реактора вода находится под давлением. В случае аварии внезапное нарушение работы высокотемпературной системы водоснабжения (помимо прочего) требует установки специального защитного резервуара для улавливания сбросившегося давления.
Опыт, полученный в ходе разработки базовых ядерных технологий, предоставил Atomics International опыт и практические знания, необходимые для проектирования, строительства и эксплуатации экспериментального ядерного реактора натриевого реактора. 12 июля 1957 года эксперимент с натриевым реактором стал первым ядерным реактором в Соединенных Штатах, который производил электроэнергию для коммерческой электросети, снабжая близлежащий город Мурпарк . [2] В июле 1959 года произошла авария , когда узкие внутренние каналы охлаждения внутри тепловыделяющих сборок реактора были заблокированы органическим загрязнителем, в результате чего 13 из 43 топливных элементов активной зоны реактора частично расплавились. Персонал Atomics International отремонтировал реактор, который был перезапущен в сентябре 1960 года и проработал до 1964 года. Впоследствии компания спроектировала и разработала концептуальную демонстрационную ядерную энергоблок с натриевым охлаждением для атомной электростанции Халлам в Небраске, а также концептуальную демонстрационную ядерную энергоблок с органическим (Santowax) охлаждением. энергоблок для атомной электростанции Пиква в Огайо в качестве экспериментального демонстрационного проекта для Комиссии по атомной энергии . Реактор Пиква представлял собой реактор мощностью 45,5 МВт с органическим замедлителем и охлаждением, а Халлам представлял собой реактор с жидкометаллическим охлаждением, в котором использовался металлический натрий с графитом в качестве замедлителя. И Халлам, и Пиква столкнулись с техническими проблемами и проработали всего несколько лет, прежде чем были окончательно закрыты.
Разработка компактного ядерного реактора для программы «Системы вспомогательной ядерной энергетики» (SNAP) во многом совпала с экспериментом с натриевым реактором компании Atomic International. В середине 1950-х годов компания Atomics International была выбрана генеральным подрядчиком правительства США по разработке компактного ядерного реактора SNAP. Число специализированных учреждений, расположенных в полевой лаборатории Санта-Сусаны, быстро увеличивалось. После успешного запуска реактора SNAP 10A в 1965 году правительство США отменило программу, оставив на этой площадке ряд государственных объектов. В 1966 году Министерством энергетики США был основан Информационный центр по жидким металлам (позже переименованный в Инженерный центр энергетических технологий ) в качестве центра исследований, связанных с жидкими металлами. ETEC повторно использовал многие здания, ранее использовавшиеся в программе SNAP.
Atomics International также участвовала в ряде коммерческих проектов. Atomics International построила и управляла Международной горячей лабораторией Atomics (позже переименованной в Международную горячую лабораторию Rockwell ) [7] в полевой лаборатории Санта-Сусаны. На этом объекте выполнялась разборка топливных стержней для поддержки исследований и разработок реакторов SNAP на месте, а также для снятия оболочек ядерных топливных стержней с коммерческих ядерных реакторов за пределами площадки. [8] Atomics International также разработала процесс газификации угля с использованием технологии расплавленной соли. [9]
С течением времени деятельность в области ядерных исследований и разработок неуклонно снижалась. В результате этого упадка Atomics International была организационно объединена с другими подразделениями Rockwell International и в 1978 году стала Energy Systems Group. Atomics International прекратила свое существование как автономное бизнес-подразделение, однако их оставшаяся коммерческая деятельность осуществлялась как подразделение Atomics International Energy Systems. Systems Group, Rockwell International. [10]
Оставшиеся бизнес-подразделения Atomics International были объединены в подразделение Rocketdyne компании Rockwell International в 1984 году, когда группа Energy Systems прекратила свое существование. Программы и операции ядерных исследований прекратились в 1989 году, а все неядерные исследования завершились в 1998 году. Rockwell International продала подразделение Rocketdyne компании Boeing в 1996 году. В 2005 году Boeing продала Rocketdyne компании United Technologies Corporation , которая объединила его с существующим подразделением и переименовала. они Пратт и Уитни Рокетдайн . Компания Boeing сохранила право собственности на территорию полевой лаборатории Санта-Сусаны , включая Зону IV, с обязанностями по очистке окружающей среды. [11] Подразделение компании United Technologies Corporation имени Гамильтона Сандстранда стало получателем оставшихся технических знаний от деятельности Atomics International, связанной с ядерной тематикой.
Компания Atomics International начала свою деятельность в Дауни, а затем переехала в несколько мест в западной части калифорнийской долины Сан-Фернандо, в Канога-парке . Поскольку на всех объектах Atomics International в той или иной степени использовались радиоактивные материалы, доступна документация, касающаяся исторических операций на каждом объекте.
Группа исследований в области атомной энергии начала работу на заводе North American Aviation, расположенном на Лейквуд Драйв в Дауни, Калифорния . Они провели фундаментальные исследования и построили по крайней мере один гомогенный реактор на водной основе, получивший название « Источник нейтронов с водяным котлом» . Четырехваттный реактор был остановлен и перевезен в полевую лабораторию Санта-Сусаны в декабре 1955 года. [12] Помещения, связанные с реактором, были проверены и признаны свободными от остаточной радиоактивности и повторно использованы в качестве общих офисных помещений. Объект Дауни был переведен в город Дауни, а здания впоследствии снесены и заменены различными коммерческими зданиями.
Atomics International занимала здание на углу Оуэнсмут-авеню и Вановен-стрит в Канога-парке , штат Калифорния , рядом с заводом Rocketdyne Canoga. Основные работы, выполненные на предприятии в Вановене, включали разработку топлива для программы SNAP и радиохимию. Площадка также поддерживала проектирование, разработку и эксплуатацию двух небольших водных гомогенных реакторов : 5-ваттного реактора L-47 и десятиваттного реактора L-77. К 1960 году оба реактора были закрыты, а радиоактивные материалы вывезены с территории. Atomics International переехала в свою новую штаб-квартиру на ДеСото-авеню, и Rocketdyne взяла на себя управление зданием Вановен. [13] Здание Вановена было снесено в 2007 году.
В 1959 году Atomics International разместила свою штаб-квартиру в комплексе зданий, расположенных вдоль авеню Де Сото в Канога-парке , Калифорния. На объекте Де Сото функционировали десятиваттный водный гомогенный реактор Л-77 , производство топлива для ядерных реакторов, установка гамма-облучения и радиохимическая лаборатория. К середине 1990-х годов все операции с радиоактивными материалами были прекращены. [14] В настоящее время собственность принадлежит и управляется компанией Aerojet Rocketdyne .
Помещение было арендовано у компании Thompson-Ramo-Wooldridge Inc, переименованной в TRW в 1965 году, для проектов ядерных исследований . Он располагался на Фоллбрук-авеню и бульваре Роско в Канога-парке (ныне Вест-Хиллз ). [15]
С 1953 по 1989 год в округе Вентура Сими-Хиллз в зоне IV полевой лаборатории Санта-Сусаны (SSFL) проводились три основных типа операций : разработка и испытания ядерных реакторов, операции по поддержке ядерной энергии, а также исследования и разработки в области неядерной энергетики в Инженерный центр энергетических технологий. [10]
Известно, что исследовательские операции, проводимые Atomics International, вызвали некоторую степень [ необходимы разъяснения ] химического и радиологического загрязнения Зоны IV. Министерство энергетики США взяло на себя ответственность за устранение как химического, так и радиологического воздействия в Зоне IV в соответствии с Административным приказом о согласии (AOC) 2010 года. [16] AOC требует, чтобы Министерство энергетики очистило как химические, так и радиологические загрязнения до фоновых концентраций в подстилающих почвах Зоны IV площадью 290 акров. В мае 2009 года Агентство по охране окружающей среды США начало исследование стоимостью 41,5 миллиона долларов, чтобы определить характер и степень любого радиологического загрязнения в Зоне IV. [17]
Усовершенствованный эпитермальный ториевый реактор был построен для Юго-Западной ассоциации атомной энергетики в здании 100 в 1960 году. AETR использовался для испытаний двадцати различных конфигураций активной зоны реактора с использованием устройства, поддерживающего ряд геометрических форм. Программа ЕСТР была прекращена в 1972 году. [19]
Atomics International спроектировала и построила ряд ядерных реакторов малой мощности (тепловая мощность от 5 до 50 000 Вт) для исследований, обучения и производства изотопов. В этом водном гомогенном ядерном реакторе малой мощности использовался раствор уранилсульфата с обогащением 93%, который находился в критической конфигурации в сферическом сосуде. Реактивность контролировалась с помощью расположения регулирующих стержней внутри труб, проходящих через корпус реактора. Раствор не кипел; скорее, поток нейтронов и гамма-излучения вызвал радиолитическое разложение воды на водород и кислород в виде крошечных пузырьков, создававших впечатление кипения. [20] Одна модель реактора, L-54, была приобретена и установлена рядом [ нужны разъяснения ] университетов США и зарубежных исследовательских институтов, включая Японию. [21] Японский институт атомных исследований переименовал свой Японский исследовательский реактор-1 (JRR-1), а правительство Японии выпустило памятную почтовую марку, посвященную созданию первого в Японии ядерного реактора в 1957 году. Реактор был выведен из эксплуатации в 1970 году и сейчас находится в эксплуатации. поддерживается как музейный экспонат на японоязычном веб-сайте. Архивировано 2 апреля 2011 года в Wayback Machine в Токаймуре , Япония.
Эксперимент с натриевым реактором (SRE) представлял собой экспериментальный ядерный реактор, который работал с 1957 по 1964 год. 12 июля 1957 года его электрическая генерирующая система произвела первую электроэнергию, вырабатываемую ядерной энергетической системой, для снабжения коммерческой энергосистемы в Соединенных Штатах. снабжают электроэнергией дома в соседнем городе Мурпарк . В июле 1959 года узкие внутренние каналы охлаждения в сборках топливных стержней реактора были заблокированы непреднамеренным органическим загрязнителем, образующимся в результате побочных продуктов, в результате чего в результате инцидента 13 из 43 топливных элементов реактора частично расплавились . [22] Персонал Atomics International отремонтировал реактор, который был перезапущен в сентябре 1960 года и работал с незначительными инцидентами [ нужны разъяснения ] до 1964 года.
Целью программы «Системы для вспомогательной ядерной энергетики» , предпринятой Соединенными Штатами в 1955 году, была разработка компактных, легких и надежных атомных электрических устройств для космоса, суши и моря. Комиссия по атомной энергии – AEC (предшественник Министерства энергетики – DOE ) была агентством по закупкам для Министерства обороны (DOD) и Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства – требований НАСА . AEC отвечал за разработку технологий, которые позволили бы выполнить это требование, и за проведение начальных этапов эксплуатационных испытаний. С периода с 1955 по 1973 год, когда программа была прекращена, Соединенные Штаты потратили около 850 миллионов долларов на разработку ядерных реакторов SNAP. [23]
Atomics International была генеральным подрядчиком AEC по разработке реакторов SNAP. В конце 1950-х - начале 1960-х годов Atomics International создала ряд государственных объектов для поддержки программы SNAP в Инженерном центре энергетических технологий (ETEC) в зоне IV Полевой лаборатории Санта-Сусаны (SSFL). [24] SNAP -10A был единственным ядерным реактором, запущенным и прошедшим летные испытания в США. [25] Город Лос-Анджелес издал прокламацию о признании этого достижения. Объекты включали подземные испытательные стенды для испытаний компактных ядерных реакторов SNAP, неядерные испытательные и вспомогательные здания, а также административные помещения. [26] Atomics International разработала и испытала пять различных реакторов SNAP в рамках программы «Системы для вспомогательной ядерной энергетики». [27]
В Полевой лаборатории Санта-Сусаны в Зоне IV было спроектировано и построено около двадцати объектов [28] для обращения с радиоактивными материалами в поддержку программ ядерных реакторов. Эти операции включали изготовление, хранение и переработку топлива, радиоактивные измерения и калибровку, а также обращение с радиоактивными отходами и подготовку к захоронению. [29] По состоянию на январь 2010 года только объект по обращению с радиоактивными материалами продолжает работать в поддержку усилий Министерства энергетики по очистке.
Инженерный центр энергетических технологий (ETEC) специализировался на неядерных испытаниях компонентов, которые в первую очередь были предназначены для передачи тепла от ядерного реактора с использованием жидких металлов вместо воды или газа. Atomics International управляла ETEC как отдельным подразделением SSFL по контракту с Министерством энергетики США . ETEC действовал с 1966 по 1998 год.
Atomics International была подразделением частной компании, которая занималась коммерческой деятельностью по продаже продуктов и услуг другим компаниям, университетам и иностранным правительствам. Atomics International также проводила исследования и разработки для правительства США. Действуя как подрядчик правительства США и как коммерческая компания, Atomics International сохранила разрешения, позволяющие использовать радиоактивные материалы в любой ситуации. Деятельность с использованием радиоактивных материалов, принадлежащих Министерству энергетики, контролировалась этим правительственным агентством, и лицензирование не требовалось. На таких объектах, как ДеСото, Вановен работал в соответствии с разрешением на эксплуатацию, выданным и контролируемым Комиссией по ядерному регулированию или Отделением радиологического здоровья Департамента здравоохранения штата Калифорния. [30] [31] Четыре здания в SSFL получили лицензию NRC: Международная горячая лаборатория Роквелла (4020), Здание реактора L-85 (4093), Центр разработки ядерных материалов (4055) и Лаборатория быстрых критических экспериментов (4100). ). [32] Ограничения по радиационному облучению персонала, как правило, были ниже для тех, кто работал на объектах, лицензированных NRC, в отличие от объектов, находящихся под надзором Министерства энергетики, и эксплуатационный персонал часто менялся между объектами.