Ядерный реактор Форда

— Ядерный реактор Форда объект в Мичиганском университете в Анн-Арборе, предназначенный для исследования мирного использования ядерной энергии . Он был частью Мичиганского мемориального проекта «Феникс» , живого мемориала, созданного в честь жертв Второй мировой войны . Реактор работал с сентября 1957 года по 3 июля 2003 года. Во время его эксплуатации ФНР использовался для изучения медицины , клеточной биологии , химии , физики , минералогии , археологии , антропологии и ядерной науки .

Реактор представлял собой реактор с плавательным бассейном , первоначально работавший на мощности 1 МВт с обогащением 93% U-235 с использованием топлива на основе алюминия . Позже ее мощность была увеличена до 2 МВт с использованием топлива с обогащением 19,5%. Департамент энергетики изготовил, транспортировал и утилизировал топливо бесплатно для университета. Реактор имел пиковый тепловой поток 3 × 10 ¹³ н/см ²с . Он имел 10 лучевых портов. Он был построен компанией Babcock & Wilcox по субподряду с Leeds & Northrup .

Выведенное из эксплуатации здание FNR, Мемориальная лаборатория Феникса, до сих пор стоит на Северном кампусе Мичиганского университета. Здание было отремонтировано и превращено в дом для Мичиганского мемориального института энергетики Феникса, общеуниверситетской программы, призванной проложить путь к устойчивой энергетике . В 2015 году началась реконструкция самого реакторного пространства стоимостью 12 миллионов долларов, чтобы превратить эту территорию в новую лабораторию факультета ядерной инженерии университета. Лабораторный корпус, получивший название «Лаборатория ядерной инженерии», был открыт в апреле 2017 года. ^[1]

Мичиганский мемориальный проект » Феникс «

Мичиганский мемориальный проект «Феникс» (MMPP) представлял собой живой мемориал Второй мировой войны , пропагандирующий мирное использование ядерной энергии . Он возник в результате инициативы студентов по созданию функционального мемориала в память о членах Мичиганского сообщества, погибших во Второй мировой войне, и в конечном итоге был профинансирован более чем 25 000 частных лиц и корпораций, таких как Ford Motor Company , которая пожертвовал 1 миллион долларов на создание исследовательского реактора. ФНР был основным учреждением ММПП, но проект занимался финансированием исследовательских грантов по всему университету. В конечном итоге проект привел к созданию Офиса вице-президента по исследованиям и Фонда выпускников. ^[2]

Директора Мичиганского мемориального проекта Феникс

1951-1959 доктор Ральф А. Сойер
1959–1961 Генри Дж. Гомберг
1961–1989 Уильям Керр
1989–1998 Рональд Ф. Флеминг
1998–2001 Джон К. Ли (временный директор)
2001–2003 Дэвид Вехе

Начало [ править ]

Первые призывы к созданию военного мемориала поступили от студентов Мичиганского университета в 1947 году. Фред Смит, местный выпускник, предложил проект, посвященный мирному использованию ядерной энергии. был напечатан полностраничный плакат, В газете Michigan Daily в котором говорилось, что проект «Феникс» покажет, что американцы могут работать на благо мира. Идея прижилась, и Ральф Сойер, декан аспирантуры Рэкхэма в UM, начал планировать.

В феврале 1955 года Комиссия по атомной энергии лицензировала FNR. Летом 1955 года началось строительство. Реактор был открыт 16 ноября 1956 года. 18 сентября 1957 года были проведены заключительные механические манипуляции и расчеты. При поддержке Ральфа Сойера, Генри Гомберга и Ардата Эммонса реактор достиг первой критичности около 4 часов утра 19 сентября 1957 года. 11 августа 1958 года мощность FNR достигла номинального уровня в 1 мегаватт.

Исследования [ править ]

Исследования проводились во многих междисциплинарных областях. Была проведена работа по исследованию безопасности облучения пищевых продуктов . В лаборатории Феникса была теплица, позволяющая большую часть ранних работ по влиянию радиации провести на жизнь растений. Химический факультет запустил программу проверки способности радиации расщеплять углеводороды . реликвии . Были установлены часы для датировки по углероду-14, которые позволяют ученым точно датировать органические Была возможна нейтронная радиография, позволяющая получать изображения плотных материалов с высоким разрешением.

Инженеры-ядерщики часто использовали реактор для нейтронно-активационного анализа — науки, позволяющей измерять следовые количества материалов. Он также использовался для множества других ядерных исследований.

Реакторный бассейн
Эксперимент по крекингу углеводородов
Углеродное датирование
Диагностика щитовидной железы
Исследования облучения пищевых продуктов
Исследования по сохранению пищевых продуктов
Горячее хранение
Практика манипулятора

Другое использование [ править ]

Реактор использовался для производства нескольких изотопов. Йод-131 и никель-59 производились в качестве радиоактивных индикаторов для медицинской школы, бром-82 производился для автомобильных компаний, которые использовали его для отслеживания расхода масла в двигателях внутреннего сгорания . Реактор также использовался для обучения работников коммунальных предприятий на 1-2-недельных курсах по эксплуатации ядерных приборов и эксплуатации реактора. Реактор предлагал услуги по проверке повреждений от нейтронного и гамма -излучения. ФНР часто был открыт для экскурсий.

Обзорный комитет, 1997 г. [ править ]

В июне 1997 года комитет по проверке ядерного реактора Форда представил вице-президенту по исследованиям (в то время Винсу Пекораро) отчет о будущем FNR. Комитет подсчитал, что реактор обходился университету в 1 миллион долларов в год.

Письма были отправлены на различные университетские кафедры, а также в другие учреждения, которые использовали реактор, с просьбой предоставить информацию об использовании ими этой установки.

проф. Алекс Холлидей и Эрик Эссен с факультета геологии в своих исследованиях старения Ar-40–Ar-39 во многом полагались на реактор и высоко оценили реактор. Гэри Уос с кафедры ядерной инженерии и радиологических наук объяснил, что более 15 курсов NERS основаны на реакторе, а также исследованиях почти каждого профессора. В Музее антропологии также предположили, что потеря реактора окажет серьезное негативное воздействие на студентов и преподавателей. Несколько других факультетов, например химический факультет, заявили, что не использовали реактор уже 30 лет и не планируют этого делать в будущем.

Вне университетского сообщества: Университета штата Мичиган факультет геологических наук , Университет штата Луизиана , Университет Невады в Лас-Вегасе , Колледж искусств и наук Бухтеля , Калифорнийский университет в Санта-Барбаре , Университет Джорджии , Национальная лаборатория Ок-Ридж , NIST. , NRC , Sandia National Labs , EPRI , Ford и GM - все выразили заинтересованность в поддержании реактора в рабочем состоянии, в то время как НАСА (среди прочих) не проявляло к этому никакого интереса.

Окончательным решением было остановить и вывести из эксплуатации реактор. Заявление вице-президента UM по исследованиям гласило:

Однако в последние годы использование реактора академическим сообществом УМ существенно снизилось до такой степени, что основная часть пользователей теперь принадлежит федеральному правительству и промышленности. Учитывая это изменение, университет больше не может оправдывать значительные затраты на эксплуатацию реактора, которые теперь в значительной степени субсидируют пользователей, не являющихся университетами. ^[3]

Последние работы [ править ]

Хотя реактор был остановлен с 2003 года, после десятилетнего демонтажа реактора в помещении, где располагался реактор, не наблюдалось особой активности. Однако в последние годы Мичиганский университет начал превращать старое реакторное пространство в лабораторные помещения для кафедр ядерной инженерии и радиологических наук Мичиганского университета. В конце 2015 года университет начал реконструкцию помещения, которое теперь называется «Лаборатория ядерной инженерии», стоимостью 12 миллионов долларов. ^[4]

реакторе Форда ( 1997 ) Факты о ядерном

Типичный рабочий цикл [ править ]

Типичный цикл полной мощности состоял из 10 дней при мощности 2 МВт, за которыми следовали 4 дня технического обслуживания при остановке, что в среднем составляло 120 часов полной мощности в неделю. При таких темпах ежегодно требовалось 16 новых твэлов.

Технические характеристики [ править ]

Реактор
- Мощность : 2 МВт
- Модератор : Легкая вода
- Объем ядра : 6 кубических футов (0,17 м ³)
- Конфигурация решетки : сетка, 8 × 6.
  - Стандарт : 41 элемент
  - Управление : 4 элемента
- Нормальная средняя плотность тепловой мощности : 333,33 кВт/фут. ³
Судно
- Давление в резервуаре _g : 8,7 фунтов на квадратный дюйм (60 кПа)
- Температура сосуда : 100 °F (38 °C)
Топливо
- Конфигурация : 18 изогнутых топливных пластин, содержащих 0,167 кг U-235.
- Обогащение : 19,5%
- Состав : UAL _x в алюминиевой матрице 5214.
- Плакированный состав : алюминий 6061.
- Частота дозаправки : 3 элемента и 1 элемент управления каждые 5 месяцев.
- Нормальный срок службы элемента : 900 МВт/сут.
Теплогидравлика
- Направление потока : Вертикально вниз через сердечник.
- Насос : центробежный насос мощностью 25 л.с. (19 кВт) и гравитационный.
- Нормальный расход : 1000 галлонов США (3800 л) в минуту.
- Нормальная температура на входе : 43 °C (109 °F)
- Нормальное повышение температуры : 7–8 градусов (13,5–14,0 F).
Опыт эксплуатации
- Вынужденные отключения за последние 5 лет (в 1997 г.)
  - Неисправность оборудования :39
  - Ошибка персонала : 7
Прошлые модификации
- Увеличение мощности : с 1 до 2 МВт, 5 августа 1963 г.
- Перевод топлива с U-Al на U-Al _x , ноябрь 1978 г.
- Изменение обогащения : с 93% на 19,5%, декабрь 1981 г.
Экспериментальные установки
- Порты луча : 10 горизонтальных
  - Поток тепловых нейтронов : 1,0 × 10 ⁸ н/см ²/с
  - Поток быстрых нейтронов' : 1,0 × 10 ⁶ н/см ²/с
  - Мощность дозы гамма-излучения : 1,0 × 10 ⁴ рад/ч
- Горячие камеры : 2, одна соединена с бассейном реактора водяным шлюзом.
- Стойки для облучения : 3 стеллажа для отработанного топлива.
  - Мощность дозы гамма-излучения : 4,5 × 10 ⁴ рад/ч
- Пневматические трубы : одна на западной стороне ядра.
  - Поток тепловых нейтронов : 2,0 × 10 ¹² н/см ²/с
  - Поток быстрых нейтронов' : 2,0 × 10 ¹⁰ н/см ²/с
- Термическая колонна : Неработоспособна (Реактор был построен с тепловой колонной, чтобы быть крупным источником тепловых нейтронов. Однако в самом начале эксплуатации колонна начала протекать и была выведена из эксплуатации.)
Основные производимые изотопы : фтор-18, хлор-36, бром-80, бром-82, йод-131, натрий-24, лантан-140, цезий-134м.

Неполный список публикаций ФНР [ править ]

WW Meinke, «Анализ активации скорости пневматических трубок», Nucleonics 17, № 9, 86–89, сентябрь 1959 г.
К.В. Рикер и В.Р. Данбар, «Деформация предохранительного стержня с прокладкой FNR», Nuclear Science and Engineering , 9, № 3, март 1961 г.
Биллелла, Гомберг, Гулд, «Иммунитет мышей к шистосоме Мансони», MM-PP-54-1, март 1961 г.
В. Вегст-младший, «Зависимое от длины волны воздействие низкоэнергетических рентгеновских лучей на клетки тканей млекопитающих», MMPP-196-2, апрель 1963 г.
Баллок, Дэниэлс, Кинг, «Модификация активной зоны реактора для усиления пучков спектрометров тепловых нейтронов», Ежегодное собрание Американского ядерного общества в Гатлинбурге, штат Теннесси, 21–24 июня 1965 г.
Р. Д. Мартин, «Проблемы материалов управляющих стержней исследовательских реакторов», Nuclear Safety , 10, № 1, 63–72, январь 1969 г.
Протокол № 50-2, «Отчет об оценке безопасности, связанный с продлением лицензии на эксплуатацию учебного и исследовательского реактора Мичиганского университета», NUREG-1138, NRC США, июль 1985 г.
Рид Берн, «Реактор Форда и лаборатория Феникса в Мичиганском университете: на благо человечества», Nuclear News , 65–69, июнь 1993 г.

См. также [ править ]

Лаборатория нейтронных исследований

Ссылки [ править ]

Основная часть этой информации взята из Исторической библиотеки Бентли в Северном кампусе Мичиганского университета . Сборник называется: «Отчеты проекта Michigan Memorial Phoenix Project, с 1947 года по настоящее время» и содержит более 40 футов (12 м) соответствующего материала. Телефонный номер: 87278 Bimu C530 2. см. в [1] Дополнительную информацию . Фотографии взяты из местной коллекции местного жителя Анн-Арбора.

Министерство энергетики США, «Справочник действующих исследовательских, учебных и испытательных реакторов в Соединенных Штатах Америки», четвертое издание, 1997 г.

^ Ким Рот (29 сентября 2017 г.). «Посвящение Лаборатории ядерной инженерии: соединение прошлого и будущего» . Центр новостей инженеров Мичигана . Проверено 26 марта 2018 г.
^ Мартин, Джозеф Д. (февраль 2016 г.). «Мирный атом приходит в кампус» . Физика сегодня . 69 (2): 40–46. Бибкод : 2016ФТ....69б..40М . дои : 10.1063/pt.3.3081 .
^ «Начался процесс планирования вывода из эксплуатации ядерного реактора Форда» . Служба новостей Мичиганского университета. 21 ноября 2000 г. Проверено 23 апреля 2007 г.
^ «Лаборатории ядерной инженерии: начинается реконструкция стоимостью 12 миллионов долларов | Michigan Engineering» . Архивировано из оригинала 1 июня 2016 г. Проверено 10 апреля 2016 г.

Внешние ссылки [ править ]

42 ° 17'27,1 ″ с.ш. 83 ° 42'53,0 ″ з.д. / / 42,290861

[1] Ким Рот (29 сентября 2017 г.). «Посвящение Лаборатории ядерной инженерии: соединение прошлого и будущего» . Центр новостей инженеров Мичигана . Проверено 26 марта 2018 г.

[2] Мартин, Джозеф Д. (февраль 2016 г.). «Мирный атом приходит в кампус» . Физика сегодня . 69 (2): 40–46. Бибкод : 2016ФТ....69б..40М . дои : 10.1063/pt.3.3081 .

[3] «Начался процесс планирования вывода из эксплуатации ядерного реактора Форда» . Служба новостей Мичиганского университета. 21 ноября 2000 г. Проверено 23 апреля 2007 г.

[4] «Лаборатории ядерной инженерии: начинается реконструкция стоимостью 12 миллионов долларов | Michigan Engineering» . Архивировано из оригинала 1 июня 2016 г. Проверено 10 апреля 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

v т Это Исследовательские реакторы США
Nuclear Regulatory Commission Licensed and operating research reactors (university-based)	Armed Forces Radiobiological Research Institute Cornell University Idaho State University Kansas State University Missouri University of Science and Technology Massachusetts Institute of Technology National Institute of Standards and Technology North Carolina State University Ohio State University Oregon State University Penn State University Purdue University Reed College Rensselaer Polytechnic Institute Texas A&M University University of Arizona University of California University of Florida University of Maryland University of Massachusetts Lowell University of Michigan University of Missouri University of New Mexico University of Texas at Austin University of Utah University of Wisconsin-Madison Washington State University Worcester Polytechnic Institute
U.S. company-operated research reactors	Aerotest Operations Inc. Dow Chemical Company General Electric Company Rhode Island Atomic Energy Commission U.S. Geological Survey U.S. Veterans Administration
U.S. National Labs with nuclear research reactors	Argonne National Laboratory Brookhaven National Laboratory (All Shut down) Hanford Site Idaho National Laboratory Oak Ridge National Laboratory Savannah River Site