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 2 с . 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]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/71/Phoenix_fnr_control_panel.jpg/220px-Phoenix_fnr_control_panel.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/1/1a/Phoenix_building_early.jpg/220px-Phoenix_building_early.jpg)
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
- Вынужденные отключения за последние 5 лет (в 1997 г.)
- 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.)
- Порты луча : 10 горизонтальных
- 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 ]
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.