Ядерный реактор Форда

— Ядерный реактор Форда объект в Мичиганском университете в Анн-Арборе, посвященный исследованию 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 работы 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 реконструировано 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.

Мичиганский мемориальный проект

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.

Панель управления ядерным реактором Форда.

Лаборатория Феникса и FNR в Северном кампусе Университета Миссури.

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

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 освящен 16 ноября 1956 года. 18 сентября 1957 года прошли 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

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

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.

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, чтореактор обходился университету в 1 миллион долларов в год.

Письма были разосланы различным факультетам университета, а также другим учреждениям, 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 выразили заинтересованность в поддержании реактора в рабочем состоянии, в то время как НАСА (среди прочих) не проявило 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.

Последние работы

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.

о ядерном реакторе Форда (

Типичный рабочий цикл

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

• 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 резервуара : 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 отработавшего 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

• 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, Дэниелс, Кинг, «Модификация активной зоны реактора для усиления пучков спектрометров тепловых нейтронов», Ежегодное собрание Американского ядерного общества в Гатлинбурге, 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

• Лаборатория нейтронных наук

Ссылки

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.

Внешние ссылки

• Мичиганский Мемориальный Энергетический Институт Феникса
• NRC: Ядерный реактор Форда
• EPA: Экологические документы Федерального реестра
• NRC: 13 мая 1998 г. УВЕДОМЛЕНИЕ О НАРУШЕНИИ (ОТЧЕТ ОБ ИНСПЕКЦИИ NRC № 50-002/98202)

 WikiMiniAtlas

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