Австралийский реактор с легкой водой с открытым пулом

Австралийский австралийский реактор с открытой пирожкой ( Opal )-это 20- мегаватт (MW) -бассейн - реактор . Официально открытый в апреле 2007 года, он заменил австралийский реактор с высоким потоком австралийским реактором единственным ядерным реактором в Австралии и расположен в Австралийской организации по ядерной науке и технике исследовательском учреждении (ANSTO) в Лукас -Хайтс, Новый Южный Уэльс , пригород Сиднея . И Опал, и его предшественник были известны просто как реактор Лукас Хайтс .

Использование

Основным реактором используется:

Облучение целевых материалов для производства радиоизотопов для медицинского и промышленного применения
Исследования в области материаловедения и структурной биологии с использованием нейтронных лучей и его сложного набора экспериментального оборудования
Анализ минералов и образцов с использованием метода активации нейтронов и метода активации нейтронов задержки
Облучение кремниевых слитков , чтобы допировать их фосфором и производить основной материал, используемый при производстве полупроводниковых устройств

Реактор работает на цикле операции 30 дней без остановки при полной мощности, после чего состоится остановка в 5 дней, чтобы перестановить топливо.

Как правило, реактор работает в общей сложности около 300 дней при электроэнергии в год.

История

Аргентинская , подписанный в июне 2000 года компания Invap была полной ответственности за контракт на под ключ , за доставку реактора, выполняя проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию. Местное гражданское строительство было исполнено партнером Invap, Джоном Холландом - Evans Deakin Industries. ^{[ 1 ]} На объекте есть большой (20-литровый (4,4 IMP GAL; 5,3 US GAL)) жидкий-деотеральный источник нейтронов, ^{[ 2 ]} Современные руководства по супермиррорам , и проводник 35 на 65 метров (115 футов × 213 футов). Холодный источник был спроектирован Институтом ядерной физики Петербурга, ^{[ 3 ]} Криогенная система, разработанная и поставляемая воздушной жидкостью , и первоначальный набор из четырех руководств по супермиррорам, поставляемых Mirrotron. ^{[ 4 ]}

17 декабря 2001 года 46 активистов Гринпис заняли объект Лукас Хайтс, чтобы протестовать за строительство Опала. Протестующие получили доступ к территории, реактору Hifar, высокоуровневому хранилище радиоактивных отходов и радио-башне. Их протест подчеркнул риски безопасности и экологии производства ядерных материалов и отгрузку радиоактивных отходов с объекта. ^{[ 5 ]}

Опал был открыт 20 апреля 2007 года тогдашним премьер -министром Австралии Джоном Говардом ^{[ 6 ]} и является заменой реактора Hifar . Ансто получил операционную лицензию от Австралийского агентства по радиационной защите и ядерной безопасности (ARPANSA) в июле 2006 года, что позволило начать горячее ввод в эксплуатацию, где топливо сначала загружается в ядро реактора. Опал впервые стал критическим вечером 12 августа 2006 года и впервые достиг полной власти утром 3 ноября 2006 года. ^{[ 7 ]}

Детали объекта

состоит Ядро реактора из 16 низкоорганированных топливных сборов пластин-типа и расположена на 13 метрах (43 фута) воды в открытом бассейне. Легкая вода (нормальная H ₂ O) используется в качестве охлаждающей жидкости, а модератор , в то время как тяжелая вода (D ₂ O) используется в качестве отражателя нейтронов . Цель нейтронного отражателя состоит в том, чтобы улучшить экономику нейтронов в реакторе и, следовательно, увеличить максимальный поток нейтронов.

Opal является центральной частью объектов в Ansto, обеспечивающей радиофармацевтическую и радиоизотопную продукцию, облучения услуги (включая легирование нейтронов кремния), анализ активации нейтронов и исследование нейтронного луча . Opal способен производить в четыре раза больше радиоизотопов для лечения ядерной медицины, чем старый реактор Hifar , и более широкий спектр радиоизотопов для лечения заболеваний. Современный дизайн включает в себя холодный нейтронный источник (CNS). ^{[ 2 ]}

Опальный реактор уже получил семь наград в Австралии. ^{[ 8 ]}

Рассеяние нейтронов при опале

Институт Брэгга в Ansto объект Opal проводит нейтронный рассеянный . Сейчас он работает как пользовательский объект, обслуживающий научное сообщество в Австралии и по всему миру. Новое финансирование было получено в 2009 году, чтобы установить дополнительные конкурентные инструменты и линии луча. Фактический объект состоит из следующих инструментов:

ЕХИДНА

Монохроматор GE-115 был приобретен у Брукхейвенской национальной лаборатории .

Эхидна -это название нейтронного порошка высокого разрешения . Прибор служит для определения кристаллических структур материалов с использованием нейтронного излучения, аналогичного методам рентгеновского излучения. Он назван в честь австралийской монотримной эхидны , так как колючие пики инструмента выглядят как эхидна.

Он работает с тепловыми нейтронами . Одной из основных особенностей является массив 128 коллиматоров и чувствительные к положению детекторы для быстрого сбора данных. Echidna допускает определение структуры, измерения текстуры и взаимное пространственное картирование монокристаллов в большинстве различных сред, которые обслуживают физику, химию, материалы, минералы и естественные сообщества. Эхидна является частью института института Брэгга -института Нейтронных инструментов рассеяния. ^{[ 9 ]}

Компоненты

Нейтронный гид
Инструмент расположен на направляющем теплового нейтрона TG1 от реактора опала. Расстояние от реактора составляет 58 метров (190 футов). Положение является второй на руководстве после инструмента вомбата . Размер гида составляет 300 миллиметров (12 дюймов) высотой и шириной 50 миллиметров (2,0 дюйма), и он покрыт супермиррорными покрытиями.
Первичный коллиматор
До монохроматора есть коллиматоры Söller , чтобы уменьшить дивергенцию луча и увеличить угловое разрешение инструмента. Поскольку это компромисс интенсивности, два элемента 5 ' и 10' , соответственно, могут быть связаны или полностью удалены с помощью автоматизированного механизма. Коллиматоры покрывают полный размер луча, поставляемого гидом Neutron.
Монохроматор
Монохроматор производится с помощью плит [115] ориентированных германия кристаллов, которые склонны друг к другу, чтобы сосредоточиться вниз по брэггскому отраженному лучу. Устройство было получено у Брукхейвенской национальной лаборатории в США после закрытия их нейтронного объекта.
Вторичный коллиматор
При желании вторичный коллиматор с 10 -футовым угловым принятием и 200 на 20 миллиметров (7,87 дюйма × 0,79 дюйма) может быть помещен в монохроматический луч между монохроматором и образцом, что снова влияет на функцию разрешения инструмента.
Slit System
Две автоматизированные наборы горизонтальных и вертикальных пар поглощающих пластин позволяют сократить размер монохроматического пучка перед вторичным коллиматором и размером образца. Они удаляют нежелательные нейтроны и уменьшают фон возле детектора. Кроме того, они позволяют выбирать положение образца.
Лучевой монитор
А ²³⁵ U Монитор деления измеряет количество нейтронов, связанных с образцом. Эффективность 10 ⁻⁴ и большинство нейтронов пересекают устройство нетронутым. Подсчет мониторов важна для исправления изменений потока пучка из -за изменений в реакторе или в восходящем инструменте.
Образец стадии
Образец поддерживается гониометром с тяжелой нагрузкой, состоящей из вертикальной оси омега, 360 °, таблиц трансляции xy и стадией поперечного наклона чи-педи в диапазоне ± 20 °. Он может содержать несколько сотен килограммов, чтобы поддерживать более тяжелые среды образцов, такие как криостаты, печи, магниты, нагрузочные рамки, реакционные камеры и другие. Типичный образец порошка заполняется в банки с ванадием, которые дают небольшой неструктурированный фон. Упомянутая среда образца позволяет измерять изменения в образце как функцию внешних параметров, таких как температура, давление, магнитное поле и т. Д. где ориентация выборки играет роль.
детектора Коллиматоры
Набор из 128 детекторов, каждый из которых оборудован, который 5 -'коллиматор спереди расположен в секторе 160 °, фокусируемой на образец. Коллиматоры выбирают разбросанное излучение в четко определенные диапазоны 128 угловых положений. Вся настройка коллиматора и детектора монтируется на общей таблице, которая сканируется более тонкими шагами вокруг образца, чтобы быть дальше объединенным в непрерывную дифракционную картину.
Детекторные трубки
128 линейный чувствительный к положению ³Трубки детектора газа покрывают полную высоту 300 миллиметров (12 дюймов) позади коллиматоров. Они определяют положение нейтронного события по делению заряда над резистивным анодом к каждому концу детектора. Общие и местные показатели подсчета лежат в нескольких диапазоне 10000 Гц.

Утконос

Platypus-это времени пролета, рефлектор построенный на источнике холодного нейтрона . Прибор служит для определения структуры интерфейсов с использованием высоко коллимированных нейтронных пучков . Эти балки сияют на поверхности под низким углом (обычно менее 2 градусов), а интенсивность отраженного излучения измеряется как функция угла падения.

Он работает с использованием холодных нейтронов с полосой длины волны 0,2–2,0 нм. Несмотря на то, что для каждой кривой отражательной способности требуется до трех разных углов падения, природа времени полета означает, что сроки кинетических процессов доступны. Анализируя отраженный сигнал, человек создает картину химической структуры границы раздела. Этот инструмент может быть использован для изучения биомембранов, липидных бислоев, магнетизма, адсорбированных слоев поверхностно -активных веществ и т. Д.

Он назван в честь Ornithorhynchus anatinus , полуакотического монотримного млекопитающего, уроженца в Австралии.

Вомбат

Вомбат является высокоинтенсивным нейтронным порошковым дифрактометром . Прибор служит для определения кристаллических структур материалов с использованием нейтронного излучения, аналогичного методам рентгеновского излучения. Он назван в честь вомбата , коренного коренного населения в Австралию.

Он будет работать с тепловыми нейтронами . Он был разработан для наивысшей скорости потока и сбора данных, чтобы обеспечить время разрешенных дифракционных паттернов на долю секунды. Вомбат будет концентрироваться на исследованиях на месте и критических исследованиях, таких как определение структуры, измерения текстуры и взаимное пространство-картирование монокристаллов в большинстве различных сред, обслуживающих физику, химию, материалы, минералы и естественные науки.

Ковари

Ковари - это нейтронов дифрактометр остаточного напряжения . деформации Сканирование с использованием тепловых нейтронов представляет собой метод порошковой дифракции в поликристаллическом блоке материала, исследующего изменение атомного расстояния из -за внутреннего или внешнего напряжения . Он назван в честь Ковари , австралийского сумчатого.

Он обеспечивает диагностический неразрушающий инструмент для оптимизации, например, после термической обработки после сварного шва (PWHT, аналогичного отпуска ) сварных структур. Например, растягивающие напряжения стимулируют рост трещин в инженерных компонентах и сжимающих напряжениях, ингибируют рост трещин (например, отверстия для холода, подвергающиеся воздействию усталости). Стратегии расширения жизни оказывают высокое экономическое воздействие, а сканирование напряжения обеспечивает напряжения, необходимые для расчета оставшейся жизни, а также средства для мониторинга состояния компонентов, поскольку он неразрушающий. Одной из основных особенностей является таблица образцов, которая позволит исследовать большие инженерные компоненты, одновременно ориентируя и позиционируя их очень точно. ^{[ Цитация необходима ]}

Другие

Taipan - термический 3 -осевой спектрометр ^{[ 10 ]}
Коала - дифрактометр laue ^{[ 11 ]}
Quokka - рассеяние нейтронов с небольшим углом ^{[ 12 ]}
Пеликан-Спектрометр по времени полета с холодным нейтроном ^{[ 13 ]}
Sika - холодный 3 -осевой спектрометр ^{[ 14 ]}
Kookaburra-Ультра-ловкий рассеяние нейтроны (USAN) ^{[ 15 ]}
Dingo - нейтронная рентгенография, томография и визуализация ^{[ 16 ]}

Производительность

В течение первоначального периода тестирования и ввода в эксплуатацию все оборудование и системы были проверены индивидуально, а затем интегрированно. Первоначальные испытания проводились без ядерного топлива, загруженного в ядро, а затем был следовал тщательный план для погрузки ядерного топлива в сердечнику реактора, а затем впервые достигая реакции ядерной цепи. Власть в реактор была увеличена на последовательных этапах, чтобы наконец позволить реактору работать при полном выходе. После завершения ввода в эксплуатацию австралийский ядерный регулятор, Австралийское агентство по радиационной защите и ядерной безопасности (ARPANSA), выпустило лицензию, которая уполномочила работу Opal в полной мере. Во время первых операционных циклов произошел типичный период прорезывания зубов первой в своем роде конструкции . ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} Реактор зарекомендовал себя как надежный поставщик радиофармацевтических препаратов , а также служит нейтронным источником для проведения материалов. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}

С тех пор, как в эксплуатации в эксплуатации, реактор работает с очень высокой доступностью, в течение срока 2012-13 годов он работал 265 дней при полной энергии (включая длительный период обычного обслуживания), в течение 2013-14 годов в течение 294 дней при полной энергии и в течение 2014- 15 Он работал 307 дней при полной мощности.

По состоянию на сентябрь 2016 года он накопил в общей сложности 2200 эквивалентных дней полной мощности. Каждые 30 дней эксплуатационного цикла более 150 партий кремния облучаются, MO99 регулярно производится для рынка ядерной медицины. Опал доставил 4 миллиона доз. Что касается исследований с нейтронами, в Австралийском центре нейтронного рассеяния (ранее Брэггский институт) представлены более 120 ученых и 13 операционных инструментов нейтронного луча, и он произвел более 600 научных исследовательских работ с использованием нейтронов, поступающих из Opal Core. ^{[ Цитация необходима ]}

Смотрите также

Ссылки

^ «Реактор исследования Ansto замены» . Лейтон Холдингс . Архивировано с оригинала 18 марта 2015 года . Получено 20 января 2016 года .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Холодный нейтронный источник» . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 3 марта 2016 года . Получено 20 января 2016 года .
^ «Петербургский институт ядерной физики. Национальный исследовательский центр« Институт Кучатов » » . pnpi.spb.ru. Получено 20 января 2016 года .
^ Szimandl Béla. «Многослойная лаборатория Mirrotron» . kfkipark.hu . Архивировано с оригинала 29 сентября 2017 года . Получено 20 января 2016 года .
^ «Рейд Гринпис на австралийский ядерный реактор» . www.abc.net.au. 18 декабря 2001 г. Получено 1 сентября 2017 года .
^ «PM открывает новый ядерный реактор Австралии» (PDF) (пресс -релиз). Ансто . 20 апреля 2007 года. Архивировано из оригинала (PDF) 28 августа 2007 года . Получено 3 июля 2009 г.
^ «Сиднейский опал реактор при полной мощности» (пресс -релиз). Инвентация . 10 ноября 2006 года. Архивировано с оригинала 14 июля 2008 года . Получено 3 июля 2009 г.
^ «Опальный реактор уже получил семь наград в Австралии» (пресс -релиз). Инвентация . 14 ноября 2006 года. Архивировано с оригинала 14 июля 2008 года . Получено 3 июля 2009 г.
^ Liss, L.; Охотник, б.; Hagen, M.; Noakes, T.; Кеннеди С. (2006). «Echidna-новый порошок высокого разрешения, который строится в Opal» (PDF) . Физика б . 385–386: 1010–1012. Bibcode : 2006phyb..385.1010L . doi : 10.1016/j.physb.2006.05.322 .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Тайпан - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Коала - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Quokka - Ansto" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Пеликан - Ансто» . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 21 января 2016 года . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Сика - Ансто" . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 21 января 2016 года . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Кукабурра - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Динго - Энсто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .
^ «Ядерный реактор Сиднея, чтобы отключить» . ABC News . 27 июля 2007 г. Получено 3 июля 2009 г.
^ «Реактор для отключения на восемь недель» (PDF) (пресс -релиз). Ансто . 27 июля 2007 г. Получено 25 октября 2007 года .
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Опал многофункциональный реактор» . Ansto.gov.au. Получено 21 мая 2023 года.
^ Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Biosciences at Ansto» . Ansto.gov.au. Получено 21 мая 2023 года.

Внешние ссылки

34 ° 03′05 ″ S 150 ° 58′44 ″ E / 34.051339 ° S 150,978799 ° E / -34.051339; 150.978799

[1] «Реактор исследования Ansto замены» . Лейтон Холдингс . Архивировано с оригинала 18 марта 2015 года . Получено 20 января 2016 года .

[:0-2] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Холодный нейтронный источник» . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 3 марта 2016 года . Получено 20 января 2016 года .

[3] «Петербургский институт ядерной физики. Национальный исследовательский центр« Институт Кучатов » » . pnpi.spb.ru. Получено 20 января 2016 года .

[4] Szimandl Béla. «Многослойная лаборатория Mirrotron» . kfkipark.hu . Архивировано с оригинала 29 сентября 2017 года . Получено 20 января 2016 года .

[5] «Рейд Гринпис на австралийский ядерный реактор» . www.abc.net.au. 18 декабря 2001 г. Получено 1 сентября 2017 года .

[6] «PM открывает новый ядерный реактор Австралии» (PDF) (пресс -релиз). Ансто . 20 апреля 2007 года. Архивировано из оригинала (PDF) 28 августа 2007 года . Получено 3 июля 2009 г.

[7] «Сиднейский опал реактор при полной мощности» (пресс -релиз). Инвентация . 10 ноября 2006 года. Архивировано с оригинала 14 июля 2008 года . Получено 3 июля 2009 г.

[8] «Опальный реактор уже получил семь наград в Австралии» (пресс -релиз). Инвентация . 14 ноября 2006 года. Архивировано с оригинала 14 июля 2008 года . Получено 3 июля 2009 г.

[9] Liss, L.; Охотник, б.; Hagen, M.; Noakes, T.; Кеннеди С. (2006). «Echidna-новый порошок высокого разрешения, который строится в Opal» (PDF) . Физика б . 385–386: 1010–1012. Bibcode : 2006phyb..385.1010L . doi : 10.1016/j.physb.2006.05.322 .

[10] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Тайпан - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .

[11] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Коала - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .

[12] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Quokka - Ansto" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .

[13] Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Пеликан - Ансто» . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 21 января 2016 года . Получено 20 января 2016 года .

[14] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Сика - Ансто" . Ansto.gov.au . Архивировано с оригинала 21 января 2016 года . Получено 20 января 2016 года .

[15] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Кукабурра - Ансто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .

[16] Австралийская организация по ядерной науке и технике. "Динго - Энсто" . Ansto.gov.au . Получено 20 января 2016 года .

[17] «Ядерный реактор Сиднея, чтобы отключить» . ABC News . 27 июля 2007 г. Получено 3 июля 2009 г.

[18] «Реактор для отключения на восемь недель» (PDF) (пресс -релиз). Ансто . 27 июля 2007 г. Получено 25 октября 2007 года .

[19] Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Опал многофункциональный реактор» . Ansto.gov.au. Получено 21 мая 2023 года.

[20] Австралийская организация по ядерной науке и технике. «Biosciences at Ansto» . Ansto.gov.au. Получено 21 мая 2023 года.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]