МЕДЛЕННЫЙ реактор

МЕДЛЕННЫЙ реактор
МЕДЛЕННЫЙ реактор
	Политехнического университета Монреаля . Крышка реакторной ямы SLOWPOKE-2
Поколение	Нейтрон
Концепция реактора	Низкоэнергетический ядерный исследовательский реактор типа «бак-в-бассейне»
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо ( делящийся материал )	Информация отсутствует
Первичная охлаждающая жидкость	Легководный
Использование реактора
Основное использование	Нейтронно-активационный анализ

SLOWPOKE ) — (аббревиатура от Safe LOW-POWER Kritical Experiment это семейство низкоэнергетических типа «бак-в-бассейне», ядерных исследовательских реакторов разработанных компанией Atomic Energy of Canada Limited (AECL) с конца 1960-х годов. Джон В. Хилборн (род. 1926 или 1927 г.) ^[1]) — учёный, наиболее тесно связанный с их дизайном. ^[2] Они отражаются бериллием и имеют очень низкую критическую массу , но обеспечивают более высокие потоки нейтронов , чем те, которые можно получить от ускорителя малых частиц или других радиоактивных источников .

Базовый дизайн

В реакторах SLOWPOKE-2 (наиболее многочисленных из реакторов семейства SLOWPOKE) первоначально использовался 93% высокообогащенный уран в виде 28% уран - алюминиевого сплава с алюминиевой оболочкой, а затем, в 1985 г., новая конструкция с низкообогащенным ураном (обогащение ~19,9%). ) введен в эксплуатацию на UO ₂ керамическом топливе . Активная зона представляет собой сборку из примерно 200-300 твэлов диаметром всего 22 сантиметра (8,7 дюйма) и высотой 23 сантиметра (9,1 дюйма), окруженную фиксированным бериллиевым кольцом и нижней бериллиевой пластиной. Критичность поддерживается при сгорании топлива за счет добавления бериллиевых пластин в лоток поверх активной зоны. находится Активная зона реактора в бассейне с обычной легкой водой диаметром 2,5 метра (8 футов 2 дюйма) и глубиной 6 метров (20 футов), что обеспечивает охлаждение за счет естественной конвекции. Помимо пассивного охлаждения, реактор обладает высокой степенью внутренней безопасности ; то есть он может регулировать себя пассивными, естественными способами, такими как замедление цепной реакции , если вода нагревается или образует пузырьки . Фактически, эти характеристики настолько доминируют, что реактор SLOWPOKE-2 имеет лицензию на работу без присмотра в ночное время (но с дистанционным контролем). Большинство SLOWPOKES рассчитаны на номинальную мощность 20 кВт, хотя возможна работа и на более высокой мощности в течение более короткого времени.

История

СЛОУПОК-1 и СЛОУПОК-2

Исследовательский реактор SLOWPOKE был задуман в 1967 году в лабораториях Whiteshell Laboratories компании AECL. В 1970 году был создан прототип установки под названием SLOWPOKE (как название реактора, так и прототип реактора класса 2, к которому он принадлежал; особенно позже, когда появились новые поколения реакторов SLOWPOKE, реакторы этого типа были названы SLOWPOKE-1 ). , был спроектирован и построен в лабораториях Чок-Ривер . Он был в первую очередь предназначен для канадских университетов и обеспечивал более высокий поток нейтронов, чем у небольших коммерческих ускорителей, избегая при этом сложности и высоких эксплуатационных затрат существующих ядерных реакторов. Прототип «Чок-Ривер» вышел из строя в 1970 году и был перевезен в Университет Торонто в 1971 году. Он имел одно место отбора проб в бериллиевом отражателе и работал на уровне мощности 5 кВт. В 1973 году мощность была увеличена до 20 кВт, а время автономной работы увеличено с 4 часов до 18 часов. Реактор был демонтирован в 1976 году и заменен в Университете Торонто реактором следующего поколения SLOWPOKE-2.

Строительство первого коммерческого экземпляра началось в 1970 году и было запущено 14 мая 1971 года в подразделении коммерческих продуктов AECL на Пастбище Танни - 20 Goldenrod Driveway, Оттава , Онтарио . Он имел выходную мощность 20 кВт (тепловую) и относился к типу SLOWPOKE/SLOWPOKE-1. Реактор был прототипом и был остановлен в 1984 году.

Построены два реактора типа SLOWPOKE, он же SLOWPOKE-1. Оба реактора выведены из эксплуатации.

В 1976 году коммерческая конструкция следующего поколения, получившая название SLOWPOKE-2 (опять же название реактора и класса реакторов, дальнейшие члены которого были построены в других местах), была установлена в Университете Торонто, заменив первоначальный блок SLOWPOKE-1 (см. выше). Коммерческая модель имеет пять площадок для отбора проб в бериллиевом отражателе и пять площадок, расположенных за пределами отражателя.

В период с 1976 по 1985 год еще семь реакторов SLOWPOKE-2 с топливом из высокообогащенного урана (ВОУ) были введены в эксплуатацию в шести канадских городах и в Кингстоне, Ямайка . В 1985 году первый реактор SLOWPOKE-2, работающий на низкообогащенном уране (НОУ), был введен в эксплуатацию в Королевском военном колледже Канады (RMC) в Кингстоне, Онтарио . С тех пор пять реакторов SLOWPOKE-2 были выведены из эксплуатации (Исследовательский совет Саскачевана, Университет Торонто, Университет Альберты, Университет Далхаузи и реактор AECL / MDS Nordion в Канате ), а три переоборудованы на НОУ ( Политехнический институт Монреаля , Университет Вест-Индии). и Королевский военный колледж Канады ).

Всего было построено восемь реакторов SLOWPOKE-2: семь в Канаде и один на Ямайке. ^[3] По состоянию на 2022 год ^[update] из восьми три находятся в рабочем состоянии (те, которые используют/переоборудованы для использования НОУ), а пять выведены из эксплуатации.

СЛОУПОК-3 и СЛОУПОК-4

Компания AECL также спроектировала и построила (начало строительства в 1985 году, начало эксплуатации в 1987 году) увеличенную версию (2–10 МВттепл.) под названием Демонстрационный реактор SLOWPOKE ( SDR , SLOWPOKE-3 ) для централизованного теплоснабжения в своем Центре ядерных исследований Уайтшелл в Манитобе. . Экономика системы централизованного теплоснабжения, основанной на технологии SDR, оценивалась как конкурентоспособная по сравнению с экономикой обычного ископаемого топлива . Однако рынок этой технологии не возник, и предложенный SES-10 ( SLOWPOKE-4 на основе опыта SDR) так и не был построен, а SDR закрыли для вывода из эксплуатации в 1989 году.

Морской источник энергии

В середине 1980-х годов Канада кратко рассмотрела возможность перевода своих «Оберон» подводных лодок класса на ядерную энергетику с использованием ядерного реактора SLOWPOKE для непрерывной подзарядки корабельных батарей во время подводных операций. ^[4] была проделана большая работа по потенциальному морскому применению реактора В Королевском военном колледже Канады . ^[5]

Текущие приложения

Реакторы SLOWPOKE используются в основном для нейтронно-активационного анализа (NAA), в исследованиях и в качестве коммерческих услуг, а также для преподавания, обучения, исследований по облучению, нейтронной радиографии (только в Королевском военном колледже Канады ) и производства радиоактивных индикаторов. . Основными преимуществами являются надежность и простота использования данной конструкции реактора, а также воспроизводимость нейтронного потока. Поскольку топливо вообще не модифицируется в течение как минимум 20 лет, спектр нейтронов в местах облучения не меняется и поток нейтронов воспроизводится примерно с точностью до 1%.

Три из первоначальных реакторов все еще работают. Хотя все технические цели этого реактора были достигнуты, отсутствие зарубежных продаж разочаровало.

Лицензия Королевского военного колледжа Канады на эксплуатацию неэнергетических реакторов была продлена и будет действовать с 1 июля 2023 года по 30 июня 2043 года. ^[6] РМЦ эксплуатирует малый реактор SLOWPOKE-2 (номинальная тепловая мощность реактора 20 кВт) с 1985 года (начало строительства и эксплуатации - 1985 год). В феврале 1999 года к установке SLOWPOKE-2 была добавлена нейтронно-лучевая трубка (NBT) для проведения рентгеноскопии и томографии (методы двухмерной и трехмерной неразрушающей визуализации). ^[7]
Политехнической школы Монреаля Лицензия на эксплуатацию неэнергетического реактора SLOWPOKE-2 (тепловая мощность 20 кВт) была продлена и будет действовать с 1 июля 2013 г. по 30 июня 2023 г. Реактор находится в эксплуатации 36 лет (строительство началось в 1975 г.). , эксплуатация началась в 1976 году) и используется для исследований, обучения, генерации нейтронов и производства изотопов. ^[8]
Международный центр экологических и ядерных наук Университета Вест-Индии в Кингстоне, Ямайка, продолжает эксплуатировать свой реактор SLOWPOKE-2, который с тех пор был переведен на НОУ в 2015 году благодаря партнерству с Национальной администрацией по ядерной безопасности (NNSA) и при содействии МАГАТЭ .

Бывшие заявки

Два реактора SLOWPOKE/SLOWPOKE-1 (из 2 построенных), пять реакторов SLOWPOKE-2 (из 8 построенных) и единственный реактор SLOWPOKE-3 (из 1 построенного) выведены из эксплуатации. Реактор SLOWPOKE-4 так и не был построен.

Университет Далхаузи подал заявку и получил лицензию на выгрузку топлива и вывод из эксплуатации реакторной установки SLOWPOKE-2, которая была частью Исследовательского центра анализа следов Далхаузи в Галифаксе, Новая Шотландия , 31 августа 2011 года. Реактор SLOWPOKE-2 Далхаузи (тепловая 20 кВ) построена и введена в эксплуатацию в 1976 году; его демонтировали в 2011 году. ^[9]
лабораториях Чок Реактор SLOWPOKE/SLOWPOKE-1 Университета Торонто (сначала тепловая мощность 5, затем 20 кВт) работал сначала в -Ривер в 1970 году и в Университете Торонто в 1971-1976 годах. Реактор SLOWPOKE/SLOWPOKE-1 был демонтирован в 1976 году. Реактор SLOWPOKE-2 Университета Торонто (тепловой мощностью 20 кВт) работал с 1976 года по 31 декабря 1998 года. Университет Торонто подал заявку и получил лицензию на вывод из эксплуатации своего SLOWPOKE. -2 Ядерный исследовательский реактор в 2001 году. ^[10]
Подразделение AECL коммерческой продукции ( Tunney's Pasture - Goldenrod Driveway, 20, Оттава, Онтарио) Реактор SLOWPOKE/SLOWPOKE-1 (тепловой 20 кВт) работал в 1971-1984 годах. Здание, в котором оно размещалось, с тех пор было снесено.
Реактор SLOWPOKE-2 Университета Альберты (тепловой мощностью 20 кВт) работал с 22 апреля 1977 года до демонтажа 5 августа 2017 года. Университет Альберты подал заявку и получил лицензию на вывод из эксплуатации своего ядерного исследовательского реактора SLOWPOKE-2. Объект в 2017 году. ^[11]^[12] Консоль U of A SLOWPOKE теперь является частью коллекции Общества по сохранению ядерного наследия Канады, Inc., в Дип-Ривер, Онтарио , вместе с другими артефактами SLOWPOKE.
Реактор SLOWPOKE-2 (тепловая мощность 16 кВт) Исследовательского совета Саскачевана работал с 1981 года до останова в декабре 2017 года. Ожидалось, что вывод из эксплуатации будет завершен где-то в 2020 году. ^[13]
Реактор SLOWPOKE-2 (тепловой мощностью 20 кВт), расположенный в Канате , первоначально принадлежал и эксплуатировался компанией AECL , а затем MDS Nordion , начал строительство и эксплуатацию в 1984 году. Он был остановлен в 1989 году.
Демонстрационный реактор SLOWPOKE (SDR или SLOWPOKE-3; 2–10 МВттепл.) в Ядерном исследовательском центре Уайтшелла AECL работал в 1987–1989 годах (начало строительства - в 1985 году).
Предлагаемый реактор СЭС-10 (SLOWPOKE-4) так и не был построен.

См. также

Ссылки

^ «Физик на пенсии борется за то, чтобы исторический исследовательский центр Чок-Ривер оставался открытым» .
^ «Доктор Джон В. Хилборн» .
^ «Ядерные реакторы SLOWPOKE в Канаде» . 4 марта 2016 г.
^ Джули Х. Фергюсон (10 марта 2014 г.). Через канадский перископ: история канадской подводной службы . Дандурн. п. 363. ИСБН 978-1-4597-1056-6 .
^ Данлоп, Дэвид. «Проект канадской гибридной подводной лодки: аргументы в пользу реактора Slowpoke-2» . Канадское военно-морское обозрение . Канадское военно-морское обозрение . Проверено 4 апреля 2024 г.
^ «Ядерный объект – исследовательский реактор SLOWPOKE-2 Королевского военного колледжа Канады» . Nuclearsafety.gc.ca . Канадская комиссия по ядерной безопасности. 03 февраля 2014 г. Проверено 9 сентября 2023 г.
^ Королевский военный колледж Канады SLOWPOKE
^ «SLOWPOKE-2 Политехнической школы Монреаля» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2013 г. Проверено 8 июля 2013 г.
^ SLOWPOKE-2 Университета Далхаузи
^ Университет Торонто SLOWPOKE-2
^ «Программа общественной информации и раскрытия информации Университета Альберты» . Архивировано из оригинала 14 декабря 2019 г. Проверено 12 марта 2017 г.
^ «SLOWPOKE-2 Университета Альберты» . Архивировано из оригинала 12 октября 2013 г. Проверено 8 июля 2013 г.
^ Шилд, Дэвид (4 января 2019 г.). « Это было очень уникально»: исследовательский реактор SLOWPOKE-2 в Саскатуне остановился спустя 37 лет» . Канадская радиовещательная корпорация . Проверено 29 ноября 2019 г.

Уитлок: «Канадские вопросы по ядерной энергии» . Часто задаваемые вопросы по канадской ядерной энергии, доктор Джереми Уитлок . Проверено 5 марта 2005 г.
Дж. Кеннеди и Дж. Сен-Пьер:: «ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РЕАКТОРЫ СЛОУПОК-2 НА НОУ-ТОПЛИВЕ: ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ» (PDF) . 2002 г. Международное совещание по снижению обогащения исследовательских и испытательных реакторов . Проверено 1 октября 2005 г.
Смерть проекта SAGA-N из-за федерального налога ( перевод на английский язык предоставлен)
Решительный шаг: должна ли Канада использовать технологию топливных элементов, чтобы сделать подводные лодки класса «Виктория» более скрытными?

Внешние ссылки

[1] «Физик на пенсии борется за то, чтобы исторический исследовательский центр Чок-Ривер оставался открытым» .

[2] «Доктор Джон В. Хилборн» .

[3] «Ядерные реакторы SLOWPOKE в Канаде» . 4 марта 2016 г.

[Ferguson2014-4] Джули Х. Фергюсон (10 марта 2014 г.). Через канадский перископ: история канадской подводной службы . Дандурн. п. 363. ИСБН 978-1-4597-1056-6 .

[5] Данлоп, Дэвид. «Проект канадской гибридной подводной лодки: аргументы в пользу реактора Slowpoke-2» . Канадское военно-морское обозрение . Канадское военно-морское обозрение . Проверено 4 апреля 2024 г.

[6] «Ядерный объект – исследовательский реактор SLOWPOKE-2 Королевского военного колледжа Канады» . Nuclearsafety.gc.ca . Канадская комиссия по ядерной безопасности. 03 февраля 2014 г. Проверено 9 сентября 2023 г.

[7] Королевский военный колледж Канады SLOWPOKE

[8] «SLOWPOKE-2 Политехнической школы Монреаля» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2013 г. Проверено 8 июля 2013 г.

[9] SLOWPOKE-2 Университета Далхаузи

[10] Университет Торонто SLOWPOKE-2

[11] «Программа общественной информации и раскрытия информации Университета Альберты» . Архивировано из оригинала 14 декабря 2019 г. Проверено 12 марта 2017 г.

[12] «SLOWPOKE-2 Университета Альберты» . Архивировано из оригинала 12 октября 2013 г. Проверено 8 июля 2013 г.

[13] Шилд, Дэвид (4 января 2019 г.). « Это было очень уникально»: исследовательский реактор SLOWPOKE-2 в Саскатуне остановился спустя 37 лет» . Канадская радиовещательная корпорация . Проверено 29 ноября 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]