Мирра

MYRRHA соединенного ( Многоцелевой гибридный исследовательский реактор для высокотехнологичных применений ) — это проект ядерного реактора, с ускорителем протонов . Это делает его системой, управляемой ускорителем (ADS). MYRRHA будет представлять собой быстрый реактор со свинцово-висмутовым теплоносителем в двух возможных конфигурациях: подкритической и критической. ^{[ 1 ]}

Проект управляется SCK CEN , Бельгийским центром ядерных исследований. Его конструкция будет адаптирована с учетом опыта, полученного в ходе первого исследовательского проекта с небольшим ускорителем протонов и эвтектической мишенью свинец-висмут : ГВИНЕВЕРА. ^{[ 2 ]}

Ожидается, что MYRRHA будет построена в 2036 году, а первая фаза ( ускоритель LINAC на 100 МэВ ) будет завершена в 2026 году, если она будет успешно продемонстрирована. ^{[ 3 ]}

Концепция

В традиционном энергетическом ядерном реакторе ядерное топливо устроено таким образом, что два или три нейтрона, высвобождаемые в результате деления, вызывают деление еще одного атома топлива. Это известно как критичность . Для поддержания этого точного баланса используется ряд систем управления, таких как стержни управления и нейтронные поглотители . В большинстве таких конструкций потеря управления может привести к неконтролируемой реакции, нагревающей топливо до тех пор, пока оно не расплавится. Этому препятствуют различные системы обратной связи и активное управление.

Идея, лежащая в основе ряда усовершенствованных конструкций реакторов, заключается в том, чтобы расположить топливо так, чтобы оно всегда было ниже критичности. В нормальных условиях это привело бы к его быстрому «выключению», поскольку количество нейтронов продолжает падать. Для производства энергии должен быть предусмотрен какой-то другой источник нейтронов. В большинстве проектов они обеспечиваются вторым реактором гораздо меньшего размера, работающим на богатом нейтронами топливе, таком как высокообогащенный уран. Это основа быстрого реактора-размножителя и подобных конструкций. Чтобы это работало, в реакторе обычно должен использоваться теплоноситель с низким нейтронным сечением, вода замедляет нейтроны слишком сильно . Типичными теплоносителями для быстрых реакторов являются натрий или свинец-висмут.

В реакторе с ускорителем эти дополнительные нейтроны вместо этого создаются ускорителем частиц . Они производят протоны, которые поражают цель, обычно это тяжелый металл. Энергия протонов заставляет нейтроны отрываться от атомов мишени — процесс, известный как нейтронное расщепление . Эти нейтроны затем подаются в реактор, образуя количество, необходимое для возврата реактора в критическое состояние. В конструкции MYRRHA в качестве мишени используется свинцово-висмутовое охлаждающее топливо, стреляющее протонами прямо в активную зону реактора.

Компоненты

MYRRHA — это проект исследовательского реактора, который в настоящее время находится в стадии разработки и призван продемонстрировать осуществимость концепции ADS и быстрого реактора со свинцовым охлаждением , с различными исследовательскими приложениями, от облучения отработавшего топлива до испытаний облучения материалов. ^{[ 4 ]} Линейный ускоритель находится в стадии разработки, чтобы обеспечить пучок быстрых протонов, который попадает в мишень расщепления , производя нейтроны. Эти нейтроны необходимы для поддержания работы ядерного реактора при работе в докритическом режиме, но для повышения его универсальности реактор также спроектирован для работы в критическом режиме с зонами быстрых нейтронов и тепловых нейтронов.

Ускоритель

Ускоритель будет ускорять протоны до энергии 600 МэВ при токе пучка до 4 мА. В докритическом режиме, если ускоритель останавливается, мощность реактора сразу падает. Чтобы избежать тепловых циклов, ускоритель должен быть чрезвычайно надежным. Целью MYRRHA является не более 10 отключений электроэнергии продолжительностью более трех секунд в течение 100 дней. ^{[ 5 ]} Первый прототип ускорителя стартовал в 2020 году. ^{[ 6 ]}

Ускоритель и две мишени называются «Минерва», а строительство началось в 2024 году. ^{[ 7 ]}

ИЗОЛ@МИРРА

Высокая надежность и интенсивный ток пучка, необходимые для работы такой машины, делают ускоритель протонов потенциально интересным для онлайн- разделения изотопов . Таким образом, этап I проекта также включает проектирование и технико-экономическое обоснование ISOL@MYRRHA для исследования экзотических изотопов. ^{[ 8 ]}

Цель откола

Протоны эвтектикой свинца - сталкиваются с жидкой висмута . Высокий атомный номер мишени приводит к образованию большого количества нейтронов в результате расщепления . ^{[ 9 ]}

Реактор

Реактор бассейнового или петлевого типа будет охлаждаться эвтектикой свинец-висмут. В реакторе, разделенном на зону быстрых нейтронов и зону тепловых нейтронов, планируется использовать смешанный оксид урана и плутония (с 35 мас. % PuO
₂). ^{[ 10 ]}

Предусмотрено два режима работы: критический и подкритический.

В подкритическом режиме реактор планируется работать с критичностью ниже 0,95: в среднем реакция деления вызовет менее одной дополнительной реакции деления, в реакторе недостаточно делящегося материала для поддержания цепной реакции самостоятельно, и он полагается на на нейтронах от расщепительной мишени. В качестве дополнительной меры безопасности реактор может пассивно охлаждаться при выключенном ускорителе. ^{[ 9 ]}

См. также

Ссылки

^ Мюллер, Алекс К. (2013). «Трансмутация ядерных отходов и будущий демонстратор MYRRHA» . Физический журнал: серия конференций . 420 (1): 012059. arXiv : 1210.4297 . Бибкод : 2013JPhCS.420a2059M . дои : 10.1088/1742-6596/420/1/012059 .
^ «Гибридный реактор-ускоритель прошел успешные испытания» . 12 января 2012 г.
^ «Планирование Мирры» . Архивировано из оригинала 17 апреля 2019 года . Проверено 17 апреля 2019 г.
^ «Веб-сайт МАГАТЭ, «МИРРА, инновационный и уникальный исследовательский центр по облучению» » (PDF) .
^ «Резюме итогового отчета - MAX (эксперимент с ускорителем MYRRHA, программа исследований и разработок)» .
^ «Протоны Мирры впервые ускорились» . 20 июля 2020 г. Проверено 14 июня 2021 г.
^ «Работа начинается над первой фазой Мирры» . Мировые ядерные новости. 28 июня 2024 г.
^ «ISOL@MYRRHA: Фундаментальная физика в MYRRHA» . Проверено 14 июня 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Реактор МИРРА» . Проверено 14 июня 2021 г.
^ «MYRRHA: Многоцелевая система с ускорительным приводом для исследований и разработок» (PDF) . Проверено 14 июня 2021 г.

Внешние ссылки

[1] Мюллер, Алекс К. (2013). «Трансмутация ядерных отходов и будущий демонстратор MYRRHA» . Физический журнал: серия конференций . 420 (1): 012059. arXiv : 1210.4297 . Бибкод : 2013JPhCS.420a2059M . дои : 10.1088/1742-6596/420/1/012059 .

[2] «Гибридный реактор-ускоритель прошел успешные испытания» . 12 января 2012 г.

[3] «Планирование Мирры» . Архивировано из оригинала 17 апреля 2019 года . Проверено 17 апреля 2019 г.

[4] «Веб-сайт МАГАТЭ, «МИРРА, инновационный и уникальный исследовательский центр по облучению» » (PDF) .

[5] «Резюме итогового отчета - MAX (эксперимент с ускорителем MYRRHA, программа исследований и разработок)» .

[acceleratorstart-6] «Протоны Мирры впервые ускорились» . 20 июля 2020 г. Проверено 14 июня 2021 г.

[7] «Работа начинается над первой фазой Мирры» . Мировые ядерные новости. 28 июня 2024 г.

[8] «ISOL@MYRRHA: Фундаментальная физика в MYRRHA» . Проверено 14 июня 2021 г.

[reactor_overview-9] Jump up to: ^а ^б «Реактор МИРРА» . Проверено 14 июня 2021 г.

[10] «MYRRHA: Многоцелевая система с ускорительным приводом для исследований и разработок» (PDF) . Проверено 14 июня 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]