Многоцелевой эксперимент с решеткой по прикладной физике

MAPLE , сокращение от Многоцелевого эксперимента по прикладной физике с решеткой , позже переименованного в Медицинские изотопные реакторы MDS ( MMIR ), представляло собой специализированное предприятие по производству изотопов, построенное AECL и MDS Nordion . Он включал в себя два идентичных реактора, I и II, а также установки по переработке изотопов, необходимые для производства значительной части мировых медицинских изотопов, особенно молибдена-99 , медицинского кобальта-60 , ксенона-133 , йода-131 и йода-131. 125 . ^[1]

Лицензия на эксплуатацию реактора MAPLE I была выдана в 1999 году, и реактор впервые перешел в критическое состояние в начале 2000 года. Осенью 2003 года последовал MAPLE II. Проблемы с реакторами во время периода испытаний, особенно неожиданная положительная мощность коэффициент реактивности , привел к отмене проекта в 2008 году и остановке обоих реакторов.

История

Фон

После завершения строительства реактора NRX в 1947 году AECL компании лаборатория Чок-Ривер стала обладателем самого мощного в мире исследовательского реактора. Хотя большие нейтронные потоки, доступные в реакторе, привели к достижениям в таких областях, как физика конденсированного состояния и нейтронная спектроскопия, было проведено множество экспериментов по производству новых изотопов . Область ядерной медицины получила развитие, когда стало понятно, что некоторые из этих искусственно созданных изотопов можно использовать для диагностики и лечения многих заболеваний, особенно рака.

Новаторская медицинская работа, проведенная в конце 1940-х и начале 1950-х годов, установила, что кобальт-60 является полезным изотопом, поскольку относительно высокоэнергетические гамма-лучи, образующиеся при его бета-распаде, способны проникать через кожу пациента и доставлять большую часть изотопа. доза непосредственно в опухоль. Высокая нейтронная эффективность конструкции NRX с тяжеловодным замедлителем в сочетании с высоким нейтронным потоком реактора сделала для AECL относительно недорогим производство кобальта-60 медицинского назначения. Например, стоимость всей установки, использованной для проведения первой обработки кобальтом-60, составила около 50 000 долларов. Для сравнения: производство достаточного количества радия (который ранее использовался в качестве источника терапии) для выполнения той же процедуры стоило бы 50 миллионов долларов. ^[2]

Благодаря этому многообещающему началу компания AECL стала крупнейшим мировым поставщиком медицинских изотопов, используя как реактор NRX , так и реактор NRU , который был запущен в эксплуатацию в 1957 году. Однако по мере того, как эти реакторы начали стареть, стало ясно, что для продолжения производства медицинских изотопов потребуется новое предприятие.

Начало

В конце 1980-х годов AECL начала признавать, что продолжение производства изотопов потребует строительства нового реактора для замены мощности, утраченной в результате запланированного закрытия NRX в 1992 году и запланированного закрытия NRU в начале нового тысячелетия. Проектные работы по замене, первоначально получившей название «Клен-Х10», начались в конце 1980-х годов. ^[3]

В рамках реструктуризации, происходившей примерно в то же время, подразделение медицинских изотопов AECL было реорганизовано в Nordion в 1988 году. На этом работа над проектом X10 практически завершилась. Компания Nordion была приобретена MDS в 1991 году, и между AECL и MDS Nordion было достигнуто соглашение о необходимости нового предприятия по производству медицинских изотопов. ^[3] Официальное соглашение о начале проекта было подписано в августе 1996 года. После годичной экологической оценки строительство началось в декабре 1997 года. ^[4]

В результате проект включал в себя установку с двумя идентичными реакторами, каждый из которых способен обеспечить 100% мировой потребности в медицинских изотопах. Второй реактор будет функционировать в первую очередь как резервный, чтобы гарантировать, что подача изотопов не будет прервана техническим обслуживанием или незапланированными остановками. Это необходимо из-за природы медицинских изотопов; многие из них имеют короткий период полураспада и должны быть использованы в течение нескольких дней после производства. Поскольку лечение постоянно проводится по всему миру, бесперебойное снабжение было крайне важно.

На местном уровне существовала некоторая оппозиция использованию высокообогащенного урана ( ВОУ ) в реакторе. ^[5] а также от активистов в США, которые опасаются, что уран может быть украден террористами и использован для изготовления бомбы. ^[6]

Текущий статус

Первоначально планировалось завершить строительство в 1999 и 2000 годах, но вместо этого оба реактора были завершены в мае 2000 года. В августе 1999 года была выдана эксплуатационная лицензия на реактор MAPLE I, а в июне 2000 года она была расширена за счет включения реактора MAPLE II. Сразу же начались пусконаладочные испытания. , при этом MAPLE I достиг своей первой устойчивой реакции в феврале 2000 года, а MAPLE II - в октябре 2003 года.

Однако в ходе испытаний было отмечено, что некоторые стержни аварийного отключения реактора MAPLE I могут не сработать в определенных сложных ситуациях. Этот отказ был приписан проблемам качества изготовления и конструкции, а также скоплению мелких металлических частиц в корпусе стержней управления и мешающих их свободному движению. ^{[ нужна ссылка ]}

Кроме того, более поздние испытания показали, что реакторы имеют положительный коэффициент мощности реактивности (ККР), что противоречило предсказаниям моделирования и было существенным препятствием для ввода в эксплуатацию. ^[3] Положительный коэффициент мощности означает, что реактор становится более реактивным при нагревании; в случае незапланированного скачка мощности такая конструкция может «убежать» и потенциально вызвать аварию . ^[7]

Следовательно, были предприняты значительные усилия для решения нерешенных вопросов, но прогресс в вводе реакторов в эксплуатацию заметно замедлился. ^[8]^[9] Во время последующей восьмилетней задержки начала коммерческого производства проект значительно превысил запланированную стоимость. Первоначальный бюджет составлял 140 миллионов долларов, но к 2005 году он стоил уже 300 миллионов долларов. ^[3] Споры об ответственности за перерасход средств между AECL и MDS Nordion еще больше усложнили процесс. После долгих переговоров AECL взяла на себя полную ответственность за реактор в рамках мирового соглашения. ^[10]

25 октября 2007 года объекту MAPLE было продлено срок действия лицензии на эксплуатацию, которая разрешала эксплуатацию до 31 октября 2011 года. ^[11] В этом (окончательном) представлении предполагалось, что реактор MAPLE I будет введен в эксплуатацию в конце 2008 года. ^[12]

16 мая 2008 года AECL опубликовала заявление, в котором объявила, что программа MAPLE была прекращена, поскольку «стало невозможно завершить ввод в эксплуатацию и запуск реакторов». ^[7] В этом заявлении AECL указала, что будет двигаться к дальнейшему продлению лицензии действующего реактора НИУ для продолжения производства медицинских изотопов. В заявлении осталось неясным, какое долгосрочное направление AECL выберет для своего бизнеса по производству медицинских изотопов.

Ссылки

^ Как работают реакторы MAPLE. Архивировано 22 марта 2008 г. в Wayback Machine.
^ «Архив ЦБК» . Новости ЦБК .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Майерс, Терри (21 мая 2008 г.). «AECL отказывается от проекта Maple» . Норт Ренфрю Таймс . Архивировано из оригинала 2 июня 2008 года.
^ «Архивная копия» (PDF) . anes.fiu.edu . Архивировано из оригинала (PDF) 22 января 2004 года . Проверено 22 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Веб-сайт местной группы, выступающей против ВОУ в MAPLE.
↑ 19.02.99 Письмо американской группы, обеспокоенной использованием ВОУ в MAPLE.
^ Jump up to: ^а ^б Маккарти, Шон (17 мая 2008 г.). «AECL отключает реакторы после потраченных миллионов» . Глобус и почта .
^ Пресс-релиз о соглашении с INVAP о работе по численному моделированию. Архивировано 16 июня 2008 г. в Wayback Machine.
^ Указатель документов AECL в CNSC для лицензирования и последующих решений. Архивировано 24 мая 2008 г. в Wayback Machine.
^ Отчет PR Newswire о поселении AELC-MDS Nordion (кратко)
^ Релиз, подтверждающий продление лицензии. Архивировано 5 января 2008 г. в Wayback Machine.
↑ Представление AECL в CNSC за октябрь 2007 г., см. слайд 8 на странице 4.

Внешние ссылки

Статья о ранней терапии кобальтом
https://web.archive.org/web/20080618221319/http://www.aecl.ca/NewsRoom/News/Press-2008/080516.htm
Магнус, Б. (2008). «Бюджет превышен, просрочен и, возможно, перепланирован» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 178 (7): 813–4. дои : 10.1503/cmaj.080320 . ПМК 2267837 . ПМИД 18362369 .

[1] Как работают реакторы MAPLE. Архивировано 22 марта 2008 г. в Wayback Machine.

[2] «Архив ЦБК» . Новости ЦБК .

[myers-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Майерс, Терри (21 мая 2008 г.). «AECL отказывается от проекта Maple» . Норт Ренфрю Таймс . Архивировано из оригинала 2 июня 2008 года.

[4] «Архивная копия» (PDF) . anes.fiu.edu . Архивировано из оригинала (PDF) 22 января 2004 года . Проверено 22 мая 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[5] Веб-сайт местной группы, выступающей против ВОУ в MAPLE.

[6] 19.02.99 Письмо американской группы, обеспокоенной использованием ВОУ в MAPLE.

[mccarthy-7] Jump up to: ^а ^б Маккарти, Шон (17 мая 2008 г.). «AECL отключает реакторы после потраченных миллионов» . Глобус и почта .

[8] Пресс-релиз о соглашении с INVAP о работе по численному моделированию. Архивировано 16 июня 2008 г. в Wayback Machine.

[9] Указатель документов AECL в CNSC для лицензирования и последующих решений. Архивировано 24 мая 2008 г. в Wayback Machine.

[10] Отчет PR Newswire о поселении AELC-MDS Nordion (кратко)

[11] Релиз, подтверждающий продление лицензии. Архивировано 5 января 2008 г. в Wayback Machine.

[12] Представление AECL в CNSC за октябрь 2007 г., см. слайд 8 на странице 4.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]