Программа реактора Университета штата Северная Каролина

Пульстар
Пульстар
	Фотография реактора Р-1 во время строительства
Операционная организация	Государственный университет Северной Каролины
Расположение	Роли , Северная Каролина
Тип	бассейн
Власть	1 МВт (тепловая)
Строительство и обслуживание
Стоимость строительства	1,5 миллиона долларов США
Строительство началось	1 июня 1969 г.
Первая критичность	1 января 1972 г.
Персонал	7
Операторы	3
Технические характеристики
Макс. тепловой поток	1.1e13 н/см^2-с
Тип топлива	U0 2 гранулы, штифтовая решетка
Охлаждение	н/см^2-с
Нейтронный модератор	легкая вода
Нейтронный отражатель	графит , бериллий
Управляющие стержни	4 стержня
облицовки Материал	Циркониевый сплав
	Источник(и): База данных МАГАТЭ по реакторам от 4 сентября 2002 г.

Государственный университет Северной Каролины в 1950 году основал первую университетскую программу по реакторам и учебную программу по ядерной инженерии в Соединенных Штатах. Программа продолжается и в начале 21 века. В том же году администрация колледжа штата Северная Каролина одобрила строительство реактора и создание университетской программы ядерной инженерии. ^{[ 2 ]} Первый исследовательский реактор был построен в 1953 году; ^{[ 3 ]} он был расширен в 1957 и 1960 годах (называемый R-1 , R-2 и R-3 ). Он был дезактивирован в 1973 году, чтобы освободить место для реактора PULSTAR . Старый реактор выведен из эксплуатации.

PULSTAR используется для различных целей, включая обучение и исследования. Реактор расположен в инженерных лабораториях Берлингтона в главном кампусе NCSU . Этот объект был построен для размещения первого реактора, а затем расширен и переименован, когда был построен PULSTAR. Нынешний реактор является одним из двух построенных реакторов PULSTAR и единственным, который все еще работает. Другим реактором был реактор мощностью 2 МВт в Университете штата Нью-Йорк в Буффало . В 1964 году он стал критическим и был выведен из эксплуатации в 1994 году. ^{[ 4 ]}

Текущая работа реактора

«Наблюдательная комната» ядерного реактора «Пульстар» штата Северная Каролина .

Реактор PULSTAR расположен вдоль Инженерного ряда в главном кампусе, в окружении Манн-холла , Дэниэлса , Полк-холла и парка. Реактор имеет отдельное здание и использует одну градирню; он выделяет водяной пар, когда реактор работает на большой мощности. Это здание не является зданием содержания , но в нем поддерживается отрицательное давление, чтобы предотвратить выброс радиоактивного материала. Реактор может работать до мощности до 100 кВт на естественной циркуляции или до 1 Мегаватта (МВт) с использованием насосов. ^{[ 4 ]}

Реактор обогащает учебные программы факультета , предоставляя практический опыт и обучение студентов. В 2002 году на факультете обучалось 72 студента бакалавриата, 15 магистрантов и 22 аспиранта. ^{[ 5 ]} все они используют реактор. Кроме того, 34 исследования, не относящиеся к ядерной энергетике, используют реактор и связанные с ним объекты. ^{[ 6 ]}

Основная исследовательская цель реактора — предоставить источник нейтронов для таких видов деятельности, как нейтронно-активационный анализ . Например, облучатели на основе кобальта-60 используются в ряде отделений для стерилизации биологических образцов. Он также используется для профессиональной подготовки операторов и инженеров атомных электростанций, стажеров Министерства энергетики , а также персонала по радиационной защите на уровне штата и на местном уровне. ^{[ 6 ]}

Этот реактор хорошо подходит для дублирования топливных характеристик энергетических реакторов. Активная зона состоит из штифтов из низкообогащенного урана, которые очень похожи на те, что используются на коммерческих атомных электростанциях . ^{[ 7 ]} Пять пучковых окон примыкают к активной зоне реактора. Этот реактор хорошо подходит для экспериментов, требующих большого потока нейтронов, поскольку пики возникают по краям активной зоны из-за недостаточного замедления. В сентябре 2007 года студенты, преподаватели и сотрудники создали самый интенсивный действующий пучок позитронов в мире. ^{[ 8 ]}

Реактор PULSTAR является общественным объектом, и с предварительным уведомлением и разрешением проводятся частые экскурсии.

В ноябре 2010 года реактор PULSTAR был подключен к факультету ядерной техники Иорданского университета науки и технологий (JUST). ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Инциденты

В бассейне была обнаружена утечка воды, и 2 июля 2011 года реактор был остановлен. Скорость утечки составила 10 галлонов США в час (11 л/кс) (из 15 600 галлонов США). (59 000 л)), что намного ниже 350 галлонов США в час (370 л/кс), о которых необходимо официально сообщать регулирующему органу. Утверждается, что утечка имела размер «точечного отверстия», и для ее обнаружения потребовалось специальное оборудование. ^{[ 11 ]} После того как утечка была обнаружена и устранена, технические специалисты вернули реактор в нормальный режим работы.

Ранняя история

Первый реактор был частью одноэтажного здания, которое в то время называлось Берлингтонскими ядерными лабораториями и в настоящее время называется старым зданием Берлингтонских инженерных лабораторий, в котором вокруг реакторного отсека расположены классы. Старое здание до сих пор используется, а в реакторном отсеке размещаются различные новые проекты. Сам реактор полностью выведен из эксплуатации и вывезен.

Р-1

В 1949 году доктор Клиффорд К. Бек был принят на работу из Национальной лаборатории Ок-Ридж, чтобы присоединиться к факультету с планами сделать NCSU первым академическим учреждением, которое будет эксплуатировать ядерный реактор.

Первый реактор академического учреждения вышел из строя 5 сентября 1953 года, примерно через четыре года после начала строительства. Этот реактор получил название Р-1, потому что это был первый университетский исследовательский реактор. Это был гомогенный реактор мощностью 10 кВт, использующий в качестве топлива высокообогащенный сульфат уранила. Он проработал недолгое время, но был остановлен из-за проблем с коррозией, которые привели к утечке топлива. Говард Блейксли, научный редактор Associated Press Service, назвал реактор Первым храмом атома из-за общественного характера этого реактора.

началось строительство Берлингтонской ядерной лаборатории В 1954 году на средства AEC и Burlington Mills . Целью этого здания было размещение преемника R-1. Также в 1954 году были представлены первые две кандидатские степени в области ядерной энергетики . ^{[ 12 ]}

В 1955 году к факультету присоединился доктор Рэймонд Л. Мюррей , еще один новобранец из Окриджской национальной лаборатории, который позже стал руководителем отдела дольше всех. ^{[ 7 ]}

Р-3

В 1956 году начались работы по созданию гетерогенного реактора Р-3. В этой конструкции предполагалось использовать пластинчатое топливо реактора для испытаний материалов в ядерной лаборатории Берлингтона. Этот реактор работал на максимальной мощности 100 кВт.

В конце 1950-х годов доктор Рэймонд Л. Мюррей стал главой факультета прикладной физики, где он также руководил началом образовательной программы в области ядерной инженерии. Было принято решение предложить первую в стране степень бакалавра ядерной техники. В 1956 году Клиффорд Бек покинул программу и занял должность в Комиссии по атомной энергии в Вашингтоне. Рэймонд Мюррей и профессор Гарольд Ламмондс взяли на себя руководство ядерной программой.

Между 1962 и 1964 годами защита реактора Р-3 была расширена, чтобы обеспечить возможность работы на более высоких уровнях мощности, и этот улучшенный реактор начал работу в 1963 году, работая на установившемся уровне мощности 250 кВт. Этот реактор стал основной частью учебной программы по ядерной инженерии, а также начал предоставлять некоторые услуги по производству радиоизотопов и нейтронно-активационному анализу.

В 1963 году Рэймонд Мюррей оставил свой пост главы отдела прикладной физики и стал главой отдела ядерной техники. Одновременно с этим решением факультет ядерной инженерии был переведен из прикладной физики в инженерный факультет, который тогда возглавлял декан доктор Ральф Э. Фадум.

В конце 1960-х и начале 1970-х годов ВВС и армия начали отправлять квалифицированных студентов на программу для получения степени магистра, а затем укомплектовать штат ядерных программ в своих организациях. В 70-х годах программа NESEP ( Программа научного образования военнослужащих военно-морских сил ) привлекла ряд высококвалифицированных военнослужащих к участию в ядерной программе для получения степеней бакалавра, а ряд зарубежных стран предоставил студентам возможность получить степени бакалавра, магистра или доктора наук, а затем вернуться в их соответствующие страны. ^{[ 7 ]}

К моменту остановки реактор проработал в общей сложности 2 мегаватт-сутки. ^{[ 13 ]}

История после постройки ПУЛСТАР

Внутренние дискуссии в рамках ядерной инженерии касались вариантов модернизации реактора Р-3 как для обучения, так и для исследований, или его остановки для замены совершенно новым реактором. Доктор Мартин Вельт отстаивал последнюю точку зрения, и эта позиция была принята кафедрой.

Была построена новая трехэтажная пристройка к Burlington Labs (известная как новое здание). Между ним и старым зданием было построено здание реактора, а также погрузочная площадка и переход, соединяющий старое и новое здания. В реакторном здании размещался бассейновый ядерный реактор мощностью 1 МВт производства AMF , известный как реактор «Пульстар». Он был назван в честь своей импульсной способности, благодаря которой он может безопасно становиться сверхбыстрым критическим и производить очень короткие импульсы радиации. Реактор вступил в строй 25 августа 1972 года, заменив предыдущую серию. ^{[ 14 ]} Сообщается, что первоначальные затраты составили 1,5 миллиона долларов США.

В 1980-е годы были добавлены установка «Быстрая гамма» и установка нейтронной радиографии. Установка быстрого гамма-излучения выполняет анализ элементов, которые излучают характерные сигнатуры сразу после захвата нейтрона. Установка нейтронной радиографии обеспечивает возможность визуализации фундаментальных различий во взаимодействии нейтронов с ядрами по сравнению с взаимодействием рентгеновских лучей и электронов. ^{[ 15 ]}

В 1997 году Комиссия по ядерному регулированию одобрила продление лицензии на 20 лет. ^{[ 16 ]}

Реактор Pulstar в настоящее время работает на мощности 1 МВт, что является максимальной выходной мощностью, которую он может достичь по закону. В будущем планируется увеличить мощность до 2 МВт. Подготовка завершена, и все, что они ждут, — это одобрение. Переход на мощность 2 МВт позволит проводить больше исследований с большей радиацией и мощностью.

Удобства

Установка нейтронной визуализации

Нейтронная радиография — мощный метод неразрушающего изображения для внутренней оценки материалов или компонентов. Он включает в себя ослабление нейтронного пучка объектом рентгенографии и регистрацию процесса ослабления (в виде изображения) в цифровом формате или на пленке. Нейтронная рентгенография по своему принципу аналогична рентгеновской радиографии и является дополнительной по характеру предоставляемой информации. Однако взаимодействия рентгеновских лучей и нейтронов с веществом фундаментально различны, что составляет основу многих уникальных приложений с использованием нейтронов. В то время как рентгеновские лучи взаимодействуют с электронным облаком, окружающим ядро атома, нейтроны взаимодействуют с самим ядром. Для получения дополнительной информации см. нейтронную радиологию .

Источник ультрахолодных нейтронов

Источник сверххолодных нейтронов (UCNS) использует нейтроны, производимые в реакторе, путем их замедления через камеру из метана и других материалов и удерживает их в резервуаре с D ₂ O. Это добавление, по сути, представляет собой отвод нейтронов из пучкового порта, примыкающего к реакция на это исследование.

Ссылки

^ "Реактор Р-1" , Архив университета.
^ «Утверждена программа атомной энергетики (1950 г.)» . Историческое государство: история в красном и белом . Центр исследования специальных коллекций НГУ . Проверено 11 января 2012 г.
^ «Ядерный реактор вступает в строй (5.09.1953)» . Историческое государство: история в красном и белом . Центр исследования специальных коллекций библиотек НГУ . Проверено 11 января 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б База данных МАГАТЭ по реакторам «Ядерные исследовательские реакторы в мире» . Архивировано из оригинала 16 мая 2008 г. Проверено 11 июня 2008 г. , данные за 4 сентября 2002 г.
^ «Кафедра физики» .
^ Перейти обратно: ^а ^б Бинни, ЮВ; С.Р. Риз; Д.С. Пратт (22 февраля 2000 г.). «Университетские исследовательские реакторы: вклад в национальную научную и инженерную инфраструктуру с 1953 по 2000 год и далее» . Национальная организация испытательных, исследовательских и учебных реакторов. Архивировано из оригинала 1 июля 2007 года . Проверено 7 апреля 2007 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Космерик, Тодд. «Основные достижения кафедры ядерной энергетики НГУ» (PDF) . Проверено 7 апреля 2007 г.
^ Дэйв Понд , NCSU, Innovation-Discovery, октябрь 2007 г.
^ «Иордания открывает реакторную интернет-лабораторию» . Аммонньюс. 1 ноября 2010 года . Проверено 22 апреля 2013 г.
^ «Университет науки и технологий запускает лабораторию ядерных реакторов через Интернет» . Новости Альмадены. 1 ноября 2010 года . Проверено 22 апреля 2013 г.
^ Сотрудники NBC 17 (7 июля 2011 г.). «СКГУ обнаружил утечку в своем ядерном реакторе» . НБК 17 . Проверено 15 июля 2011 г. {{cite news}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ Государственная ядерная промышленность - Северная Каролина. Архивировано 24 октября 2008 г. в Wayback Machine.
^ www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/D446_web/6_DD_Table.pdf
^ «Ноев ковчег: неэнергетические реакторы в Америке» . Проверено 22 апреля 2013 г.
^ Программа ядерного реактора
^ «Реактор получил 20-летнее повторное лицензирование» . 27 июня 1997 года . Проверено 22 апреля 2013 г.

Внешние ссылки

35 ° 47'09" с.ш. 78 ° 40'08" з.д. / 35,78585241745253 ° с.ш. 78,66894524996331 ° з.д.

[1] "Реактор Р-1" , Архив университета.

[2] «Утверждена программа атомной энергетики (1950 г.)» . Историческое государство: история в красном и белом . Центр исследования специальных коллекций НГУ . Проверено 11 января 2012 г.

[3] «Ядерный реактор вступает в строй (5.09.1953)» . Историческое государство: история в красном и белом . Центр исследования специальных коллекций библиотек НГУ . Проверено 11 января 2012 г.

[database-4] Перейти обратно: ^а ^б База данных МАГАТЭ по реакторам «Ядерные исследовательские реакторы в мире» . Архивировано из оригинала 16 мая 2008 г. Проверено 11 июня 2008 г. , данные за 4 сентября 2002 г.

[5] «Кафедра физики» .

[TRTR-6] Перейти обратно: ^а ^б Бинни, ЮВ; С.Р. Риз; Д.С. Пратт (22 февраля 2000 г.). «Университетские исследовательские реакторы: вклад в национальную научную и инженерную инфраструктуру с 1953 по 2000 год и далее» . Национальная организация испытательных, исследовательских и учебных реакторов. Архивировано из оригинала 1 июля 2007 года . Проверено 7 апреля 2007 г.

[lib-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с Космерик, Тодд. «Основные достижения кафедры ядерной энергетики НГУ» (PDF) . Проверено 7 апреля 2007 г.

[8] Дэйв Понд , NCSU, Innovation-Discovery, октябрь 2007 г.

[9] «Иордания открывает реакторную интернет-лабораторию» . Аммонньюс. 1 ноября 2010 года . Проверено 22 апреля 2013 г.

[www.almadenahnews.com-10] «Университет науки и технологий запускает лабораторию ядерных реакторов через Интернет» . Новости Альмадены. 1 ноября 2010 года . Проверено 22 апреля 2013 г.

[11] Сотрудники NBC 17 (7 июля 2011 г.). «СКГУ обнаружил утечку в своем ядерном реакторе» . НБК 17 . Проверено 15 июля 2011 г. {{cite news}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[12] Государственная ядерная промышленность - Северная Каролина. Архивировано 24 октября 2008 г. в Wayback Machine.

[13] www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/D446_web/6_DD_Table.pdf

[14] «Ноев ковчег: неэнергетические реакторы в Америке» . Проверено 22 апреля 2013 г.

[15] Программа ядерного реактора

[www.engr.ncsu.edu-16] «Реактор получил 20-летнее повторное лицензирование» . 27 июня 1997 года . Проверено 22 апреля 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и Государственный университет Северной Каролины
Located in: Raleigh, North Carolina
Academics	Engineering Veterinary Medicine Humanities and Social Sciences University of North Carolina System
Athletics	Wolfpack Atlantic Coast Conference Football Men's basketball Baseball Women's basketball Men's soccer Women's soccer Carter–Finley Stadium Doak Field Isenhour Tennis Center Lonnie Poole Golf Course Method Road Soccer Stadium Dail Soccer Field PNC Arena Reynolds Coliseum Tobacco Road WakeMed Soccer Park North Carolina–NC State rivalry NC State–ECU rivalry Fight song "Red and White Song"
Campus	Centennial Biomedical Campus Centennial Campus Free Expression Tunnel D. H. Hill Jr. Library James B. Hunt Jr. Library Main Campus (North, Central, South) Memorial Belltower University Plaza (The Brickyard) PULSTAR Nuclear Reactor JC Raulston Arboretum N.C. Research Campus Plants for Human Health Institute
Student life	Agromeck Hillsborough Street Krispy Kreme Challenge People Talley Student Center Technician WebAssign WKNC-FM Wolfline
Affiliated institutions	Suzhou North America High School
Founded: 1887 Students: 34,015 Endowment: 998.6 million

v т и Исследовательские реакторы США
Nuclear Regulatory Commission Licensed and operating research reactors (university-based)	Armed Forces Radiobiological Research Institute Cornell University Idaho State University Kansas State University Missouri University of Science and Technology Massachusetts Institute of Technology National Institute of Standards and Technology North Carolina State University Ohio State University Oregon State University Penn State University Purdue University Reed College Rensselaer Polytechnic Institute Texas A&M University University of Arizona University of California University of Florida University of Maryland University of Massachusetts Lowell University of Michigan University of Missouri University of New Mexico University of Texas at Austin University of Utah University of Wisconsin-Madison Washington State University Worcester Polytechnic Institute
U.S. company-operated research reactors	Aerotest Operations Inc. Dow Chemical Company General Electric Company Rhode Island Atomic Energy Commission U.S. Geological Survey U.S. Veterans Administration
U.S. National Labs with nuclear research reactors	Argonne National Laboratory Brookhaven National Laboratory (All Shut down) Hanford Site Idaho National Laboratory Oak Ridge National Laboratory Savannah River Site