Исследовательский реактор

Исследовательские реакторы – это ядерного деления , ядерные реакторы которые служат главным образом источником нейтронов . Их также называют неэнергетическими реакторами , в отличие от энергетических реакторов, которые используются для производства электроэнергии , тепла или морского движения .

Цель

Нейтроны , производимые исследовательским реактором, используются для рассеяния нейтронов , неразрушающего контроля, анализа и испытаний материалов , производства радиоизотопов , исследований, работы с общественностью и образования. Исследовательские реакторы, производящие радиоизотопы для медицинского или промышленного использования, иногда называют изотопными реакторами . Реакторы, оптимизированные для экспериментов с пучками , в настоящее время конкурируют с источниками расщепления .

Технические аспекты

Исследовательские реакторы проще энергетических и работают при более низких температурах. Им требуется гораздо меньше топлива, и гораздо меньше продуктов деления по мере использования топлива образуется . С другой стороны, их топливо требует более высокообогащенного урана , обычно до 20% U-235 . ^{[ 1 ]} хотя некоторые используют 93% U-235; в то время как 20-процентное обогащение обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93-процентное обогащение обычно называют « оружейным ». Они также имеют очень высокую удельную мощность в ядре, что требует особых конструктивных особенностей. Как и энергетические реакторы, активная зона нуждается в охлаждении, обычно естественной или принудительной конвекции водой, а также замедлитель требуется для замедления скорости нейтронов и усиления деления. Поскольку производство нейтронов является их основной функцией, большинство исследовательских реакторов используют отражатели, позволяющие уменьшить потери нейтронов из активной зоны.

Перевод на низкообогащенный уран

Международное агентство по атомной энергии и Министерство энергетики США в 1978 году инициировали программу по разработке средств перевода исследовательских реакторов с использования высокообогащенного урана (ВОУ) на использование низкообогащенного урана (НОУ) в поддержку своей политики нераспространения. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} поставили исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну К тому времени США в рамках своей программы «Атом для мира» . В 2004 году Министерство энергетики США продлило программу приема отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов до 2019 года. ^{[ 4 ]}

По состоянию на 2016 год в отчете Национальной академии наук, техники и медицины сделан вывод о том, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен самое раннее 2035 года. Частично это связано с тем, что разработка надежного НОУ-топлива для исследовательских реакторов с высоким потоком нейтронов , которое не выходит из строя из-за набухания, шла медленнее, чем ожидалось. ^{[ 5 ]} По состоянию на 2020 год ^[update], осталось 72 исследовательских реактора с ВОУ. ^{[ 6 ]}

Дизайнеры и конструкторы

Хотя в 1950-х, 1960-х и 1970-х годах существовал ряд компаний, специализировавшихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, впоследствии активность этого рынка снизилась, и многие компании ушли с него.

Сегодня рынок консолидировался в несколько компаний, которые концентрируют ключевые проекты по всему миру.

Последний международный тендер (1999 г.) на исследовательский реактор был организован Австралийской организацией ядерной науки и технологий для проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию австралийского легководного реактора открытого бассейна (OPAL). Предварительную квалификацию прошли четыре компании: Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP , Siemens и Technicatom . Проект был передан компании INVAP, построившей реактор. В последние годы AECL ушла с этого рынка, а деятельность Siemens и Technicatom была объединена в Areva .

Классы исследовательских реакторов

Водный гомогенный реактор
Реактор класса «Аргонавт»
Класс DIDO , шесть реакторов с высоким потоком по всему миру
TRIGA , очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру.
Класс реакторов SLOWPOKE , разработанный AECL, Канада.
Класс реакторов OPAL , разработанный INVAP, Аргентина.
Миниатюрный реактор-источник нейтронов , основанный на конструкции SLOWPOKE, разработанный AECL, в настоящее время экспортируемый Китаем.
Aerojet General Nucleonics, 201 модель. Разработан компанией Aerojet General в США. Три действующих реактора находятся в эксплуатации в Университете штата Айдахо, Университете Нью-Мексико и Техасском университете A&M.

Исследовательские центры

Полный список можно найти в Списке ядерных исследовательских реакторов .

Исследовательские центры, эксплуатирующие реактор:

Название реактора	Страна	Город	учреждение	Уровень мощности	Дата операции
Реактор БР2	Бельгия	Мол	Бельгийский центр ядерных исследований SCK•CEN	100 МВт
Будапештский исследовательский реактор ^{[ 7 ]}	Венгрия	Будапешт	Центр энергетических исследований Венгерской академии наук	5 МВт ^{[ 7 ]}	1959 ^{[ 7 ]}
Учебный реактор Будапештского технологического университета ^{[ 8 ]}	Венгрия	Будапешт	Будапештский университет технологии и экономики	100 кВт	1969
Высокопоточный реактор ILL	Франция	Гренобль	Институт Лауэ-Ланжевена	63 МВт ^{[ 9 ]}
ДЕНЬ-6	Аргентина	Барилоче	Институт Бальсейро / Атомный центр Барилоче	1 МВт ^{[ 10 ]}	1982 ^{[ 10 ]}
ЗЭД-2	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL , принадлежащие Лаборатории Чок-Ривер	200 Вт ^{[ 11 ]}	1960
Ядерный реактор Макмастера	Канада	Гамильтон, Онтарио	Университет Макмастера	5 МВт	1959
Национальный исследовательский универсальный реактор	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL , принадлежащие Лаборатории Чок-Ривер	135 МВт	1957
Ядерные реакторы Петтена	Нидерланды	Шляпы	Голландская группа ядерных исследований и консалтинга, ^{[ 12 ]} Объединенный исследовательский центр ЕС	30 кВт и 60 МВт	1960
ОРФИЯ	Франция	Сакле	Лаборатория Леона Бриллюэна	14 МВт	1980
ФРМ II	Германия	Гархинг	Технический университет Мюнхена	20 МВт	2004
ПРЕДСТОЯЩИЙ	Нидерланды	Делфт	Реакторный институт Делфта , Делфтский технологический университет	2 МВт
Майнц	Германия	Майнц	Университет Майнца, Институт ядерной химии	100 кВт ^{[ 13 ]}
ТРИГА Марк II ^{[ 14 ]}	Австрия	Вена	Венский технический университет, Венский технический университет, Атоминститут	250 кВт	1962 ^{[ 14 ]}
ИРТ-2000	Болгария	София	Болгарской академии наук Исследовательский сайт	2 МВт
ОПАЛ	Австралия	Лукас Хайтс, Новый Южный Уэльс	Австралийская организация ядерной науки и технологий	20 МВт	2006
МЭА-Р1	Бразилия	Сан-Паулу	Институт энергетики и ядерных исследований	3,5 МВт	1957
ИРТ-2000 ^{[ 15 ]}	Россия	Москва	Московский инженерно-физический институт	2,5 МВт ^{[ 15 ]}	1967 ^{[ 15 ]}
САФАРИ-1	ЮАР	Пелиндаба	Южноафриканская корпорация ядерной энергии	20 МВт ^{[ 16 ]}	1965 ^{[ 16 ]}
Усовершенствованный реактор для применения нейтронов с высоким потоком	Южная Корея	Тэджон	Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии	30 МВт ^{[ 17 ]}	1995 ^{[ 17 ]}
ЛВР-15	Чешская Республика	Ржавчина	Институт ядерных исследований	10 МВт ^{[ 18 ]}	1995 ^{[ 18 ]}
Программа реакторов Университета штата Северная Каролина	Соединенные Штаты	Роли, Северная Каролина	Государственный университет Северной Каролины	1 МВт ^{[ 19 ]}	1953 ^{[ 19 ]}
Высокопоточный изотопный реактор	Соединенные Штаты	Ок-Ридж, Теннесси	Окриджская национальная лаборатория
Усовершенствованный испытательный реактор	Соединенные Штаты	Айдахо	Национальная лаборатория Айдахо	250 МВт ^{[ 20 ]}
Исследовательский реактор Университета Миссури	Соединенные Штаты	Колумбия, Миссури	Университет Миссури	10 МВт	1966
Учебный реактор Мэрилендского университета	Соединенные Штаты	Колледж-Парк, Мэриленд	Университет Мэриленда	250 кВт ^{[ 21 ]}	1970 ^{[ 21 ]}
Реактор Университета штата Вашингтон	Соединенные Штаты	Пуллман, Вашингтон	Вашингтонский государственный университет	1 МВт ^{[ 22 ]}
КРОКУС	Швейцария	Лозанна	Федеральная политехническая школа Лозанны
Мария реактор	Польша	Сверк -Отвоцк	Национальный центр ядерных исследований	30 МВт	1974
ТРИГА Марк I	Соединенные Штаты	Ирвин, Калифорния	Калифорнийский университет, Ирвин
Учебно-исследовательский реактор ITU TRIGA Mark-II	Турция	Стамбул	Стамбульский технический университет
ЭТРР-1	Египет	Иншас	Центр ядерных исследований	2 МВт	1961
ЭТРР-2	Египет	Иншас	Центр ядерных исследований	22 МВт	1997
Гана Исследовательский реактор-1 ^{[ 23 ]}	Гана	Аккра	Национальный институт ядерных исследований Комиссии по атомной энергии Ганы	30 кВт

Выведенные из эксплуатации исследовательские реакторы:

Название реактора	Страна	Город	учреждение	Уровень мощности	Дата операции	Дата закрытия	Выведен из эксплуатации
АСТРА	Австрия	Зайберсдорф	Австрийский технологический институт	10 МВт	1960	1999
БЕР II	Германия	Берлин	Гельмгольц-Центр Берлин	10 МВт	1973	2019 ^{[ 24 ]}
КОНСОРТ	Великобритания	Аскот, Беркшир	Имперский колледж	100 кВт
Джейсон реактор	Великобритания	Гринвич	Королевский военно-морской колледж	10 кВт	1962	1996
РАНО	Австралия	Лукас Хайтс	Австралийская комиссия по атомной энергии	100 кВт	1961	1995
Австралийский реактор с высоким потоком	Австралия	Лукас Хайтс	Австралийская комиссия по атомной энергии		1958	2007
HTGR (штыревая конструкция)	Великобритания	Уинфрит , Дорсет	Международное агентство по атомной энергии	20 МВт	1964	1976	июль 2005 г. ^{[ 25 ]}
ДИДО	Великобритания	Харвелл, Оксфордшир	Научно-исследовательский институт атомной энергии			1990
Демонстрация ядерной энергетики	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL в Рольфтоне Завод	20 МВт	1961	1987
NRX	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL , принадлежащие Лаборатории Чок-Ривер		1952	1992
Реактор ПЛУТОН	Великобритания	Харвелл, Оксфордшир	Научно-исследовательский институт атомной энергии	26 МВт	1957	1990
Бассейный испытательный реактор	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL , принадлежащие Лаборатории Чок-Ривер	10 кВт	1957	1990
ВР-1	Канада	Пинава, Манитоба	AECL компании Лаборатории Whiteshell	60 МВт	1965	1985
МЫЛО	Канада	Дип-Ривер, Онтарио	AECL , принадлежащие Лаборатории Чок-Ривер		1945	1973
Дополнительный зал	Соединенные Штаты	Сиэтл	Вашингтонский университет	100 кВт	1961	1988
Реактор Ева	Польша	Сверк -Отвоцк	«ПОЛАТОМ» Институт атомной энергетики	10 МВт	1958	1995
ФиР 1	Финляндия	Эспоо	Хельсинкский технологический университет , позже Центр технических исследований VTT Финляндии	250 кВт ^{[ 26 ]}	1962 ^{[ 26 ]}	2015 ^{[ 27 ]}
РВ-1	Венесуэла	Каракас	Венесуэльский институт научных исследований	3 МВт	1960	1994
Саласпилсский исследовательский реактор	Латвия	Саласпилс	Латвийская академия наук	2 кВт	1961	1998

Ссылки

^ Альрвашде, Мохаммед и Саид А. Аламери. «Верификация и проверка модели реактора Монте-Карло (RMC) в сравнении с MCNP для реактора пластинчатого типа». AIP Advances 9, вып. 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807.
^ «ПКИ по конверсии миниатюрных исследовательских реакторов с источниками нейтронов (MNSR) на низкообогащенный уран (НОУ)» . Ядерный топливный цикл и технология переработки отходов . Международное агентство по атомной энергии. 13 января 2014 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. . Проверено 25 октября 2015 г.
^ «Пониженное обогащение для исследовательских и испытательных реакторов» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 29 октября 2004 года.
^ «Приемка отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов США» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 22 сентября 2006 года.
^ Чо, Адриан (28 января 2016 г.). «Избавление исследовательских реакторов от высокообогащенного урана займет на десятилетия больше времени, чем прогнозировалось» . Наука . Проверено 13 апреля 2020 г. .
^ «МАГАТЭ уделяет особое внимание работе по конверсии исследовательских реакторов» . Мировые ядерные новости. 24 февраля 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г. .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Будапештский исследовательский реактор | Будапештский нейтронный центр ... за исследования, науку и инновации!» . www.bnc.hu. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ «Институт ядерных технологий» . reak.bme.hu . Проверено 11 сентября 2019 г.
^ «Ядерные реакторы» . pd.chem.ucl.ac.uk. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «RA-6 de Argentina» (на европейском испанском языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ «Исследовательские реакторы – Канадская ядерная ассоциация» . Канадская ядерная ассоциация . Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ «Высокопоточный реактор – Европейская комиссия» . ec.europa.eu . 13 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Майнц, Университет Иоганна Гутенберга. «Реактор» . www.kernchemie.uni-mainz.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «АТИ: Реактор» . ati.tuwien.ac.at . Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Реактор | Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ» . eng.mephi.ru . Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «САФАРИ-1» . www.necsa.co.za . Архивировано из оригинала 31 января 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Усовершенствованный реактор для применения нейтронов с высоким потоком (HANARO) | Объекты | NTI» . www.nti.org . Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Исследовательский реактор ЛВР-15 | Научный центр Ржеж» . cvrez.cz Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «История – Программа ядерного реактора» . Программа ядерного реактора . Проверено 17 июля 2018 г.
^ «Информационный бюллетень ATR» (PDF) . Национальная лаборатория Айдахо. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2008 г. Проверено 28 февраля 2008 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Учебный реактор Мэрилендского университета (MUTR) | Реактор TRIGA мощностью 250 кВт | Радиационные установки Университета Мэриленда» . радиация.umd.edu /. Проверено 11 июня 2018 г.
^ «Центр ядерной науки Вашингтонского государственного университета» . nsc.wsu.edu . Проверено 6 августа 2019 г.
^ «База данных исследовательских реакторов – GHARR-1» . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 15 февраля 2018 г.
^ «Конец нейтронного века» . pro-physik.de (на немецком языке) . Проверено 14 апреля 2024 г.
^ «ДРАКОН Уинфрита теряет огонь» . www.nda.gov.uk. Архивировано из оригинала 6 октября 2012 года . Проверено 12 января 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Карлсен, Уэйд; Вилкамо, Олли (14 декабря 2016 г.). «Старый исследовательский ядерный реактор в Финляндии будет выведен из эксплуатации – строится новый Центр ядерной безопасности» . ВТТ Импульс . Проверено 22 февраля 2018 г.
^ «База данных исследовательских реакторов» . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 22 февраля 2018 г.

Внешние ссылки

[1] Альрвашде, Мохаммед и Саид А. Аламери. «Верификация и проверка модели реактора Монте-Карло (RMC) в сравнении с MCNP для реактора пластинчатого типа». AIP Advances 9, вып. 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807.

[2] «ПКИ по конверсии миниатюрных исследовательских реакторов с источниками нейтронов (MNSR) на низкообогащенный уран (НОУ)» . Ядерный топливный цикл и технология переработки отходов . Международное агентство по атомной энергии. 13 января 2014 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2018 г. . Проверено 25 октября 2015 г.

[nnsa-rertr-3] «Пониженное обогащение для исследовательских и испытательных реакторов» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 29 октября 2004 года.

[nnsa-usfrrsnf-4] «Приемка отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов США» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинала 22 сентября 2006 года.

[sciencemag-20160128-5] Чо, Адриан (28 января 2016 г.). «Избавление исследовательских реакторов от высокообогащенного урана займет на десятилетия больше времени, чем прогнозировалось» . Наука . Проверено 13 апреля 2020 г. .

[wnn-20200224-6] «МАГАТЭ уделяет особое внимание работе по конверсии исследовательских реакторов» . Мировые ядерные новости. 24 февраля 2020 г. Проверено 13 апреля 2020 г. .

[:0-7] Jump up to: ^а ^б ^с «Будапештский исследовательский реактор | Будапештский нейтронный центр ... за исследования, науку и инновации!» . www.bnc.hu. Проверено 15 февраля 2018 г.

[:18-8] «Институт ядерных технологий» . reak.bme.hu . Проверено 11 сентября 2019 г.

[9] «Ядерные реакторы» . pd.chem.ucl.ac.uk. Проверено 15 февраля 2018 г.

[:1-10] Jump up to: ^а ^б «RA-6 de Argentina» (на европейском испанском языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[11] «Исследовательские реакторы – Канадская ядерная ассоциация» . Канадская ядерная ассоциация . Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[12] «Высокопоточный реактор – Европейская комиссия» . ec.europa.eu . 13 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[13] Майнц, Университет Иоганна Гутенберга. «Реактор» . www.kernchemie.uni-mainz.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[:2-14] Jump up to: ^а ^б «АТИ: Реактор» . ati.tuwien.ac.at . Проверено 15 февраля 2018 г.

[:3-15] Jump up to: ^а ^б ^с «Реактор | Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ» . eng.mephi.ru . Проверено 15 февраля 2018 г.

[:4-16] Jump up to: ^а ^б «САФАРИ-1» . www.necsa.co.za . Архивировано из оригинала 31 января 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[:5-17] Jump up to: ^а ^б «Усовершенствованный реактор для применения нейтронов с высоким потоком (HANARO) | Объекты | NTI» . www.nti.org . Проверено 15 февраля 2018 г.

[:6-18] Jump up to: ^а ^б «Исследовательский реактор ЛВР-15 | Научный центр Ржеж» . cvrez.cz Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 г. Проверено 15 февраля 2018 г.

[:8-19] Jump up to: ^а ^б «История – Программа ядерного реактора» . Программа ядерного реактора . Проверено 17 июля 2018 г.

[ATR-fact-sheet-20] «Информационный бюллетень ATR» (PDF) . Национальная лаборатория Айдахо. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2008 г. Проверено 28 февраля 2008 г.

[:15-21] Jump up to: ^а ^б «Учебный реактор Мэрилендского университета (MUTR) | Реактор TRIGA мощностью 250 кВт | Радиационные установки Университета Мэриленда» . радиация.umd.edu /. Проверено 11 июня 2018 г.

[:17-22] «Центр ядерной науки Вашингтонского государственного университета» . nsc.wsu.edu . Проверено 6 августа 2019 г.

[23] «База данных исследовательских реакторов – GHARR-1» . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 15 февраля 2018 г.

[24] «Конец нейтронного века» . pro-physik.de (на немецком языке) . Проверено 14 апреля 2024 г.

[25] «ДРАКОН Уинфрита теряет огонь» . www.nda.gov.uk. Архивировано из оригинала 6 октября 2012 года . Проверено 12 января 2022 г.

[:7-26] Jump up to: ^а ^б Карлсен, Уэйд; Вилкамо, Олли (14 декабря 2016 г.). «Старый исследовательский ядерный реактор в Финляндии будет выведен из эксплуатации – строится новый Центр ядерной безопасности» . ВТТ Импульс . Проверено 22 февраля 2018 г.

[27] «База данных исследовательских реакторов» . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 22 февраля 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

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