Наука с нейтронами |
---|
Фонды |
Рассеяние нейтронов |
Другие приложения |
Инфраструктура |
Нейтронные объекты |
Исследовательские реакторы - это 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 морской тяги .
Цель [ править ]
В нейтронах , полученные с помощью исследовательского реактора, используются для рассеяния нейтронов , неразрушающего контроля, анализа и испытаний материалов , производства радиоизотопов , научных исследований и связей 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 [ править ]
Исследовательские реакторы проще энергетических и работают при более низких температурах. Им нужно гораздо меньше топлива, и при его использовании накапливается гораздо меньше продуктов деления. С другой стороны, для их топлива требуется более высокообогащенный уран , обычно до 20% по U-235 , хотя некоторые используют 93% U-235; в то время как 20% обогащение обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93% обычно называют «оружейным». У них также очень высокая удельная мощность в ядре, что требует особых конструктивных особенностей. Как и в энергетических реакторах, активной зоне требуется охлаждение, обычно естественная или принудительная конвекция с водой, и замедлитель.требуется для замедления скорости нейтронов и усиления деления. Поскольку производство нейтронов является их основной функцией, большинство исследовательских реакторов используют отражатели для уменьшения потерь нейтронов из активной зоны.
Конверсия в низкообогащенный уран [ править ]
Международное агентство по атомной энергии и Департамент энергетики США инициировало программу в 1978 году для разработки средств для преобразования исследовательских реакторов с использованием высокообогащенного урана (ВОУ) , на использование низкообогащенного урана (НОУ), в поддержку его нераспространения политики. [1] [2] К тому времени США поставили исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну в рамках своей программы « Атом для мира ». В 2004 году Министерство энергетики США продлило свою программу приема отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов до 2019 года [3].
По состоянию на 2016 год в отчете Национальной академии наук, инженерии и медицины говорится, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен до 2035 года. Отчасти это связано с тем, что разработка надежного НОУ-топлива для исследовательских реакторов с высоким нейтронным потоком, которое не выходит из строя из-за набухания, шла медленнее, чем ожидалось. [4] По состоянию на 2020 год остается 72 исследовательских реактора с ВОУ. [5]
Дизайнеры и конструкторы [ править ]
Хотя в 1950-х, 1960-х и 1970-х годах было несколько компаний, специализирующихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, активность на этом рынке впоследствии снизилась, и многие компании ушли.
Сегодня рынок объединен в несколько компаний, которые концентрируют ключевые проекты на всемирной основе.
Последний международный тендер (1999 г.) на исследовательский реактор был организован ANSTO на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию реактора OPAL . Предварительную квалификацию прошли четыре компании: AECL , INVAP , Siemens и Technicatom . Проект был присужден компании ИНВАП, построившей реактор. В последние годы AECL ушла с этого рынка, и компании Siemens и Technicatom были объединены в AREVA .
Классы исследовательских реакторов [ править ]
- Водный гомогенный реактор
- Реактор класса Аргонавт
- Класс DIDO , шесть высокопоточных реакторов по всему миру
- TRIGA , очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру
- Класс реактора SLOWPOKE , разработанный AECL , Канада
- Миниатюрный реактор-источник нейтронов , основанный на конструкции SLOWPOKE, разработанный AECL , в настоящее время экспортируется Китаем.
Исследовательские центры [ править ]
Полный список можно найти в Списке исследовательских ядерных реакторов .
Исследовательские центры, эксплуатирующие реактор:
Название реактора | Страна | Город | Учреждение | Уровень мощности | Дата операции |
---|---|---|---|---|---|
Реактор BR2 | Бельгия | Мол | Бельгийский центр ядерных исследований SCK • CEN | 100 МВт | |
Будапештский исследовательский реактор [6] | Венгрия | Будапешт | Центр энергетических исследований Венгерской академии наук | 5 МВт [6] | 1959 [6] |
Учебный реактор Будапештского технологического университета [7] | Венгрия | Будапешт | Будапештский технологический университет | 100 кВт | 1969 г. |
ILL High-Flux реактор | Франция | Гренобль | Institut Laue-Langevin | 63 МВт [8] | |
РА-6 | Аргентина | Барилоче | Институт Бальсейро , Атомный центр Барилоче | 1 МВт [9] | 1982 [9] |
ЗЭД-2 | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Chalk River Laboratories | 200 Вт [10] | 1960 г. |
Ядерный реактор Макмастера | Канада | Гамильтон, Онтарио | Университет Макмастера | 5 МВт | 1959 г. |
Национальный исследовательский универсальный реактор | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Chalk River Laboratories | 135 МВт | 1957 г. |
Ядерные реакторы Петтен | Нидерланды | Петтен | Голландская группа ядерных исследований и консультантов, [11] Объединенный исследовательский центр ЕС | 30 кВт и 60 МВт | 1960 г. |
ОРФЕЙ | Франция | Saclay | Лаборатория Леона Бриллюэна | 14 МВт | 1980 г. |
FRM II | Германия | Гархинг | Technische Universität München | 20 МВт | 2004 г. |
HOR | Нидерланды | Делфт | Реакторный институт Делфта , Делфтский технологический университет | 2 МВт | |
BER II | Германия | Берлин | Helmholtz-Zentrum Берлин | 10 МВт | |
Майнц | Германия | Майнц | Universität Mainz, Institut für Kernchemie | 100 кВт [12] | |
TRIGA Mark II [13] | Австрия | Вена | Технический университет Вены, TU Wien, Atominstitut | 250 кВт | 1962 [13] |
ИРТ-2000 | Болгария | София | Исследовательский сайт Болгарской академии наук | 2 МВт | |
ОПАЛ | Австралия | Лукас Хайтс, Новый Южный Уэльс | Австралийская организация ядерной науки и технологий | 20 МВт | 2006 г. |
IEA-R1 | Бразилия | Сан-Паулу | Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) | 3,5 МВт | 1957 г. |
ИРТ-2000 [14] | Россия | Москва | Московский инженерно-физический институт | 2,5 МВт [14] | 1967 [14] |
САФАРИ-1 | Южная Африка | Пелиндаба | NECSA | 20 МВт [15] | 1965 [15] |
ХАНАРО | Южная Корея | Тэджон | Корейский научно-исследовательский институт атомной энергии ( KAERI ) | 30 МВт [16] | 1995 [16] |
LVR-15 | Республика Чехия | Ржеж | Институт ядерных исследований | 10 МВт [17] | 1995 [17] |
Программа реакторов Университета штата Северная Каролина | Соединенные Штаты | Роли, Северная Каролина | Университет штата Северная Каролина | 1 МВт [18] | 1953 [18] |
HFIR | Соединенные Штаты | Ок-Ридж, Теннесси | Национальная лаборатория Окриджа | ||
ATR | Соединенные Штаты | Айдахо | Национальная лаборатория Айдахо | ||
Исследовательский реактор Университета Миссури | Соединенные Штаты | Колумбия, штат Миссури | Университет Миссури | 10 МВт | 1966 г. |
Учебный реактор Мэрилендского университета | Соединенные Штаты | Колледж-Парк, Мэриленд | Университет Мэриленда | 250 кВт [19] | 1970 [19] |
Реактор Университета штата Вашингтон | Соединенные Штаты | Пуллман, Вашингтон | Вашингтонский государственный университет | 1 МВт [20] | |
КРОКУС | Швейцария | Лозанна | Федеральная политехническая школа Лозанны | ||
Мария реактор | Польша | Сверк- Отвоцк | Национальный центр ядерных исследований | 30 МВт | 1974 г. |
TRIGA Mark I | Соединенные Штаты | Ирвин, Калифорния | Калифорнийский университет в Ирвине | ||
ITU Reactor | Турция | Стамбул | Стамбульский технический университет | ||
ETRR-1 | Египет | Иншас | Центр ядерных исследований | 2 МВт | 1961 г. |
ETRR-2 | Египет | Иншас | Центр ядерных исследований | 22 МВт | 1997 г. |
GHARR-1 [21] | Гана | Аккра | Национальный институт ядерных исследований Комиссии по атомной энергии Ганана | 30 кВт |
Списанные исследовательские реакторы:
Название реактора | Страна | Город | Учреждение | Уровень мощности | Дата операции | Дата закрытия | Списан |
---|---|---|---|---|---|---|---|
АСТРА | Австрия | Зайберсдорф | 10 МВт | 1960 г. | 1999 г. | ||
КОНСОРТ | Великобритания | Аскот, Беркшир | Имперский колледж | 100 кВт | |||
Реактор JASON | Великобритания | Гринвич | Королевский военно-морской колледж | 10 кВт | 1962 г. | 1996 г. | |
MOATA | Австралия | Лукас Хайтс | 100 кВт | 1961 г. | 1995 г. | ||
HIFAR | Австралия | Лукас Хайтс | 1958 г. | 2007 г. | |||
HTGR (конструкция «штифт в блоке») | Великобритания | Уинфрит в Дорсете , | Международное агентство по атомной энергии | 20 МВт | 1964 г. | 1976 г. | Июль 2005 г. [22] |
ДИДО | Великобритания | Харвелл, Оксфордшир | Научно-исследовательский центр по атомной энергии | 1990 г. | |||
Демонстрация ядерной энергии | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Rolphton завод | 20 МВт | 1961 г. | 1987 г. | |
NRX | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Chalk River Laboratories | 1952 г. | 1992 г. | ||
Реактор PLUTO | Великобритания | Харвелл, Оксфордшир | Научно-исследовательский центр по атомной энергии | 26 МВт | 1957 г. | 1990 г. | |
Реактор для испытаний в бассейне | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Chalk River Laboratories | 10 кВт | 1957 г. | 1990 г. | |
WR-1 | Канада | Пинава, Манитоба | AECL «s WhiteShell Laboratories | 60 МВт | 1965 г. | 1985 г. | |
ZEEP | Канада | Глубокая река, Онтарио | AECL «s Chalk River Laboratories | 1945 г. | 1973 | ||
Больше Зал Пристройка | Соединенные Штаты | Сиэтл | Вашингтонский университет | 100 кВт | 1961 г. | 1988 г. | |
Ева реактор | Польша | Сверк- Отвоцк | ПОЛАТОМ Институт ядерной энергии | 10 МВт | 1958 г. | 1995 г. | |
FiR 1 | Финляндия | Эспоо | Хельсинкский технологический университет , позже Центр технических исследований Финляндии VTT | 250 кВт [23] | 1962 [23] | 2015 [24] | |
RV-1 | Венесуэла | Каракас | Венесуэльский институт научных исследований | 3 МВт | 1960 г. | 1994 г. |
Ссылки [ править ]
- ^ «ПКИ по конверсии исследовательских реакторов с миниатюрными нейтронными источниками (MNSR) на низкообогащенный уран (НОУ)» . Ядерный топливный цикл и технология обращения с отходами . Международное агентство по атомной энергии. 13 января 2014 . Проверено 25 октября 2015 года .
- ^ «Пониженное обогащение для исследовательских и испытательных реакторов» . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинального 29 октября 2004 года.
- ^ "Принятие отработавшего ядерного топлива исследовательских реакторов США за рубежом" . Национальное управление ядерной безопасности. Архивировано из оригинального 22 сентября 2006 года.
- ↑ Чо, Адриан (28 января 2016 г.). «Избавление исследовательских реакторов от высокообогащенного урана займет на десятилетия больше, чем планировалось» . Наука . Проверено 13 апреля 2020 .
- ^ «МАГАТЭ подчеркивает работу по преобразованию исследовательских реакторов» . Мировые ядерные новости. 24 февраля 2020 . Проверено 13 апреля 2020 .
- ^ a b c "Будапештский исследовательский реактор | Будапештский нейтронный центр ... для исследований, науки и инноваций!" . www.bnc.hu . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ "Институт ядерных технологий" . reak.bme.hu . Проверено 11 сентября 2019 .
- ^ "Ядерные реакторы" . pd.chem.ucl.ac.uk . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b "RA-6 de Argentina" (на испанском языке) . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ "Исследовательские реакторы - Канадская ядерная ассоциация" . Канадская ядерная ассоциация . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ "Реактор с высоким потоком - Европейская комиссия" . ec.europa.eu . 13 февраля 2013 . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ Майнц, Johannes Gutenberg-Universität. «Реактор» . www.kernchemie.uni-mainz.de (на немецком языке) . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b "АТИ: Реактор" . ati.tuwien.ac.at . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b c "Реактор | Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" . eng.mephi.ru . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ а б "САФАРИ-1" . www.necsa.co.za . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b "Реактор с улучшенными нейтронами с высоким потоком (HANARO) | Оборудование | NTI" . www.nti.org . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b "Исследовательский реактор LVR-15 | Centrum výzkumu Řež" . cvrez.cz . Проверено 15 февраля 2018 .
- ^ a b "История - Программа ядерных реакторов" . Программа ядерных реакторов . Проверено 17 июля 2018 .
- ^ a b «Учебный реактор Университета Мэриленда (MUTR) | Реактор TRIGA мощностью 250 кВт | Радиационные установки Университета Мэриленда» . радиация.umd.edu/ . Проверено 11 июня 2018 .
- ^ "Центр ядерных наук Вашингтонский государственный университет" . nsc.wsu.edu . Проверено 6 августа 2019 .
- ^ "База данных исследовательского реактора - GHARR-1" . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 15 февраля 2018 года .
- ^ https://web.archive.org/web/20121006220020/http://www.nda.gov.uk/stakeholder/newsletter/winfrith-dragon.cfm?renderforprint=1&
- ^ a b Карлсен, Уэйд; Вилкамо, Олли (14 декабря 2016 г.). «Старый исследовательский ядерный реактор Финляндии будет выведен из эксплуатации - строится новый центр ядерной безопасности» . VTT Impulse . Проверено 22 февраля 2018 .
- ^ "База данных исследовательского реактора" . Международное агентство по атомной энергии . Проверено 22 февраля 2018 .
- Информационный документ WNA № 61: Исследовательские реакторы
- Ядерное нераспространение: Министерству энергетики необходимо принять меры для дальнейшего сокращения использования оружейного урана в гражданских исследовательских реакторах , GAO , июль 2004 г., GAO-04-807
Внешние ссылки [ править ]
- Список ядерных исследовательских реакторов в мире, доступный для поиска МАГАТЭ
- Национальная организация испытательных, исследовательских и учебных реакторов, Inc.
- NMI3 - Инициатива EU-FP7 по интегрированной инфраструктуре для рассеяния нейтронов и мюонной спектроскопии