Реактор для плавательного бассейна
Реактор в плавательном бассейне [ 1] , также называемый реактором в открытом бассейне , представляет собой тип ядерного реактора , в котором активная зона (состоящая из топливных элементов и регулирующих стержней ) погружена в открытый бассейн, обычно с водой. [2]
Вода действует как замедлитель нейтронов , хладагент и радиационная защита. Слой воды непосредственно над активной зоной реактора настолько полностью экранирует излучение, что операторы могут безопасно работать над реактором. Эта конструкция имеет два основных преимущества: реактор легко доступен, и вся система охлаждения первого контура, т . е . вода в бассейне, находится под нормальным давлением. Это позволяет избежать высоких температур и больших давлений атомных электростанций . Бассейновые реакторы используются в качестве источника нейтронов и для обучения, а в редких случаях - для обработки тепла, но не для производства электроэнергии.
Открытые бассейны имеют высоту от 6 до 9 м (от 20 до 30 футов) и диаметр от 1,8 до 3,6 м (от 6 до 12 футов). Некоторые бассейны, например, на реакторе Canadian MAPLE , имеют прямоугольную форму, а не цилиндрическую, и часто содержат до 416 000 литров (110 000 галлонов) воды. Большинство бассейнов построены над уровнем пола, но некоторые полностью или частично находятся под землей. Существуют типы с обычной (легкой) водой и только с тяжелой водой , а также так называемые конструкции «бак в бассейне», в которых для охлаждения используется замедление тяжелой воды в небольшом резервуаре, расположенном в большом бассейне с легкой водой. Вокруг объекта иногда размещают спасательные средства для спасения персонала, который может упасть в бассейн, что еще больше усиливает впечатление плавательного бассейна.
Обычно реактор загружается низкообогащенным урановым (НОУ) топливом, состоящим из менее чем 20% урана -235 , легированного матрицей, такой как алюминий или цирконий . Высокообогащенный уран (ВОУ) был предпочтительным топливом, поскольку он имел более длительный срок службы, но в невоенных реакторах они были в значительной степени сняты с производства, чтобы избежать проблем с распространением . Однако чаще всего используется обогащение 19,75%, что чуть ниже уровня 20%, что делает его высокообогащенным. Топливными элементами могут быть пластины или стержни с содержанием урана от 8,5% до 45% . Бериллий и графитблоки или пластины могут быть добавлены к активной зоне, поскольку отражатели нейтронов и стержни, поглощающие нейтроны, протыкают активную зону для контроля. General Atomics of La Jolla, CA производит топливные элементы реакторов TRIGA во Франции для большинства этих типов реакторов по всему миру. Охлаждение активной зоны осуществляется либо за счет конвекции , создаваемой горячей активной зоной, либо в более крупных реакторах за счет принудительного потока теплоносителя и теплообменников .
Различные станции для хранения предметов, подлежащих облучению, располагаются внутри активной зоны или в непосредственной близости от активной зоны. Образцы могут опускаться в керн сверху или подаваться пневматически по горизонтальным трубам снаружи резервуара на уровне керна. Также могут быть установлены вакуумированные или заполненные гелием горизонтальные трубы для направления пучка нейтронов на мишени, расположенные на расстоянии от реакторного зала.
Большинство исследовательских реакторов относятся к бассейновому типу. Это, как правило, конструкции с низким энергопотреблением и низкими эксплуатационными расходами. Например , SLOWPOKE от AECL имеет лицензию на работу без присмотра до 18 часов. Бор-нейтронозахватная терапия - еще одно медицинское применение.
