Výzkumný reaktor - Research reactor - Wikipedia

Věda s neutrony
Neutron.svg
Nadace
Rozptyl neutronů
Další aplikace
Infrastruktura
Neutronová zařízení
The KROKUS výzkumný reaktor École polytechnique fédérale de Lausanne, v Švýcarsko.

Výzkumné reaktory jsou jaderné reaktory které slouží především jako zdroj neutronů. Také se jim říká bezenergetické reaktory, na rozdíl od energetických reaktorů, které se používají pro výroba elektřiny, výroba tepla, nebo námořní pohon.

Účel

The neutrony se používají pro výzkumný reaktor rozptyl neutronů, nedestruktivní testování, analýza a testování materiálů, produkce radioizotopy, výzkum a veřejný dosah a vzdělávání. Někdy se nazývají výzkumné reaktory, které produkují radioizotopy pro lékařské nebo průmyslové použití izotopové reaktory. Reaktory, které jsou optimalizovány pro experimenty s paprskem, dnes konkurují spalační zdroje.

Technické aspekty

Výzkumné reaktory jsou jednodušší než energetické reaktory a pracují při nižších teplotách. Potřebují mnohem méně paliva a mnohem méně štěpných produktů se hromadí při používání paliva. Na druhou stranu jejich palivo vyžaduje více vysoce obohacený uran, obvykle až 20% U-235, i když někteří používají 93% U-235; zatímco 20% obohacení se obecně nepovažuje za použitelné v jaderných zbraních, 93% se běžně označuje jako „stupeň zbraní“. Mají také velmi vysokou hustotu výkonu v jádře, což vyžaduje speciální konstrukční vlastnosti. Stejně jako energetické reaktory i jádro potřebuje chlazení, obvykle přirozené nebo nucené proudění s vodou a moderátor je zapotřebí ke zpomalení rychlostí neutronů a zvýšení štěpení. Protože produkce neutronů je jejich hlavní funkcí, většina výzkumných reaktorů těží z reflektorů ke snížení ztráty neutronů z jádra.

Převod na LEU

The Mezinárodní agentura pro atomovou energii a Americké ministerstvo energetiky zahájil v roce 1978 program vývoje prostředků k přeměně výzkumných reaktorů z používání vysoce obohaceného uranu na použití nízko obohacený uran, na podporu své politiky nešíření jaderných zbraní.[1][2] Do té doby USA dodaly jako součást svých výzkumných reaktorů a vysoce obohaceného uranu do 41 zemí Atomy pro mír program. V roce 2004 americké ministerstvo energetiky prodloužilo svůj program přijímání vyhořelého jaderného paliva pro zahraniční výzkumné reaktory do roku 2019.[3]

Jak 2016, a Národní akademie věd, inženýrství a medicíny zpráva dospěla k závěru, že převod všech výzkumných reaktorů na LEU nelze dokončit nejdříve do roku 2035. Částečně je to proto, že vývoj spolehlivého paliva LEU pro výzkumné reaktory s vysokým neutronovým tokem, které nezklame bobtnáním, byl pomalejší, než se očekávalo.[4] Do roku 2020 zbývá 72 výzkumných reaktorů HEU.[5]

Návrháři a konstruktéři

Zatímco v padesátých, šedesátých a sedmdesátých letech existovala řada společností, které se specializovaly na konstrukci a konstrukci výzkumných reaktorů, činnost tohoto trhu se poté ochladila a mnoho společností ustoupilo.

Trh se dnes konsolidoval do několika společností, které soustředí klíčové projekty na celosvětovou bázi.

Poslední mezinárodní výběrové řízení (1999) na výzkumný reaktor bylo vypsáno společností ANSTO pro návrh, konstrukci a uvedení do provozu OPÁL reaktor. Byly předkvalifikovány čtyři společnosti: AECL, INVAP, Siemens a Technicatom. Projekt získal společnost INVAP, která reaktor postavila. V posledních letech, AECL stáhly z tohoto trhu a byly sloučeny aktivity společností Siemens a Technicatom AREVA.

Třídy výzkumných reaktorů

Výzkumná centra

Hlavní článek: Neutronová zařízení

Kompletní seznam naleznete na Seznam jaderných výzkumných reaktorů.

Výzkumná centra, která provozují reaktor:

Název reaktoruZeměMěstoInstituceVýkonová úroveňDatum operace
BR2 reaktorBelgieMolBelgické centrum jaderného výzkumu SCK • CEN100 MW
Budapešťský výzkumný reaktor[6]MaďarskoBudapešťCentrum pro výzkum energie v Maďarské akademii věd5 MW[6]1959[6]
Výcvikový reaktor pro budapešťskou technologickou univerzitu[7]MaďarskoBudapešťBudapešťská technická univerzita100 kW1969
ILL High-Flux ReactorFrancieGrenobleInstitut Laue-Langevin63 MW[8]
RA-6ArgentinaBarilocheBalseiro Institute, / Atomové centrum Bariloche1 MW[9]1982[9]
ZED-2KanadaDeep River, OntarioAECL je Chalk River Laboratories200 W.[10]1960
McMaster Nuclear ReactorKanadaHamilton, OntarioMcMaster University5 MW1959
Univerzální reaktor pro národní výzkumKanadaDeep River, OntarioAECL je Chalk River Laboratories135 MW1957
Pettenovy jaderné reaktoryHolandskoPettenHolandská skupina pro jaderný výzkum a konzultace,[11] Společné výzkumné středisko EU30 kW a 60MW1960
ORPHEEFrancieSaclayLaboratoire Léon Brillouin14 MW1980
FRM IINěmeckoGarchingTechnische Universität München20 MW2004
HORHolandskoDelftReactor Institute Delft, Technologická univerzita v Delftu2 MW
BER IINěmeckoBerlínHelmholtz-Zentrum Berlin10 MW
MainzNěmeckoMainzUniversität Mainz, Institut für Kernchemie100 kW[12]
TRIGA Mark II[13]RakouskoVídeňTechnická univerzita ve Vídni, TU Wien, Atominstitut250 kW1962[13]
IRT-2000BulharskoSofieBulharská akademie věd místo výzkumu2 MW
OPÁLAustrálieLucas Heights, Nový Jižní WalesAustralská organizace pro jadernou vědu a technologii20 MW2006
IEA-R1BrazílieSao PauloInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)3,5 MW1957
IRT-2000[14]RuskoMoskvaMoskevský institut inženýrské fyziky2,5 MW[14]1967[14]
SAFARI-1Jižní AfrikaPelindabaNECSA20 MW[15]1965[15]
HANAROJižní KoreaDaejeonKorea Atomic Energy Research Institute (KAERI )30 MW[16]1995[16]
LVR-15Česká republikaŘežÚstav jaderného výzkumu10 MW[17]1995[17]
Program reaktorů na státní univerzitě v Severní KarolíněSpojené státyRaleigh, Severní KarolínaStátní univerzita v Severní Karolíně1 MW[18]1953[18]
HFIRSpojené státyOak Ridge, TennesseeNárodní laboratoř v Oak Ridge
ATRSpojené státyIdahoIdaho National Laboratory
Výzkumný reaktor University of MissouriSpojené státyColumbia, MissouriUniversity of Missouri10 MW1966
Maryland University Training ReactorSpojené státyCollege Park, MarylandUniversity of Maryland250 kW[19]1970[19]
Washington State University ReactorSpojené státyPullman, WashingtonWashingtonská státní univerzita1 MW[20]
KROKUSŠvýcarskoLausanneÉcole polytechnique fédérale de Lausanne
Maria reaktorPolskoŚwierk-OtwockNárodní centrum pro jaderný výzkum30 MW1974
TRIGA Mark I.Spojené státyIrvine, KalifornieUniversity of California, Irvine
Reaktor ITUkrocanIstanbulIstanbulská technická univerzita
ETRR-1EgyptInshasCentrum jaderného výzkumu2 MW1961
ETRR-2EgyptInshasCentrum jaderného výzkumu22 MW1997
GHARR-1[21]GhanaAccraNárodní institut pro jaderný výzkum Komise pro atomovou energii Ghanan30 kW

Vyřazené výzkumné reaktory:

Název reaktoruZeměMěstoInstituceVýkonová úroveňDatum operaceDatum uzavřeníVyřazeno z provozu
ASTRARakouskoSeibersdorf10 MW19601999
CHOŤSpojené královstvíAscot, BerkshireImperial College100 kW
Reaktor JASONSpojené královstvíGreenwichRoyal Naval College10 kW19621996
MOATAAustrálieLucas Heights100 kW19611995
HIFARAustrálieLucas Heights19582007
HTGR (design Pin-in-Block)Spojené královstvíWinfrith v Dorset,Mezinárodní agentura pro atomovou energii20 MWt19641976Červenec 2005[22]
DIDOSpojené královstvíHarwell, OxfordshireZřízení výzkumu atomové energie1990
Demonstrace jaderné energieKanadaDeep River, OntarioAECL je Rolphton rostlina20 MW19611987
NRXKanadaDeep River, OntarioAECL je Chalk River Laboratories19521992
PLUTO reaktorSpojené královstvíHarwell, OxfordshireZřízení výzkumu atomové energie26 MW19571990
Pool testovací reaktorKanadaDeep River, OntarioAECL je Chalk River Laboratories10 kW19571990
WR-1KanadaPinawa, ManitobaAECL je Whiteshell Laboratories60 MW19651985
ZEEPKanadaDeep River, OntarioAECL je Chalk River Laboratories19451973
Více Hall přílohaSpojené státySeattleUniversity of Washington100 kW19611988
Ewa reaktorPolskoŚwierk-OtwockPOLATOM Ústav jaderné energie10 MW19581995
FiR 1FinskoEspooHelsinská technická univerzita,
později Finské centrum technického výzkumu VTT		250 kW[23]1962[23]2015[24]
RV-1VenezuelaCaracasVenezuelský institut pro vědecký výzkum3 MW19601994

Reference

  1. ^ „CRP o převodu miniaturních reaktorů pro výzkum neutronových zdrojů (MNSR) na nízko obohacený uran (LEU)“. Cyklus jaderného paliva a technologie odpadu. Mezinárodní agentura pro atomovou energii. 13. ledna 2014. Citováno 25. října 2015.
  2. ^ „Snížené obohacení pro výzkumné a zkušební reaktory“. Národní správa jaderného zabezpečení. Archivovány od originál dne 29. října 2004.
  3. ^ „Americký zahraniční výzkumný reaktor přijal vyhořelé jaderné palivo“. Národní správa jaderného zabezpečení. Archivovány od originál dne 22. září 2006.
  4. ^ Cho, Adrian (28. ledna 2016). „Zbavení výzkumných reaktorů vysoce obohaceného uranu trvá desetiletí déle, než se předpokládalo“. Věda. Citováno 13. dubna 2020.
  5. ^ „IAEA zdůrazňuje práci na přeměně výzkumných reaktorů“. Světové jaderné zprávy. 24. února 2020. Citováno 13. dubna 2020.
  6. ^ A b C „Budapest Research Reactor | Budapest Neutron Center ... pro výzkum, vědu a inovace!“. www.bnc.hu. Citováno 2018-02-15.
  7. ^ "Ústav pro jadernou technologii". reak.bme.hu. Citováno 2019-09-11.
  8. ^ „Jaderné reaktory“. pd.chem.ucl.ac.uk. Citováno 2018-02-15.
  9. ^ A b „RA-6 de Argentina“ (ve španělštině). Citováno 2018-02-15.
  10. ^ „Výzkumné reaktory - Kanadská jaderná asociace“. Kanadská jaderná asociace. Citováno 2018-02-15.
  11. ^ „High Flux Reactor - Evropská komise“. ec.europa.eu. 13. února 2013. Citováno 2018-02-15.
  12. ^ Mainz, Johannes Gutenberg-Universität. "Reaktor". www.kernchemie.uni-mainz.de (v němčině). Citováno 2018-02-15.
  13. ^ A b „ATI: Reactor“. ati.tuwien.ac.at. Citováno 2018-02-15.
  14. ^ A b C „Reaktor | Národní výzkumná jaderná univerzita MEPhI“. eng.mephi.ru. Citováno 2018-02-15.
  15. ^ A b "SAFARI-1". www.necsa.co.za. Citováno 2018-02-15.
  16. ^ A b "Pokročilý neutronový aplikační reaktor s vysokým tokem (HANARO) | Zařízení | NTI". www.nti.org. Citováno 2018-02-15.
  17. ^ A b "Výzkumný reaktor LVR-15 | Centrum výzkumu Řež". cvrez.cz. Citováno 2018-02-15.
  18. ^ A b „Historie - program jaderných reaktorů“. Program jaderných reaktorů. Citováno 2018-07-17.
  19. ^ A b „Maryland University Training Reactor (MUTR) | 250 kW TRIGA Reactor | University of Maryland Radiation Facilities“. radiační.umd.edu/. Citováno 2018-06-11.
  20. ^ „Nuclear Science Center Washington State University“. nsc.wsu.edu. Citováno 2019-08-06.
  21. ^ „Databáze výzkumných reaktorů - GHARR-1“. Mezinárodní agentura pro atomovou energii. Citováno 15. února 2018.
  22. ^ https://web.archive.org/web/20121006220020/http://www.nda.gov.uk/stakeholders/newsletter/winfrith-dragon.cfm?renderforprint=1&
  23. ^ A b Karlsen, Wade; Vilkamo, Olli (2016-12-14). „Starý finský jaderný výzkumný reaktor bude vyřazen z provozu - ve výstavbě nové centrum pro jadernou bezpečnost“. VTT Impulse. Citováno 2018-02-22.
  24. ^ „Databáze výzkumných reaktorů“. Mezinárodní agentura pro atomovou energii. Citováno 2018-02-22.

externí odkazy