Исследовательский реактор

Исследовательский реактор CROCUS Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии

Исследовательские реакторы — 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 в качестве судовых энергетических установок.

Цель

Нейтроны, производимые исследовательским реактором, используются для неразрушающего контроля, анализа и испытания материалов, производства радиоизотопов, научных исследований и в образовательных целях. Исследовательские реакторы, которые производят радиоизотопы для медицинского или промышленного использования, иногда называют изотопными реакторами.

Технические аспекты

Исследовательские реакторы проще энергетических реакторов и работают при более низких температурах. Им нужно гораздо меньше топлива, и по мере использования топлива образуется гораздо меньше продуктов деления. С другой стороны, их топливо требует более высокообогащенного урана, обычно до 20% U-235, хотя некоторые используют 93% U-235. Обогащение менее 20% обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93% обычно называют «оружейным уровнем». Также они имеют очень высокую удельную мощность в активной зоне, что требует некоторых конструктивных особенностей. Как и в энергетических реакторах, активная зона нуждается в охлаждении, которое обычно достигается за счёт естественной или принудительной конвекции водой. Также требуется замедлитель для уменьшения скорости нейтронов до оптимального уровня с точки зрения огощения из ядрами U-235. Поскольку производство нейтронов является основной функцией этих реакторов, большинство из них имеют отражатели нейтронов, чтобы уменьшить потери нейтронов из активной зоны.

Переход на низкообогащенный уран

Международное агентство по атомной энергии и Министерство энергетики США инициировали в 1978 году программу по разработке средств перевода исследовательских реакторов с высокообогащенного урана (ВОУ) на использование низкообогащенного урана (НОУ) в поддержку своей политики нераспространения.[1][2] К тому времени США поставили исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну в рамках своей программы «Атом для мира». В 2004 г. Министерство энергетики США продлило до 2019 года свою программу приема отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов. [3]

По состоянию на 2016 год в отчете Национальной академии наук, инженерии и медицины сделан вывод о том, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен не ранее 2035 года. Отчасти это связано с тем, что разработка надежного низкообогащенного топлива для исследовательских реакторов с высоким потоком нейтронов, которое не выходит из строя из-за разбухания, идет медленнее, чем ожидалось. [4] По состоянию на 2020 год осталось 72 исследовательских реактора на ВОУ. [5]

Дизайнеры и конструкторы

Хотя в 1950-е, 1960-е и 1970-е годы существовал ряд компаний, специализирующихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, впоследствии активность на этом рынке пошла на убыль, и многие компании ушли с рынка.

Сегодня рынок консолидировался в нескольких компаниях, которые концентрируют ключевые проекты по всему миру.

Самый последний международный тендер (1999 г.), связанный с исследовательскими реакторами, был организован ANSTO (Australian Nuclear Science and Technology Organisation) на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию реактора OPAL. Предквалификацию прошли четыре компании: AECL (Atomic Energy of Canada Limited), INVAP, Siemens и Technicatom. Контракт был присужден компании INVAP, построившей реактор. В последние годы AECL ушла с этого рынка, а деятельность Siemens и Technicatom была объединена в AREVA .

Классы исследовательских реакторов

Исследовательские центры

Полный список можно найти в Перечне ядерных исследовательских реакторов[где?]

Исследовательские центры, эксплуатирующие реакторы:

Название Страна Город Учреждение Мощность Дата пуска
BR2 Reactor Бельгия Мол Belgian Nuclear Research Center SCK•CEN 100 МВт
Budapest Research Reactor[6] Венгрия Будапешт Hungarian Academy of Sciences Centre for Energy Research 5 МВт[6] 1959[6]
Budapest University of Technology Training Reactor[7] Венгрия Будапешт Будапештский университет технологии и экономики 100 кВт 1969
ILL High-Flux Reactor Франция Гренобль Institut Laue-Langevin 63 МВт[8]
RA-6 Аргентина Сан-Карлос-де-Барилоче Balseiro Institute, / Bariloche Atomic Centre 1 МВт[9] 1982[9]
ZED-2 Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Chalk River Laboratories 200 Вт[10] 1960
McMaster Nuclear Reactor Canada Гамильтон, Онтарио McMaster University 5 МВт 1959
National Research Universal Reactor Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Chalk River Laboratories 135 МВт 1957
Petten nuclear reactors Нидерланды Petten Dutch Nuclear Research and consultancy Group,[11] EU Joint Research Centre 30 кВт and 60 МВт 1960
ORPHEE Франция Saclay Laboratoire Léon Brillouin 14 МВт 1980
FRM II Германия Гархинг Technische Universität München 20 МВт 2004
HOR Нидерланды Делфт Reactor Institute Delft, Делфтский технический университет 2 МВт
BER II Германия Берлин Helmholtz-Zentrum Berlin 10 МВт
Mainz Германия Майнц Universität Mainz, Institut für Kernchemie 100 кВт[12]
TRIGA Mark II[13] Австрия Вена Technical University Vienna, TU Wien, Atominstitut 250 кВт 1962[13]
IRT-2000 Болгария София Болгарская академия наук 2 МВт
OPAL Австралия Lucas Heights, New South Wales Australian Nuclear Science and Technology Organisation 20 МВт 2006
IEA-R1 Бразилия Сан-Паулу Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) 3,5 МВт 1957
IRT-2000[14] Россия Москва Moscow Engineering Physics Institute 2,5 МВт[14] 1967[14]
SAFARI-1 ЮАР Pelindaba NECSA 20 МВт[15] 1965[15]
HANARO Юж. Корея Тэджон Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) 30 МВт[16] 1995[16]
LVR-15 Чехия Řež Nuclear Research Institute 10 МВт[17] 1995[17]
North Carolina State University Reactor Program США Роли, Сев. Каролина North Carolina State University 1 МВт[18] 1953[18]
HFIR США Ок-Ридж, Теннесси Oak Ridge National Laboratory
ATR[англ.] США Айдахо Idaho National Laboratory 250 МВт[19]
University of Missouri Research Reactor США Колумбия, Миссури University of Missouri 10 МВт 1966
Maryland University Training Reactor США Колледж-Парк, Мериленд University of Maryland 250 кВт[20] 1970[20]
Washington State University Reactor США Пулмен, Вашингтон Washington State University 1 МВт[21]
CROCUS Швейцария Лозанна École polytechnique fédérale de Lausanne
Мария Польша Świerk-Отвоцк National Centre for Nuclear Research 30 МВт 1974
TRIGA Mark I США Ирвайн, Калифорния University of California, Irvine
ITU Reactor Турция Стамбул Стамбульский технический университет
ETRR-1 Египет Inshas Ядерный исследовательский центр 2 МВт 1961
ETRR-2 Египет Inshas Ядерный исследовательский центр 22 МВт 1997
GHARR-1[22] Гана Аккра National Nuclear Research Institute of the Ghanan Atomic Energy Commission 30 кВт
Выведенные из эксплуатации исследовательские реакторы
Название Страна Город Учреждение Мощность Дата пуска Дата остановки Decommissioned
ASTRA Австрия Зайберсдорф 10 МВт 1960 1999
CONSORT United Kingdom Аскот Imperial College 100 кВт
JASON reactor Великобритания Гринвич Royal Naval College 10 кВт 1962 1996
MOATA Австралия Lucas Heights 100 кВт 1961 1995
HIFAR Австралия Lucas Heights 1958 2007
HTGR (Pin-in-Block Design) Великобритания Winfrith, Дорсет, International Atomic Energy Agency 20 МВт 1964 1976 июль 2005[23]
DIDO Великобритания Харуэлл Atomic Energy Research Establishment 10-26 МВт 1956 1990
Nuclear Power Demonstration Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Rolphton plant 20 МВт 1961 1987
NRX Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Chalk River Laboratories 1952 1992
PLUTO reactor Великобритания Харуэлл, Оксвордшир Atomic Energy Research Establishment 10-26 МВт 1957 1990
Pool Test Reactor Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Chalk River Laboratories 10 кВт 1957 1990
WR-1 Канада Pinawa, Manitoba AECL's Whiteshell Laboratories 60 МВт 1965 1985
ZEEP Канада Дип-Ривер, Онтарио AECL's Chalk River Laboratories 1945 1973
More Hall Annex США Сиэтл University of Washington 100 кВт 1961 1988
Ewa reactor Польша Świerk-Отвоцк POLATOM Institute of Nuclear Energy 10 МВт 1958 1995
FiR 1 Финляндия Эспоо Хельсинкский технологический университет,

later VTT Technical Research Centre of Finland 		250 кВт[24] 1962[24] 2015[25]
RV-1 Венесуэла Каракас Venezuelan Institute for Scientific Research 3 МВт 1960 1994

Примечания

  1. ↑ CRP on Conversion of Miniature Neutron Source Research Reactors (MNSR) to Low Enriched Uranium (LEU) (англ.). International Atomic Energy Agency (13 января 2014). Дата обращения: 25 октября 2015. Архивировано 6 января 2018 года.
  2. ↑ Reduced Enrichment for Research and Test Reactors (англ.). National Nuclear Security Administration. Архивировано 29 октября 2004 года.
  3. ↑ U.S. Foreign Research Reactor Spent Nuclear Fuel Acceptance (англ.). National Nuclear Security Administration. Архивировано 22 сентября 2006 года.
  4. ↑ Cho, Adrian (2016-01-28). "Ridding research reactors of highly enriched uranium to take decades longer than projected". Science. Архивировано 7 июля 2022. Дата обращения: 13 апреля 2020.
  5. ↑ "IAEA highlights work to convert research reactors". World Nuclear News. 2020-02-24. Архивировано 25 февраля 2020. Дата обращения: 13 апреля 2020.
  6. ↑ 1 2 3 Budapest Research Reactor (англ.). Budapest Neutron Centre. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 16 февраля 2018 года.
  7. ↑ Institute for Nuclear Technology (англ.). reak.bme.hu. Дата обращения: 11 сентября 2019. Архивировано 5 сентября 2019 года.
  8. ↑ Nuclear Reactors (англ.). ucl. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 28 декабря 2017 года.
  9. ↑ 1 2 "RA-6 de Argentina" (исп.). Архивировано 16 февраля 2018. Дата обращения: 15 февраля 2018.
  10. ↑ "Research reactors" (англ.). Canadian Nuclear Association. Архивировано 16 февраля 2018. Дата обращения: 15 февраля 2018.
  11. ↑ High Flux Reactor (англ.). European Commission (13 февраля 2013). Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 16 февраля 2018 года.
  12. ↑ Reactor (нем.). Mainz Johannes Gutenberg-Universität. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 16 февраля 2018 года.
  13. ↑ 1 2 Reactor (англ.). Atominstitut, Technische Universität Wien. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано из оригинала 16 февраля 2018 года.
  14. ↑ 1 2 3 The reactor (англ.). МИФИ. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 16 февраля 2018 года.
  15. ↑ 1 2 SAFARI-1 (англ.). www.necsa.co.za. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 31 января 2018 года.
  16. ↑ 1 2 High-Flux Advanced Neutron Application Reactor (HANARO) | Facilities (англ.). nti. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 4 февраля 2018 года.
  17. ↑ 1 2 Research Reactor LVR-15 (англ.). Centrum výzkumu Řež. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 16 февраля 2018 года.
  18. ↑ 1 2 "History - Nuclear Reactor Program" (англ.). NC State University. Архивировано 4 июля 2018. Дата обращения: 17 июля 2018.
  19. ↑ ATR Factsheet (англ.) (PDF). Idaho National Laboratory. Дата обращения: 28 февраля 2008. Архивировано из оригинала 3 июля 2008 года.
  20. ↑ 1 2 Maryland University Training Reactor (MUTR) | 250 kW TRIGA Reactor (англ.). University of Maryland. Дата обращения: 11 июня 2018. Архивировано 12 июня 2018 года.
  21. ↑ Nuclear Science Center Washington State University (англ.). Дата обращения: 6 августа 2019. Архивировано 6 августа 2019 года.
  22. ↑ Research Reactor Database - GHARR-1 (англ.). International Atomic Energy Agency. Дата обращения: 15 февраля 2018. Архивировано 27 апреля 2021 года.
  23. ↑ Winfrith's DRAGON loses its fire (англ.). nda. Дата обращения: 12 января 2022. Архивировано из оригинала 6 октября 2012 года.
  24. ↑ 1 2 Karlsen; Vilkamo, Olli Finland's old nuclear research reactor to be decommissioned – New Centre for Nuclear Safety under construction (англ.). VTT Impulse (14 декабря 2016). Дата обращения: 22 февраля 2018. Архивировано 23 февраля 2018 года.
  25. ↑ Research Reactor Database (англ.). International Atomic Energy Agency. Дата обращения: 22 февраля 2018. Архивировано 23 февраля 2018 года.

Внешние ссылки

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!