Русская Википедия:Исследовательский реактор
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
- Водный гомогенный реактор
- Реактор класса Аргонавт
- DIDO, шесть высокопоточных реакторов по всему миру
- TRIGA, очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру
- SLOWPOKE, разработанный AECL, Канада
- MNSR на основе конструкции SLOWPOKE, разработанный AECL, в настоящее время экспортируется Китаем.
Исследовательские центры
Полный список можно найти в Перечне ядерных исследовательских реакторов .
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 | 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
Внешние ссылки
- WNA Information Paper # 61: Research Reactors
- Nuclear Nonproliferation: DOE Needs to Take Action to Further Reduce the Use of Weapons-Usable Uranium in Civilian Research Reactors, GAO, July 2004, GAO-04-807
- IAEA searchable list of Nuclear Research Reactors in the world
- The National Organization of Test, Research, and Training Reactors, Inc.
- NMI3 - EU-FP7 Integrated Infrastructure Initiative for Neutron Scattering and Muon Spectroscopy
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 9,0 9,1 Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 13,0 13,1 Шаблон:Cite web
- ↑ 14,0 14,1 14,2 Шаблон:Cite web
- ↑ 15,0 15,1 Шаблон:Cite web
- ↑ 16,0 16,1 Шаблон:Cite web
- ↑ 17,0 17,1 Шаблон:Cite web
- ↑ 18,0 18,1 Шаблон:Cite news
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 20,0 20,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ 24,0 24,1 Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite web