Реактор для бассейна
Бассейновый реактор [1] , также называемый реактором открытого бассейна , 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 , охлаждающий агент и радиационный экран. Слой воды непосредственно над активной зоной реактора экранирует излучение настолько полностью, что операторы могут безопасно работать над реактором. Такая конструкция имеет два основных преимущества: реактор легкодоступен, а вся первичная система охлаждения, т. е. вода бассейна, находится под нормальным давлением. Это позволяет избежать высоких температур и давлений обычных атомных электростанций . Бассейновые реакторы используются как источник нейтронов и для обучения, а в редких случаях — для обработки тепла, но не для выработки электроэнергии .
Описание
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, как, например, бассейн на канадском реакторе MAPLE , имеют прямоугольную, а не цилиндрическую форму 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 обычные (легководные) и тяжеловодные типы , а также так называемые конструкции «резервуар в бассейне», в которых замедление тяжелой воды осуществляется в небольшом резервуаре, расположенном в большем легководном бассейне для охлаждения. Иногда вокруг объекта располагаются спасательные жилеты для спасения персонала, который может упасть в бассейн, что еще больше усиливает впечатление от среды, похожей на бассейн.
Обычно реактор загружается низкообогащенным урановым (НОУ) топливом, состоящим из менее чем 20% U-235, легированного матрицей, такой как алюминий или цирконий . Высокообогащенный уран (ВОУ) был топливом выбора, поскольку он имел более длительный срок службы, но он был в значительной степени выведен из невоенных реакторов, чтобы избежать проблем с распространением . Однако чаще всего используется 19,75% обогащение, что немного ниже уровня 20%, который делает его высокообогащенным. Топливные элементы могут быть пластинами или стержнями с 8,5% до 45% урана . Бериллий и графитовые блоки или пластины могут быть добавлены в активную зону, поскольку отражатели нейтронов и поглощающие нейтроны стержни пронзают активную зону для управления. General Atomics из Ла-Хойи, Калифорния, производит топливные элементы реактора TRIGA во Франции для большинства этих типов реакторов по всему миру. Охлаждение активной зоны осуществляется либо конвекцией, вызванной горячей активной зоной, либо в более крупных реакторах принудительным потоком охлаждающей жидкости и теплообменниками .
Различные станции для размещения облучаемых объектов располагаются внутри активной зоны или непосредственно рядом с активной зоной. Образцы могут опускаться в активную зону сверху или доставляться пневматически по горизонтальным трубкам снаружи бака на уровне активной зоны. Вакуумированные или заполненные гелием горизонтальные трубки также могут быть установлены для направления пучка нейтронов на цели, расположенные на расстоянии от реакторного зала.
Приложения
Большинство исследовательских реакторов — бассейнового типа. Обычно это маломощные, требующие минимального обслуживания конструкции. Например, SLOWPOKE от AECL имеет лицензию на работу без присмотра до 18 часов. Бор-нейтронная захватная терапия — еще одно медицинское применение.
Смотрите также
Ссылки
- ^ Агерон, П.; Дэниелу, Г. (1 июля 1966 г.), ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ДЛЯ БАССЕЙНА. , Министерство энергетики США, OSTI 4458849
- ^ Спинрад, Бернард; Маркум, Уэйд (5 сентября 2019 г.). «Исследовательские реакторы». Britannica.com . Получено 8 ноября 2019 г. .
