SLOWPOKE reaktor - SLOWPOKE reactor

SLOWPOKE -reaktor
Slowpoke Reactor Montreal.jpg
Polytechnique Montreals SLOWPOKE-2 reaktorgropdeksel.
Generasjon Nøytron
Reaktorkonsept Lavenergi, tank-i-basseng type atomforskningsreaktor
Hovedparametere for reaktorkjernen
Drivstoff ( splittbart materiale ) Informasjon mangler
Primær kjølevæske Lett vann
Reaktorbruk
Primær bruk Nøytronaktiveringsanalyse
"SLOWPOKE" omdirigerer her. For Pokémon -artene , se Slowpoke og Slowbro .

Den Slowpoke (akronym for Safe lavt strømforbruk Kritical Experiment) er en lav-energi, tank-i-pool type atomforskningsreaktor designet av Atomic Energy of Canada Limited (AECL) i slutten av 1960. John W. Hilborn er forskeren som er nærmest knyttet til designen. Den reflekteres med beryllium med en meget lav kritisk masse , men gir nøytronstrømmer høyere enn tilgjengelig fra en liten partikkelakselerator eller andre radioaktive kilder .

Grunnleggende design

SLOWPOKE reaktorkjernemodell .

Den slowpoke-2 som opprinnelig ble brukt 93% sterkt anriket uran i form av 28% uran - aluminium -legering med aluminiumskledning, og deretter i 1985 en ny lav anriket uran konstruksjon (~ 19,9% anriket) ble satt i drift ved anvendelse av keramiske UO to drivstoff . Kjernen er en samling av omtrent 200-300 drivstoffpinner , bare 22 cm i diameter og 23 cm høye, omgitt av en fast beryllium annulus og en nederste berylliumplate. Kritikken opprettholdes når drivstoffet brenner opp ved å legge berylliumplater i et brett på toppen av kjernen. Den reaktorkjernen sitter i et basseng av vanlig lys-vann, 2,5 m diameter og 6 m dyp, noe som gir kjøle gjennom naturlig konveksjon. I tillegg til passiv kjøling har reaktoren en høy grad av iboende sikkerhet ; det vil si at den kan regulere seg selv gjennom passive, naturlige midler, for eksempel at kjedereaksjonen bremser hvis vannet varmes opp eller danner bobler . Disse egenskapene er faktisk så dominerende at SLOWPOKE-2-reaktoren er lisensiert til å operere uten tilsyn over natten (men fjernovervåket). De fleste SLOWPOKES er nominelt til 20 kW, selv om drift med høyere effekt for kortere varighet er mulig.

Historie

SLOWPOKE-1 og SLOWPOKE-2

SLOWPOKE -forskningsreaktoren ble unnfanget i 1967 på Whiteshell Laboratories of AECL. I 1970 ble en prototypenhet designet og bygget på Chalk River Laboratories . Den var først og fremst beregnet på kanadiske universiteter, og ga en høyere nøytronstrøm enn tilgjengelig fra små kommersielle akseleratorer, samtidig som kompleksiteten og høye driftskostnader for eksisterende atomreaktorer unngås. Chalk River -prototypen ble kritisk i 1970, og ble flyttet til University of Toronto i 1971. Den hadde ett prøvested i berylliumreflektoren og opererte med et effektnivå på 5 kW. I 1973 ble effekten økt til 20 kW og perioden uten tilsyn ble økt fra 4 timer til 18 timer.

Det første kommersielle eksemplet ble startet opp i 1971 ved AECLs Commercial Products Division i Ottawa ; og i 1976 ble en kommersiell design, kalt SLOWPOKE-2, installert ved University of Toronto, som erstattet den originale SLOWPOKE-1-enheten. Den kommersielle modellen har fem prøvesteder i berylliumreflektoren og fem steder som er stasjonert utenfor reflektoren.

Mellom 1976 og 1984 ble syv SLOWPOKE-2-reaktorer med Highly Enriched Uranium (HEU) drivstoff tatt i bruk i seks kanadiske byer og i Kingston, Jamaica . I 1985 ble den første Low-Enriched Uranium (LEU) -drevne SLOWPOKE-2-reaktoren tatt i bruk ved Royal Military College of Canada (RMC) i Kingston, Ontario . Siden den gang har fem reaktorer blitt tatt ut (Saskatchewan Research Council, University of Toronto, Alberta, Dalhousie og Saskatchewan), og en har blitt omgjort til LEU ( Polytechnique Montreal ).

SLOWPOKE-3 og SLOWPOKE-4

AECL designet og bygde også en skalert versjon (2-10 MWth) kalt SLOWPOKE Demonstration Reactor (SDR, "SLOWPOKE-3") for fjernvarme ved Whiteshell Nuclear Research Establishment i Manitoba . Økonomien i et fjernvarmeanlegg basert på SDR-teknologi ble estimert til å være konkurransedyktig med konvensjonelle fossile brensler . Markedet for denne teknologien ble imidlertid ikke realisert, og den foreslåtte SES-10 ("SLOWPOKE-4" basert på SDR-erfaring) ble aldri bygget, og SDR-nedleggelsen for avvikling.

Marine strømkilde

I midten av 1980-årene vurderte Canada kort å konvertere ubåtene i Oberon-klassen til atomkraft ved å bruke en SLOWPOKE atomreaktor for kontinuerlig å lade skipets batterier under nedsenket operasjon. Det var gjort mye arbeid med potensielle marine applikasjoner av reaktoren ved Royal Military College of Canada .

Gjeldende applikasjoner

Slowpoke reaktorer brukes hovedsakelig for nøytron aktivering analyse (NAA), i forskning og som en kommersiell tjeneste, men også for undervisning, trening, bestråling studier, nøytron radiografi (kun ved Royal Military College of Canada ), og produksjon av radioaktive sporstoffer . De viktigste fordelene er påliteligheten og brukervennligheten til denne reaktordesignen og reproduserbarheten til nøytronstrømmen. Siden drivstoffet ikke er modifisert i det hele tatt i minst 20 år, endres ikke nøytronspekteret i bestrålingsstedene, og nøytronstrømmen er reproduserbar til ca. 1%.

Tre av de opprinnelige reaktorene er fortsatt i drift. Selv om alle de tekniske målene for denne reaktoren ble oppnådd, var mangelen på utenlandsk salg skuffende.

  • Royal Military College of Canadas operatørlisens for ikke-kraftreaktorer ble fornyet og vil være gyldig fra 1. juli 2013 til 30. juni 2023. RMCC har drevet et lite SLOWPOKE-2 forskningsanlegg (nominell reaktorkraft på 20 kW) siden 1985. A Neutron Beam Tube (NBT) ble i februar 1999 lagt til SLOWPOKE-2-anlegget for radioskopi og tomografi (2-dimensjonale og 3-dimensjonale ikke-destruktive bildeteknikker).
  • École Polytechnique de Montréals SLOWPOKE-2-operatørlisens for ikke-kraftreaktorer ble fornyet og vil være gyldig fra 1. juli 2013 til 30. juni 2023. Reaktoren har vært i drift i 36 år og brukes til forskning, undervisning, nøytron generasjon og isotopproduksjon.
  • University of the West Indies International Center for Environmental and Nuclear Sciences i Kingston Jamaica fortsetter å drive sin SLOWPOKE-2-reaktor, som siden har blitt konvertert til LEU i 2015 gjennom et partnerskap med National Nuclear Security Administration (NNSA) og med bistand av IAEA.

Tidligere applikasjoner

  • Dalhousie University søkte om og ble utstedt en lisens til å fjerne drivstoff og avvikle SLOWPOKE-2 Reactor Facility, som var en del av Dalhousies Trace Analysis Research Center. i Halifax, Nova Scotia 31. august 2011.
  • Den University of Toronto ‘s Slowpoke Reactor opererte fra 1976 til 31. desember 1998. University of Toronto søkt om, og ble utstedt en lisens til å avvikle sin Slowpoke-2 Nuclear Research Reactor Facility i 2001.
  • University of Albertas SLOWPOKE-2-reaktor opererte fra 22. april 1977 til den ble demontert 5. august 2017. University of Alberta søkte om og fikk utstedt en lisens for å avvikle SLOWPOKE-2 Nuclear Research Reactor Facility i 2017.
  • Saskatchewan forskningsråds SLOWPOKE-2-reaktor opererte fra 1981, til den ble stengt i desember 2017. Avvikling forventes å bli fullført en gang i 2020.

Se også

Referanser

Eksterne linker