Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий

Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий
англ. Missouri University of Science and Technology Nuclear Reactor
Внешний вид здания реактора
Внешний вид здания реактора
Тип реактора Бассейновый
Назначение реактора Исследования
Технические параметры
Теплоноситель Вода
Тепловая мощность 200 КВт
Разработка
Предприятие-разработчик Миссурийский университет науки и технологий
Строительство и эксплуатация
Строительство первого образца 1961
Местонахождение Ролла, Миссури, США
Сайт reactor.mst.edu (англ.)

Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий (англ. Missouri University of Science and Technology Nuclear Reactor, MSTR или Missouri S&TR) — это ядерный реактор бассейного типа, эксплуатируемый Миссурийским университетом науки и технологий (Missouri S&T). Впервые достиг критического состояния в 1961 году[1]. Университет эксплуатирует этот реактор в учебных и исследовательских целях.

Согласно годовому отчёту о работе за 2020–2021 годы, представленному в Комиссию по ядерному регулированию США, реактор использовался 1122,4 часа. Из этого времени — 228,4 часа во время работы. Реактор произвёл 13 563,19 киловатт-часов тепловой энергии[2].

История

В основу конструкции реактора положен объёмный защитный реактор Ок-Риджской национальной лаборатории. Реактор достиг критического состояния 9 декабря 1961 года, став первым действующим ядерным реактором в штате Миссури. Первоначальная лицензионная мощность составляла 10 кВт и была увеличена до 200 кВт в 1966 году. Летом 1992 года исходный высокообогащённый уран был преобразован в низкообогащённый. В марте 2009 года лицензия реактора была продлена ещё на 20 лет[2].

В июне 2017 года возле реактора был обнаружен подозрительный пакет, что вызвало эвакуацию четырёх зданий университетского городка. Пакет был проверен университетской полицией и военными специалистами Форта-Леонард Вуд и признан неопасным.

Начиная с 2019 года работа реактора была существенно затруднена из-за текучести кадров среди лицензированного персонала. С 14 июня по 18 декабря 2019 года в штате не было штатных лицензированных операторов[3]. Два старших оператора реактора, работающие полный рабочий день, ушли в отставку из-за низкой заработной платы, а администрация кампуса не желала выделять необходимые ресурсы для удержания квалифицированного персонала из-за сокращения бюджета[4]. Пандемия COVID-19 также затруднила возобновившуюся в начале марта 2020 года работу сотрудников реактора[3].

Технические характеристики

Активная зона реактора расположена внутри стоячего бассейна с лёгкой водой высокой чистоты на подвешенной к подвижному железнодорожному мостику решётчатой пластине. Бассейн вмещает 150 кубических метров воды в бетонном кожухе размером 5.8м x 2.7м у основания с глубиной от 8.2м до 9.1м. Около 19 топливных элементов содержат от 9 до 18 топливных пластин из низкообогащённого урана. Реактор имеет максимальную выходную мощность 200 квт. Произведённая энергия — тепловая. Ни одна её часть не используется для преобразования в электрическую энергию. Всего в реакторе используются четыре стержня управления. Три из них — для грубого регулирования мощности и аварийного отключения системой защиты. Они изготовлены из комбинации нержавеющей стали и бора. Четвёртый стержень управления используется для точного регулирования мощности и изготовлен из нержавеющей стали[5].

В здании расположено несколько экспериментальных установок. Эти помещения используются для исследований и лабораторных занятий. Тепловая колонна — блок графита размером 1.1 x 1.1 x 1.5 метров. Колонна служит источником медленных нейтронов. Алюминиевая трубка диаметром 150 мм, называемая портом для пучка, расположена между активной зоной реактора и экспериментальной зоной на первом этаже реакторного здания. Она позволяет облучать образец нейтронами более высокой энергии[6]. Другие установки, называемые «кроликами», используются для пневматического введения образца непосредственно в активную зону реактора на определённое время. Одна из кроличьих установок покрыта кадмием, чтобы остановить нейтроны низкой энергии и при этом обеспечить бомбардировку образца нейтронами высокой энергии[7].

Исследования

При финансовой поддержке Министерства энергетики был построен двухкамерный, сильно защищённый доступный для облучения объект с выходом в интернет и пневматическим доступом к активной зоне исследовательского ядерного реактора мощностью 200 кВт. Этот объект позволяет авторизованным дистанционным пользователям, участвующим в совместной деятельности с университетом, удалённо манипулировать и анализировать образцы, облучённые нейтронами[8].

Партнёрство

В октябре 2012 года Westinghouse Electric Corporation подписала многолетнее соглашение об исследованиях и сотрудничестве с университетом для использования реактора и поддержки разработки исследовательских проектов в связи с собственными исследовательскими работами над малым модульным реактором и для исследований в области атомной энергетики в целом[9].

Новый тип топлива

Учёные университета провели с командой реактора исследование по изучению элементов ядерного топлива для будущего использования в реакторах IV поколения[10]. Исследователи также разработали новую мобильную платформу для измерения облучённых ядерных твэлов, находящихся в бассейне охлаждения, которая используется в реакторе для испытаний новых типов ядерного топлива[11].

Онкология

Реактор также использовался в онкологических исследованиях для экспериментов по улучшению синтеза наночастиц радиоактивного золота и серебра для воздействия на раковые клетки[12].

Информационная деятельность

Департамент ядерной инженерии университета участвует в информационно-просветительских программах для старшеклассников школ и первокурсников колледжей — летний лагерь ядерной инженерии. Лагерь включает экскурсии по реактору и посещение нескольких тематических областей исследований и лабораторных экспериментов, связанных с ядерной энергетикой[13].

Примечания

  1. ↑ General Facts and Information About Missouri S&TR, Nuclear Reactor. Missouri University of Science and Technology. Дата обращения: 17 декабря 2017. Архивировано из оригинала 27 декабря 2021 года.
  2. 1 2 Taber, Ethan. Progress Report for the Missouri University of Science and Technology Nuclear Reactor Facility – April 1, 2021 to March 31, 2022. Nuclear Regulatory Commission (29 мая 2022). Дата обращения: 27 июня 2022. Архивировано 28 мая 2023 года.
  3. 1 2 Taber, Ethan. Progress Report for the Missouri University of Science and Technology Nuclear Reactor Facility – April 1, 2019 to March 31, 2020. Nuclear Regulatory Commission (16 июня 2020). Дата обращения: 27 июня 2022. Архивировано 28 июня 2023 года.
  4. ↑ Graham, Joseph. Missouri University of Science and Technology – Courtesy Status Update on Staffing Developments at the Missouri S&T Reactor (R-79). Nuclear Regulatory Commission (22 апреля 2019). Дата обращения: 27 июня 2022. Архивировано 28 июня 2023 года.
  5. ↑ Missouri S&T Nuclear Reactor, Nuclear Engineering. Missouri University of Science and Technology. Дата обращения: 17 декабря 2017. Архивировано 24 декабря 2017 года.
  6. ↑ Nicholas Tsoulfanidis. Nuclear Energy: A Volume in the Encyclopedia of Sustainability Science and Technology Series, Second Edition. — Springer New York, 2018-04-18. — 438 с. — ISBN 978-1-4939-6617-2. Архивировано 23 ноября 2023 года.
  7. ↑ Kelly Christopher Rogers O'Bryant. Hot Channel Determination and Burnup Analysis of Missouri University of Science and Technology Research Nuclear Reactor. — Missouri University of Science and Technology, 2012. — 116 с. Архивировано 23 ноября 2023 года.
  8. ↑ Grant, Edwin (August 2011). Internet Accessible Hot Cell with Gamma Spectroscopy at the Missouri S&T Nuclear Reactor. Nuclear Engineering and Design. 241 (8): 3306–3316. doi:10.1016/j.nucengdes.2011.05.015.
  9. ↑ Hackbarth, Paul. Westinghouse, Universities Sign Agreement for Reactors. The Rolla Daily News (26 октября 2012). Дата обращения: 8 декабря 2017. Архивировано 9 декабря 2017 года.
  10. ↑ Staff Writer. Missouri S&T Scientists Work To Shape 'Fourth Generation' Nuclear Reactors. St. Louis Public Radio (17 апреля 2013). Дата обращения: 8 декабря 2017. Архивировано 9 декабря 2017 года.
  11. ↑ Ehrhard, Peter. Looking Inside a Nuclear Fuel Pin to Improve Nuclear Energy. Missouri University of Science and Technology (2 августа 2018). Дата обращения: 21 июля 2020. Архивировано 5 августа 2020 года.
  12. ↑ Zagier, Alan Scher. Researcher Enlists S&T Reactor to Build Better Cancer Drugs. Missouri University of Science and Technology (16 августа 2017). Дата обращения: 21 июля 2020. Архивировано 22 сентября 2020 года.
  13. ↑ Nuclear Engineering Camp, Summer Camps. Missouri University of Science and Technology. Дата обращения: 17 декабря 2017. Архивировано 30 декабря 2017 года.
Эта статья взята у (из) Wikipedia. Текст лицензируется по Creative Commons - Attribution - Sharealike. К медиа файлам могут применятся дополнительные условия.