WikiDer > Национальный исследовательский универсальный реактор

National Research Universal reactor

Координаты: 46 ° 3′15.53 ″ с.ш. 77 ° 21′52,12 ″ з.д. / 46,0543139 ° с.ш. 77,3644778 ° з.д. / 46.0543139; -77.3644778В Национальный исследовательский универсальный (NRU) реактор была 135 МВт ядерный исследовательский реактор построен в Лаборатории Чок-Ривер, Онтарио, один из КанадаНациональные научные учреждения. Это было многоцелевое научное учреждение, выполнявшее три основные функции. Это произвело радионуклиды используется для лечения или диагностики более 20 миллионов человек в 80 странах каждый год (и, в меньшей степени, других изотопов, используемых в немедицинских целях). Это был источник нейтронов для NRC Канадский центр нейтронного пучка: центр исследования материалов, созданный на основе работы автора, получившего Нобелевскую премию. Бертрам Брокхаус. Это был испытательный стенд для Атомная энергия Канады Лимитед разрабатывать топливо и материалы для Реактор CANDU. На момент вывода из эксплуатации 31 марта 2018 года это был самый старый в мире действующий ядерный реактор.

История

Проектирование реактора NRU было начато в 1949 году. Это в основном канадская конструкция, значительно усовершенствованная по сравнению с NRX.[1] Он был построен как преемник NRX реактор в проекте "Атомная энергия" Национальный исследовательский совет Канады в Лаборатории Чок-Ривер. В NRX реактор был самым интенсивным источником в мире нейтроны когда он начал работу в 1947 году.[2] Неизвестно, как долго исследовательский реактор можно было ожидать, что он будет работать, поэтому руководство Chalk River Laboratories начало планирование реактора NRU, чтобы обеспечить непрерывность исследовательских программ.[2]

NRU начал самостоятельную работу (или перешел в «критическую») 3 ноября 1957 г., через десять лет после NRX, и был в десять раз мощнее. Первоначально он был спроектирован как реактор мощностью 200 МВт, работающий на природный уран. NRU был переведен на 60 МВт с высокойобогащенный уран (ВОУ) топливо в 1964 году и в третий раз преобразовано в 1991 году до 135 МВт, работающих на топливе из низкообогащенного урана (НОУ).

В субботу 24 мая 1958 г. в НИУ произошло крупное несчастный случай.[3][4][5] Поврежденный уран топливный стержень загорелся и был разорван на две части при извлечении из активной зоны. Пожар был потушен, но значительное количество радиоактивный продукты горения загрязнили внутреннюю часть здания реактора и, в меньшей степени, территорию окружающей лаборатории. На уборку и ремонт ушло три месяца. В августе 1958 года НИУ возобновил работу. Были приняты меры, чтобы никто не подвергался воздействию опасных уровней радиации, и в последующие десятилетия за персоналом, участвовавшим в очистке, велось наблюдение.[6] А капрал названный Бьярни Ганнибал Полсон У того, кто был на уборке, развился необычный рак кожи, и он получил пенсию по инвалидности.[7][8]

НИУ Каландрия, сосуд, содержащий его ядерные реакции, сделан из алюминий, и был заменен в 1971 году из-за коррозии. С тех пор каландрия не заменялась, хотя, вероятно, потребуется вторая замена. Преимущество конструкции NRU состоит в том, что ее можно разбирать для модернизации и ремонта.

В октябре 1986 г. реактор НИУ был признан памятником ядерной истории. Американское ядерное общество.[9] С тех пор, как NRX был выведен из эксплуатации в 1992 году, после 45 лет эксплуатации, для NRU не было резервной копии.

В 1994 году Бертрам Брокхаус был удостоен награды Нобелевская премия по физикеза его новаторские работы, выполненные в реакторах NRX и NRU в 1950-х годах. Он породил научную технику, которая сейчас используется во всем мире.[10]

В 1996 г. AECL проинформировал Канадская комиссия по ядерной безопасности (тогда известный как Совет по контролю за атомной энергией), что эксплуатация реактора NRU не будет продолжена после 31 декабря 2005 г. Ожидалось, что за это время будет построена замещающая установка. Однако замены не было, и в 2003 году AECL уведомила CNSC о своем намерении продолжить эксплуатацию реактора NRU после декабря 2005 года. Лицензия на эксплуатацию была первоначально продлена до 31 июля 2006 года, а продление лицензии на 63 месяца было получено в Июль 2006 г., разрешив работу НИУ до 31 октября 2011 г.[11]

В мае 2007 года НИУ установил новый рекорд по производству медицинских изотопов.[12]

В июне 2007 г. рассеяние нейтронов инструмент открыт в НИУ.[13] Нейтронный рефлектометр D3 разработан для исследования поверхностей, тонких пленок и границ раздела фаз. Техника Нейтронная рефлектометрия способен предоставить уникальную информацию о материалах в нанометровом масштабе.

Остановка 2007 г.

18 ноября 2007 г. реактор НИУ был остановлен на текущий ремонт. Этот останов был добровольно продлен, когда AECL решила установить сейсмически квалифицированные системы аварийного питания (EPS) на двух охлаждающих насосах реактора (в дополнение к уже имеющимся системам резервного питания постоянного и переменного тока), как это требовалось в рамках своего августовского 2006 года. продление лицензии на эксплуатацию Канадская комиссия по ядерной безопасности (CNSC). Это привело к нехватке радиоизотопов для лечения во всем мире, потому что AECL заранее не организовала альтернативную поставку. 11 декабря 2007 г. Палата общин Канады, действуя в соответствии с советом «независимого эксперта», приняло чрезвычайное законодательство, разрешающее перезапуск реактора NRU с завершением одного из двух сейсмических подключений (для охлаждения активной зоны достаточно одного насоса) и разрешающее работу реактора в течение 120 дней без одобрения CNSC. Закон C-38 был принят Сенатом и получил королевское одобрение 12 декабря. Премьер-министр. Стивен Харпер обвинил CNSC, "назначенный либералами", в отключении, которое "поставило под угрозу здоровье и безопасность десятков тысяч канадцев". Другие рассматривали действия и приоритеты премьер-министра и правительства с точки зрения защиты возможной продажи AECL частным инвесторам.[14][15][16][17] Позже правительство объявило о планах продать часть AECL в мае 2009 года.[18]

Реактор НИУ был перезапущен 16 декабря 2007 г.

29 января 2008 г. бывший президент из CNSC Линда Кин засвидетельствовала перед парламентским комитетом, что риск отказа топлива в реакторе NRU составляет «1 на 1000 лет», и заявила, что это в тысячу раз больший риск, чем «международный стандарт». Эти утверждения были опровергнуты AECL.[19]

2 февраля 2008 г. была завершена вторая сейсморазведка. Это время было в пределах 120-дневного окна, предоставленного Биллом C-38.

2009 Завершение работы

В середине мая 2009 года была обнаружена утечка тяжелой воды в основании корпуса реактора, что привело к временной остановке реактора. Утечка из-за коррозии составила 5 кг (<5 литров) в час. Это была вторая утечка тяжелой воды с конца 2008 года. Из реактора выгрузили топливо и осушили весь его замедлитель тяжелой воды. Во время утечки или выгрузки топлива административные уровни радиоактивности не превышались, и вся вытекшая вода была локализована и обработана на месте.

Реактор оставался остановленным до августа 2010 года.[20] Длительная остановка была необходима для выгрузки топлива из реактора, определения полной степени коррозии корпуса и, наконец, для проведения ремонта - все с удаленным и ограниченным доступом с минимального расстояния 8 метров из-за остаточных радиоактивных полей в реакторе. сосуд. Остановка в 2009 году произошла в то время, когда работал только один из четырех других мировых реакторов для регулярных источников медицинских изотопов, что привело к мировому дефициту.

Вывод из эксплуатации

31 марта 2018 г. в соответствии с указанием правительства о прекращении производства NRU был окончательно остановлен перед выводом из эксплуатации, который должен начаться в 2028 году.[21][22]

Производство изотопов

Атомы являются строительными блоками природы. В периодическая таблица элементов перечисляет до 118 различных типов атом, называется элементы, такие как водород, азот или углерод. Атомы любого элемента могут иметь более одного веса, в зависимости от количества нейтроны они содержат. Два атома углерод например может весить 12 и 13 a.m.u.. Оба они являются атомами углерода, но у одного есть дополнительный нейтрон. Их называют изотопы углерода.

Не все изотопы стабильны. Нестабильный изотоп будет распад в более стабильное состояние, высвобождая энергию и, возможно, одну или несколько частиц. Эти частицы и / или энергия, излучаемая указанным радиоизотопы используется в большом количестве медицинских, промышленных и научных приложений.

Со строительством более раннего NRX реактор, впервые стало возможным коммерческое производство изотопов, которые обычно не встречаются в природе. В активной зоне действующего реактора находятся миллиарды свободные нейтроны. Вставляя кусок материала мишени в ядро, атомы в мишени могут захватывать часть этих нейтронов и становиться более тяжелыми изотопами. Производство медицинских изотопов было нововведением в канадской медицине в начале 1950-х годов.

Реактор NRU продолжил наследие NRX и до тех пор, пока он не был выведен из эксплуатации 31 марта 2018 года, производил больше медицинских изотопов, чем любой объект в мире.

  • Кобальт-60 из НИУ используется в радиационная терапия аппараты, которые ежегодно лечат рак у 15 миллионов пациентов в 80 странах.[23] НИУ произвел около 75% мирового предложения.[24] Распад кобальта-60 приводит к испусканию фотонов высокой энергии.
  • Технеций-99m из НИУ используется в диагностике 5 миллионов пациентов ежегодно[25] представляли около 80 процентов всех ядерная медицина процедуры.[26] НИУ произвел более половины всего мирового предложения.[24] Технеций-99m излучает меньше энергии при распаде, чем большинство гамма-излучателей, примерно столько же, сколько рентгеновские лучи от рентгеновской трубки. Это может действовать как на месте источник для специальной камеры, которая создает изображение пациента, называемого Сканирование SPECT. NRU фактически произвел более стабильный родительский изотоп, молибден-99, который отправляется в медицинские лаборатории. Там он распадается на технеций-99m, который отделен и используется для тестирования.[27]
  • НИУ произвел ксенон-133, йод-131 и йод-125, которые используются в различных диагностических и терапевтических целях.
  • Углерод-14 произведенное в НИУ было продано в лаборатории химии, биологии и экологии, где оно используется в качестве трассирующий.
  • Иридий-192 от НИУ используется в нескольких отраслях для проверить сварные швы или другие металлические компоненты, чтобы гарантировать их безопасность.

Активная зона реактора NRU была около 3 метров (9,8 футов) в ширину и 3 метра (9,8 футов) в высоту, что необычно велико для исследовательского реактора. Этот большой объем позволил массовое производство изотопов. Другие исследовательские реакторы в мире производят изотопы для медицинского и промышленного использования, например, европейские Реактор с сильным магнитным потоком в Петтене в Нидерландах, Мария Реактор в Польше и ОПАЛ реактор в Австралии, который начал работу в апреле 2007 года.

Первоначально NRU планировалось закрыть в октябре 2016 года. Поскольку производитель стабильных изотопов не готов вмешаться до 2018 года, правительство Канады разрешило NRU производить изотопы до марта 2018 года.[28]

Исследование нейтронного пучка

Реактор NRU является домом для национального предприятия Канады по рассеяние нейтронов: the NRC Канадский центр нейтронного пучка. Рассеяние нейтронов - это метод, при котором пучок нейтронов проходит через образец материала, и в зависимости от того, как нейтроны рассеиваются от атомов внутри, ученые могут определить многие детали кристаллической структуры и движений атомов внутри образца.

Первым пионером этой техники был Бертрам Брокхаус, который построил некоторые из первых нейтронных спектрометров в реакторах NRX и NRU и был удостоен Нобелевской премии по физике 1994 года за разработку нейтронная спектроскопия.[29]

Канадский центр нейтронных пучков NRC продолжает эту область науки сегодня, работая как объект с открытым доступом, позволяющий ученым со всей Канады и всего мира использовать нейтроны в своих исследовательских программах.

Развитая страна обычно поддерживает национальную установку по рассеянию нейтронов и одну для Рассеяние рентгеновских лучей. Эти два типа объектов предоставляют дополнительную информацию о материалах.

Необычной особенностью реактора NRU как национального источника нейтронов в Канаде является его многоцелевой дизайн: он способен производить изотопы и поддерживать ядерные исследования и разработки, одновременно обеспечивая нейтронами набор приборов для рассеяния нейтронов.

Реактор НИУ иногда (неправильно) характеризует просто как ядерный исследовательский центр. Однако рассеяние нейтронов ядерные исследования, это материалы исследования. Нейтроны - идеальный зонд для материалов, включая металлы, сплавы, биоматериалы, керамику, магнитные материалы, минералы, полимеры, композиты, стекла, наноматериалы и многие другие. Приборы для рассеяния нейтронов на NRC Канадский центр нейтронного пучка ежегодно используются университетами и промышленными предприятиями по всей Канаде, потому что знание материалов важно для инноваций во многих секторах.[30]

Исследования и разработки в области ядерной энергетики

Внутри активной зоны большого реактора, производящего электричество, такого как КАНДУ или PWR, есть очень много свободные нейтроны и высокий уровень гамма-излучение от ядерное деление обработать. Инженерам и ученым важно понимать, как эта среда повлияет на материалы, из которых сделан реактор. Эти знания необходимы для проектирования реактора с длительным сроком службы.

В активную зону реактора NRU встроены испытательные установки, которые могут воспроизводить условия внутри большой реактор, производящий электричество. Сам НИУ не производит пар (или электричество); его охлаждающая вода нагревается примерно до 55 градусов по Цельсию. Однако внутри испытательных стендов могут возникать высокие температуры и давления. Важно испытать различные материалы, прежде чем они будут использованы при строительстве атомной электростанции.

Фундаментальные знания, полученные в НИУ, позволили разработать Реактор CANDU, и является основой для Канадская ядерная промышленность.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Ботвелл, Роберт (1988). Ядро: история компании Atomic Energy of Canada Limited. Университет Торонто Пресс. п. 172. ISBN 9780802026705.
  2. ^ а б В. Эгглстон, Ядерная история Канады, Pub. Кларк, Ирвин и компания, 1965
  3. ^ "Оттава (AP) Атомный реактор для испытаний ..." Газета Owosso Argus-Press. 27 мая 1958 года.
  4. ^ Канадские ядерные вопросы и ответы - Раздел D: Безопасность и ответственность
  5. ^ Авария в НИУ - Канду: канадский ядерный реактор - Наука и технологии - CBC Archives
  6. ^ Майерс, Д.К., Моррисон, Д.П. и Вернер, М.М., «Последующие действия сотрудников AECL, участвовавших в дезактивации NRU в 1958 г.», Отчет AECL, AECL-7901, 1 сентября 1982 г.
  7. ^ «Битва за пенсионное окончание» Пегги Карран, «Монреальский вестник», 16 апреля 1985 г.
  8. ^ Майкл Фарбер, «Ядерный инцидент из первых рук», «Монреаль вестник», 29 апреля 1986 г.
  9. ^ ОТВЕТ: Почести и награды: Получатели: Приз за историческую ядерную достопримечательность
  10. ^ Брокхаус и Нобелевская премия - Канадский центр нейтронных лучей В архиве 2009-02-17 в Wayback Machine
  11. ^ «CNSC одобряет продление лицензии AECL на эксплуатацию участка Чок-Ривер» AECL, 31 июля 2006 г. URL-адрес получен 8 августа 2006 г.
  12. ^ Электронный бюллетень - 2007 июнь - почти 50 лет, National Research Universal все еще устанавливает рекорды
  13. ^ Первый в Канаде нейтронный рефлектометр официально открыт - Canadian Neutron Beam Center
  14. ^ "[1] Платный сайт theglobeandmail.com "
  15. ^ "Дэвид Юнггрен, Парламент Канады приказал перезапустить изотопный реактор Reuters.com "
  16. ^ "Питер Каламай, Будущее AECL, Канду может стать толчком к открытию Чок-Ривер thestar.com "
  17. ^ "CBC News, Завод в Чок-Ривер начнет производство радиоизотопов через неделю CBC.ca "
  18. ^ "CBC News, Канада рассматривает продажу доли в реакторном бизнесе AECL CBC.ca, получено 31 мая 2009 г. "
  19. ^ Пресс-релизы за 2008 год - AECL разъясняет неточные заявления бывшего генерального директора CNSC Линды Кин
  20. ^ «Чок Ривер производит первые изотопы за 15 месяцев». CBC Новости. 18 августа 2010 г.
  21. ^ «Что-то позаимствованное, что-то новое». Nuclear Engineering International. Compelo. 21 мая 2019. Получено 15 июн 2019.
  22. ^ «Национальный исследовательский универсал». Канадские ядерные лаборатории. Получено 15 июн 2019.
  23. ^ http://www.cna.ca/english/Nuclear_Facts/CNA_Best_Kept_Secret_August04.pdf
  24. ^ а б MDS Nordion - Мы меняем
  25. ^ http://www.cna.ca/seminar2007/docs/DrCoulombespeech.pdf
  26. ^ MDS Nordion - Медицинские изотопы - Молибден-99
  27. ^ Увидеть Корова технеция для подробностей.
  28. ^ «Отсрочка для канадского изотопного реактора - World Nuclear News».
  29. ^ Физика 1994
  30. ^ Добро пожаловать в Канадский центр нейтронных пучков - Canadian Neutron Beam Center

внешние ссылки