Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий
| Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий | |
|---|---|
| Государство | |
| Находится в пределах природно-географического объекта | Миссурийский Университет Науки и Технологий |
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 править
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 Форт-Леонард-Вуда 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 править
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 править
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 править
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 править
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 править
Реактор также использовался в онкологических исследованиях для экспериментов по улучшению синтеза наночастиц радиоактивного золота и серебра для воздействия на раковые клетки[12].
Информационная деятельность править
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 править
- ↑ 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.
- ↑ 1 2 Taber. 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.
- ↑ 1 2 Taber. 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.
- ↑ Graham. 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.
- ↑ Missouri S&T Nuclear Reactor, Nuclear Engineering. Missouri University of Science and Technology. Дата обращения: 17 декабря 2017. Архивировано 24 декабря 2017 года.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ Hackbarth. Westinghouse, Universities Sign Agreement for Reactors. The Rolla Daily News (26 октября 2012). Дата обращения: 8 декабря 2017. Архивировано 9 декабря 2017 года.
- ↑ 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.
- ↑ Ehrhard. 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.
- ↑ Zagier. 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.
- ↑ Nuclear Engineering Camp, Summer Camps. Missouri University of Science and Technology. Дата обращения: 17 декабря 2017. Архивировано 30 декабря 2017 года.