Reator de pesquisa - Research reactor
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Reatores de pesquisa são reatores nucleares que servem principalmente como uma fonte de nêutrons . Eles também são chamados de reatores sem energia , em contraste com os reatores de energia que são usados para produção de eletricidade , geração de calor ou propulsão marítima .
Propósito
Os nêutrons produzidos por um reator de pesquisa são usados para espalhamento de nêutrons , teste não destrutivo, análise e teste de materiais , produção de radioisótopos , pesquisa e divulgação e educação do público. Os reatores de pesquisa que produzem radioisótopos para uso médico ou industrial são às vezes chamados de reatores isotópicos . Reatores que são otimizados para experimentos de linha de luz hoje em dia competem com fontes de fragmentação .
Aspectos tecnicos
Os reatores de pesquisa são mais simples do que os reatores de potência e operam em temperaturas mais baixas. Eles precisam de muito menos combustível e muito menos produtos de fissão se acumulam à medida que o combustível é usado. Por outro lado, seu combustível requer urânio mais enriquecido , normalmente até 20% U-235 , embora alguns usem 93% U-235; embora o enriquecimento de 20% não seja geralmente considerado utilizável em armas nucleares, 93% é comumente referido como "grau de armamento". Eles também têm uma densidade de potência muito alta no núcleo, o que requer recursos de design especiais. Como os reatores de energia, o núcleo precisa de resfriamento, normalmente convecção natural ou forçada com água, e um moderador é necessário para diminuir as velocidades dos nêutrons e aumentar a fissão. Como a produção de nêutrons é sua função principal, a maioria dos reatores de pesquisa se beneficia de refletores para reduzir a perda de nêutrons do núcleo.
Conversão para urânio de baixo enriquecimento
A Agência Internacional de Energia Atômica e o Departamento de Energia dos Estados Unidos iniciaram um programa em 1978 para desenvolver os meios para converter reatores de pesquisa de urânio altamente enriquecido (HEU) para o uso de urânio de baixo enriquecimento (LEU), em apoio à sua política de não proliferação. Naquela época, os EUA já haviam fornecido reatores de pesquisa e urânio altamente enriquecido para 41 países como parte de seu programa Atoms for Peace . Em 2004, o Departamento de Energia dos EUA estendeu seu programa de Aceitação de Combustível Nuclear Usado em Reatores de Pesquisa Estrangeiros até 2019.
Em 2016, um relatório das Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina concluiu que a conversão de todos os reatores de pesquisa para LEU não pode ser concluída até 2035, no mínimo. Em parte, isso ocorre porque o desenvolvimento de um combustível LEU confiável para reatores de pesquisa de alto fluxo de nêutrons, que não falha por dilatação, tem sido mais lento do que o esperado. Em 2020, 72 reatores de pesquisa HEU permanecem.
Designers e construtores
Enquanto nas décadas de 1950, 1960 e 1970 existiam várias empresas que se especializavam na concepção e construção de reactores de investigação, a actividade deste mercado arrefeceu posteriormente e muitas empresas se retiraram.
O mercado hoje se consolidou em poucas empresas que concentram os principais projetos em âmbito mundial.
O concurso internacional mais recente (1999) para um reator de pesquisa foi o organizado pela ANSTO para o projeto, construção e comissionamento do reator OPAL . Quatro empresas foram pré-qualificadas: AECL , INVAP , Siemens e Technicatom . O projeto foi concedido ao INVAP que construiu o reator. Nos últimos anos, a AECL retirou-se deste mercado e as atividades da Siemens e Technicatom foram fundidas na AREVA .
Aulas de reatores de pesquisa
- Reator homogêneo aquoso
- Reator da classe Argonauta
- Classe DIDO , seis reatores de alto fluxo em todo o mundo
- TRIGA , uma classe de grande sucesso com> 50 instalações em todo o mundo
- Classe de reator SLOWPOKE , desenvolvida pela AECL , Canadá
- Reator de fonte de nêutrons em miniatura , baseado no projeto SLOWPOKE, desenvolvido pela AECL , atualmente exportado pela China
Centros de pesquisa
A lista completa pode ser encontrada na Lista de reatores de pesquisa nuclear .
Centros de pesquisa que operam um reator:
Reatores de pesquisa desativados:
Referências
- WNA Information Paper # 61: Reatores de pesquisa
- Não-proliferação nuclear: O DOE precisa tomar medidas para reduzir ainda mais o uso de urânio utilizável em armas em reatores de pesquisa civis , GAO , julho de 2004, GAO-04-807