Reator SLOWPOKE - SLOWPOKE reactor

Reator SLOWPOKE
Slowpoke Reactor Montreal.jpg
Tampa do poço do reator SLOWPOKE-2 da Polytechnique Montreal .
Geração Nêutron
Conceito de reator Reator de pesquisa nuclear do tipo tanque em piscina de baixa energia
Parâmetros principais do núcleo do reator
Combustível ( material físsil ) Informação faltando
Refrigerante primário Água leve
Uso do reator
Uso primário Análise de ativação de nêutrons
"SLOWPOKE" redireciona aqui. Para as espécies Pokémon, consulte Slowpoke e Slowbro .

O SLOWPOKE (acrônimo para Safe LOW-POwer Kritical Experiment) é um reator de pesquisa nuclear do tipo tanque em piscina de baixa energia projetado pela Atomic Energy of Canada Limited (AECL) no final dos anos 1960. John W. Hilborn é o cientista mais intimamente associado ao seu design. É berílio refletido com uma massa crítica muito baixa , mas fornece fluxos de nêutrons maiores do que os disponíveis em um pequeno acelerador de partículas ou outras fontes radioativas .

Design básico

Modelo do núcleo do reator SLOWPOKE .

O SLOWPOKE-2 originalmente usava 93% de urânio altamente enriquecido na forma de 28% de urânio - liga de alumínio com revestimento de alumínio, e então em 1985 um novo projeto de urânio de baixo enriquecimento (~ 19,9% enriquecido) foi comissionado usando combustível UO 2 cerâmico . O núcleo é um conjunto de cerca de 200-300 pinos de combustível , apenas 22 cm de diâmetro e 23 cm de altura, rodeado por um anel de berílio fixo e uma laje de berílio inferior. A criticidade é mantida à medida que o combustível é queimado pela adição de placas de berílio em uma bandeja no topo do núcleo. O núcleo do reator fica em uma piscina de água leve regular, com 2,5 m de diâmetro por 6 m de profundidade, que fornece resfriamento por convecção natural. Além do resfriamento passivo, o reator possui um alto grau de segurança inerente ; isto é, ele pode se auto-regular por meios passivos e naturais, como a reação em cadeia que fica mais lenta se a água esquentar ou formar bolhas . Essas características são tão dominantes, na verdade, que o reator SLOWPOKE-2 é licenciado para operar sem supervisão durante a noite (mas monitorado remotamente). A maioria dos SLOWPOKES são avaliados em 20 kW nominais, embora a operação com maior potência por períodos mais curtos seja possível.

História

SLOWPOKE-1 e SLOWPOKE-2

O reator de pesquisa SLOWPOKE foi concebido em 1967 nos Laboratórios Whiteshell da AECL. Em 1970, uma unidade de protótipo foi projetada e construída em Chalk River Laboratories . Foi planejado principalmente para universidades canadenses, fornecendo um fluxo de nêutrons mais alto do que o disponível em pequenos aceleradores comerciais, evitando a complexidade e os altos custos operacionais dos reatores nucleares existentes. O protótipo Chalk River tornou-se crítico em 1970 e foi transferido para a Universidade de Toronto em 1971. Ele tinha um local de amostra no refletor de berílio e operava a um nível de potência de 5 kW. Em 1973, a potência foi aumentada para 20 kW e o período de operação autônoma foi aumentado de 4 horas para 18 horas.

O primeiro exemplo comercial foi iniciado em 1971 na Divisão de Produtos Comerciais da AECL em Ottawa ; e em 1976 um projeto comercial, denominado SLOWPOKE-2, foi instalado na Universidade de Toronto, substituindo a unidade SLOWPOKE-1 original. O modelo comercial tem cinco locais de amostra no refletor de berílio e cinco locais estacionados fora do refletor.

Entre 1976 e 1984, sete reatores SLOWPOKE-2 com combustível de urânio altamente enriquecido (HEU) foram comissionados em seis cidades canadenses e em Kingston, na Jamaica . Em 1985, o primeiro reator SLOWPOKE-2 alimentado por urânio pouco enriquecido (LEU) foi comissionado no Royal Military College of Canada (RMC) em Kingston, Ontário . Desde então, cinco reatores foram desativados (Saskatchewan Research Council, Universidade de Toronto, Alberta, Dalhousie e Saskatchewan) e um foi convertido para LEU ( Polytechnique Montreal ).

SLOWPOKE-3 e SLOWPOKE-4

A AECL também projetou e construiu uma versão ampliada (2-10 MWth) chamada Reator de Demonstração SLOWPOKE (SDR, "SLOWPOKE-3") para aquecimento urbano em seu Estabelecimento de Pesquisa Nuclear de Whiteshell em Manitoba . A economia de um sistema de aquecimento urbano baseado na tecnologia SDR foi estimada para ser competitiva com a dos combustíveis fósseis convencionais . No entanto, o mercado para esta tecnologia não se materializou, e o SES-10 proposto ("SLOWPOKE-4" com base na experiência de SDR) nunca foi construído, e o SDR foi encerrado para descomissionamento.

Fonte de energia marítima

Durante a metade da década de 1980, o Canadá considerou brevemente a conversão de seus submarinos da classe Oberon em energia nuclear usando um reator nuclear SLOWPOKE para recarregar continuamente as baterias do navio durante as operações submersas. Uma boa parte do trabalho foi feito em aplicações marinhas potenciais do reator no Royal Military College of Canada .

Aplicativos atuais

Os reatores SLOWPOKE são usados ​​principalmente para análise de ativação de nêutrons (NAA), em pesquisa e como um serviço comercial, mas também para ensino, treinamento, estudos de irradiação, radiografia de nêutrons (apenas no Royal Military College of Canada ) e a produção de traçadores radioativos . As principais vantagens são a confiabilidade e facilidade de uso deste projeto de reator e a reprodutibilidade do fluxo de nêutrons. Uma vez que o combustível não é modificado por pelo menos 20 anos, o espectro de nêutrons nos locais de irradiação não muda e o fluxo de nêutrons é reproduzível em cerca de 1%.

Três dos reatores originais ainda estão em operação. Embora todos os objetivos técnicos desse reator tenham sido alcançados, a falta de vendas externas foi decepcionante.

  • A licença de operação do reator sem energia do Royal Military College of Canada foi renovada e será válida de 1º de julho de 2013 até 30 de junho de 2023. O RMCC opera uma pequena instalação de pesquisa SLOWPOKE-2 (potência nominal do reator de 20 kW) desde 1985. A O Neutron Beam Tube (NBT) foi adicionado em fevereiro de 1999 às instalações SLOWPOKE-2 para operações de radioscopia e tomografia (técnicas de imagem não destrutivas bidimensionais e tridimensionais).
  • A licença de operação do reator sem energia SLOWPOKE-2 da École Polytechnique de Montréal foi renovada e será válida de 1º de julho de 2013 até 30 de junho de 2023. O reator está em operação há 36 anos e é usado para pesquisa, ensino, nêutrons geração e produção de isótopos.
  • O Centro Internacional de Ciências Ambientais e Nucleares da Universidade das Índias Ocidentais em Kingston, Jamaica continua a operar seu reator SLOWPOKE-2, que foi convertido em LEU em 2015 por meio de uma parceria com a Administração Nacional de Segurança Nuclear (NNSA) e com a assistência da AIEA.

Antigos aplicativos

  • A Dalhousie University solicitou e obteve uma licença para descarregar e descomissionar o SLOWPOKE-2 Reactor Facility, que fazia parte do Trace Analysis Research Center da Dalhousie. em Halifax, Nova Scotia, em 31 de agosto de 2011.
  • O Reator SLOWPOKE da Universidade de Toronto operou de 1976 até 31 de dezembro de 1998. A Universidade de Toronto solicitou e obteve uma Licença para Desativar sua Instalação de Reator de Pesquisa Nuclear SLOWPOKE-2 em 2001.
  • O Reator SLOWPOKE-2 da Universidade de Alberta operou de 22 de abril de 1977 até ser desmontado em 5 de agosto de 2017. A Universidade de Alberta solicitou e recebeu uma Licença para Desativar sua Instalação de Reator de Pesquisa Nuclear SLOWPOKE-2 em 2017.
  • O reator SLOWPOKE-2 do Conselho de Pesquisa de Saskatchewan operou de 1981 até ser desligado em dezembro de 2017. O descomissionamento estava previsto para ser concluído em 2020.

Veja também

Referências

links externos