Қайнап сулы реакторлардың қауіпсіздік сынақтары: BORAX эксперименттері
BORAX experiments
BORAX эксперименттері: қайнап сулы реакторлардың қауіпсіздігін зерттеу. АҚШ-та электр қуатын берудегі алғашқы реактор. Нәтижелері мен мақсаты туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қайнаған судағы ядролық реакторлардың қауіпсіздігіне арналған эксперименттер сериясы
Series of boiling water nuclear reactors safety experiments
BORAX эксперименттері – 1950 және 1960 жылдары Аргонн ұлттық зертханасы Идахо штатының шығысындағы Ұлттық реакторларды сынау станциясында жүргізген қайнаған судағы ядролық реакторлардың қауіпсіздігіне арналған эксперименттер сериясы. Бұл эксперименттер Аргонн жобалаған және салған бес BORAX реакторында жүзеге асырылды. BORAX III 1955 жылы АҚШ-та электр желісіне электр энергиясын жеткізген алғашқы ядролық реактор болды.
The BORAX Experiments were a series of safety experiments on boiling water nuclear reactors conducted by Argonne National Laboratory in the 1950s and 1960s at the National Reactor Testing Station in eastern Idaho. They were performed using the five BORAX reactors that were designed and built by Argonne. BORAX III was the first nuclear reactor to supply electrical power to the grid in the United States in 1955.
BORAX- тың дамуы
Сынақтардың бұл сериясы 1952 жылы BORAX I ядролық реакторының құрылысымен басталды. BORAX I эксперименті ядродағы көпіршіктердің пайда болуына байланысты тұрақсыздық тудырмай, суды тікелей қайнату арқылы жұмыс істейтін реактордың тиімді болатынын көрсетті. Содан кейін реактор қуат өзгеру сынақтары үшін пайдаланылды, олар суды буға жылдам түрлендіру реакцияны қауіпсіз басқаратынын көрсетті. 1954 жылы өткізілген соңғы, қасақана бұзушы сынақ күтпеген үлкен қуат өзгеруін тудырды, нәтижесінде "бірнеше отын пластиналарының еруінің орнына, сынақ бүкіл ядроның басым бөлігін ерітті". Бұл ядроның еруінен және ядролық отын мен ядролық бөліну өнімдерінің шығарылуынан алынған деректер математикалық модельдерді жақсартуға көмектесті. Сынақтар қазіргі заманғы ядролық электр станцияларын жобалаудың маңызды қауіпсіздік принциптерін дәлелдеді. BORAX I реакторының жобалық қуаты 1,4 мегаваттты құрады. BORAX I жобасы 1958 жылы жақын жерде жұмысын бастаған SL 1 қондырғысының алдағысы болды. BORAX I эксперименттерінде ашылған принциптер ғалымдарға 1961 жылы SL 1 қондырғысында болған апатты түсінуге көмектесті. BORAX II реакторы 1954 жылы 6 МВт жобалық қуатымен салынды. 1955 жылдың наурыз айында BORAX II реакторы қасақана жойылды, реактор "жылдам қауіпті" күйге жеткізілді. BORAX III BORAX II жобасына турбинаны қосты, бұл турбинаның ластануы мәселе емес екенін көрсетті. 1955 жылдың 17 шілдесінде ол шамамен бір сағатқа жергілікті электр желісіне қосылды. BORAX III жақын маңдағы Арко, Айдахо (500 кВт), BORAX сынақ алаңына (500 кВт) 2000 кВт қуат берді және Ұлттық реакторды сынау станциясын (2004 жылдан кейін Айдахо Ұлттық зертханасы) (1000 кВт) ішінара қуаттандырды. Осылайша Арко толығымен ядролық энергиямен қуатталатын алғашқы қала атанды. Реактор 1956 жылға дейін сынақтар үшін пайдаланылды. 1956 жылы салынған BORAX IV 20 МВт жылу қуатымен торий отын циклын және уран-233 отынын зерттеді. Бұл экспериментте отын пластиналары қасақана кемшіліктерге толы болды, бұл зақымдалған отын пластиналары бар станцияның ұзақ мерзімді жұмысын зерттеу үшін жасалды. Радиоактивті газдар атмосфераға шығарылды. BORAX V қайнаған су реакторларын жетілдіру жұмыстарын жалғастырды, соның ішінде супернагревательді пайдалануды да қамтыды. Ол 1962 жылдан 1964 жылға дейін жұмыс істеді.
This series of tests began in 1952 with the construction of the BORAX I nuclear reactor. BORAX I experiment proved that a reactor using direct boiling of water would be practical, rather than unstable, because of the bubble formation in the core. Subsequently, the reactor was used for power excursion tests which showed that rapid conversion of water to steam would safely control the reaction. The final, deliberately destructive test in 1954 produced an unexpectedly large power excursion that "instead of the melting of a few fuel plates, the test melted a major fraction of the entire core." Data from this core meltdown and release of nuclear fuel and nuclear fission products helped improve mathematical models. The tests proved key safety principles of the design of modern nuclear power reactors. Design power of BORAX I was 1.4 megawatts thermal. The BORAX I design was a precursor to the SL 1 plant, which began operations nearby in 1958. The principles discovered in the BORAX I experiments helped scientists understand the fatal meltdown at SL 1 in 1961. The BORAX II reactor was built in 1954, with a design output of 6 MW(t). In March 1955, BORAX II was intentionally destroyed by taking the reactor "prompt critical". BORAX III added a turbine to the BORAX II design, proving that turbine contamination would not be a problem. It was linked to the local power grid for about an hour on July 17, 1955. BORAX III provided 2,000 kW to power nearby Arco, Idaho (500 kW), the BORAX test facility (500 kW), and partially powered the National Reactor Testing Station (after 2004, the Idaho National Laboratory) (1,000 kW). Thus, Arco became the first community solely powered by nuclear energy. The reactor continued to be used for tests until 1956. BORAX IV, built in 1956, explored the thorium fuel cycle and uranium 233 fuel with a power of 20 MW thermal. This experiment used fuel plates that were purposely full of defects to explore long term plant operation with damaged fuel plates. Radioactive gases were released into the atmosphere. BORAX V continued the work on boiling water reactor designs, including the use of a superheater. It operated from 1962 to 1964.
BORAX-I сынағы және тазалау
Сынақ сипаттамасы: (Сынақ) реакторды өте төмен қуат деңгейінде сындырып-жару үшін бес басқару таяқшасының төртеуі жеткілікті қашықтыққа тартылды. Бесінші таяқ серіппелі механизм арқылы өзектен шығарылды. Бұл сынақта таяқ шамамен 0,2 секунд ішінде шығарылды. Басқару таяқшасы шығарылғаннан кейін реакторда жарылыс болды, ол басқару механизмін алып кетті және реакторлық өзекті бұзды. Жарты миль қашықтықта сәулелену деңгейі сағатына 25 мР дейін көтерілді. Қызметкерлер шамамен 30 минутқа эвакуацияланды. BORAX I реакторының қирауы "BORAX I реакторының соңғы экспериментінен туындаған ластаушы заттардың ауаға таралуына" және жақын маңдағы 2 акр жердің ең жоғарғы 1 фут топырағының ластануына әкелді. Келесі эксперименттер үшін бұл жерді пайдалануға беру үшін тазарту жұмыстары қажет болды. 1954 жылы 7800 м² аумақ 6 дюйм қалыңдықта қиыршық таспен жабылды, бірақ содан бері шөп, жусан және басқа да өсімдіктер қайтадан өсіп шықты. BORAX I қалдықтары 1-ші тәжірибелік селекциялық реактордың солтүстік-батысында, жалпыға қолжетімді ұлттық ескерткіште көмілген. 1987 жылдан бері АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі бұл жерді Superfund сайтының 6 01 нөмірімен белгіленген қауіпті объекті ретінде тіркеді, бұл Idaho Ұлттық зертханасындағы екі мұндай объектінің бірі (SL 1-мен бірге). 1995 жылы ЭПА жерлеу орны үшін негізгі шараны: "Негізінен жергілікті материалдардан салынған инженерлік тосқауылмен жабу арқылы қорғау" деп тапты. Бұл жерде 320 жылдан кейін тұрақты тұру кезінде қатерлі ісікке шалдығу қаупі 10 000 адамға 2-ден аспауы күтілуде, ал одан кейін қауіптің айтарлықтай өсуі болмайды. Бұл қауіпті есептеуде топырақ қабатының қамтамасыз еткен қорғаныс қабаты ескерілмейді, ол ЭПА шешім қабылдаған кезде әсерге ұшырауды фоны деңгейінен аздап төмендеткен еді, және жоғары әсерлі жағына назар аудару үшін әдейі пессимистік модельдеу болжамдары жасалады, осылайша жорамалданатын қауіпті айтарлықтай арттырады.
Test synopsis: The (test was) carried out by withdrawing four of the five control rods far enough to make the reactor critical at a very low power level. The fifth rod was then fired from the core by means of a spring. In this test, the rod was ejected in approximately 0.2 seconds. After the control rod was ejected, an explosion took place in the reactor which carried away the control mechanism and blew out the core. At half a mile, the radiation level rose to 25 mr/hr. Personnel were evacuated for about 30 minutes. The destruction of BORAX I caused the "aerial distribution of contaminants resulting from the final experiment of the BORAX I reactor" and the likely contamination of the topmost 1 foot of soil over about 2 acres in the vicinity. The site required cleanup before it could be used for subsequent experiments. The 84,000 square foot (7,800 m2) area was covered with 6 inches of gravel in 1954, but grass, sagebrush, and other plants reseeded the area since then. Debris from BORAX I is buried about northwest of the Experimental Breeder Reactor 1, a publicly accessible national monument. Since 1987, the United States Environmental Protection Agency has classified the burial ground as Superfund site Operable Unit 6 01, one of two such sites (along with SL 1) at the Idaho National Laboratory. In 1995, the EPA ordered the primary remedy of the burial ground to be: "Containment by capping with an engineered barrier constructed primarily of native materials." The site is expected to produce no more than a 2 in 10,000 increase in cancer risk for long term residential use after 320 years, with no significant increase after that time. This risk calculation ignores the shielding provided by the soil cover, which at the time of the EPA decision had reduced exposure to little more than background level, and makes very pessimistic modeling assumptions that greatly increase the projected risk, to deliberately focus on the high rather than low effect side.