Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Энергия немесе қару-жарақ мақсатында емес ядролық құрылғы ядролық бөліну зерттеу реакторлары. Зерттеу реакторлары – бұл негізінен нейтрон көзі ретінде қолданылатын, ядролық бөліну принципіне негізделген ядролық реакторлар. Олар электр энергиясын өндіруге, жылу шығаруға немесе теңіз көлігі үшін пайдаланылатын қуат реакторларынан өзгеше, қуаттық емес реакторлар деп те аталады.
Nuclear device not intended for power or weapons
nuclear fission research reactors
Research reactors are nuclear fission based nuclear reactors that serve primarily as a neutron source. They are also called non power reactors, in contrast to power reactors that are used for electricity production, heat generation, or maritime propulsion.
Мақсаты
Зерттеу реакторынан туындайтын нейтрондар нейтронды шашырату, бұйырмас сынақтар, материалдарды талдау және тексеру, радиоизотоптар өндіру, зерттеу жұмыстары, халыққа тарату және білім беру салаларында қолданылады. Медициналық немесе өнеркәсіптік қолданыс үшін радиоизотоптар өндіретін зерттеу реакторлары кейде изотоптық реакторлар деп аталады. Бүгінде сәулелік желілердегі эксперименттерге бағытталған реакторлар, спиалдау көздерімен бәсекелеседі.
The neutrons produced by a research reactor are used for neutron scattering, non destructive testing, analysis and testing of materials, production of radioisotopes, research and public outreach and education. Research reactors that produce radioisotopes for medical or industrial use are sometimes called isotope reactors. Reactors that are optimised for beamline experiments nowadays compete with spallation sources.
Техникалық аспектілер
Зерттеу реакторлары қуат реакторларына қарағанда қарапайым және төмен температурада жұмыс істейді. Оларға отын мөлшері әлдеқайда аз қажет, ал отын қолданылғанда бөліну өнімдері де аз жиналады. Екінші жағынан, олардың отынына көбінесе 20%-ға дейін U-235 байытылған уран қажет, бірақ кейбірлері 93% U-235 қолданады; 20% байыту әдетте ядролық қару жасауға жарамсыз деп есептелсе, 93% "қару сапасы" деп аталады. Сондай-ақ, олардың ядросындағы қуат тығыздығы өте жоғары, сондықтан арнайы конструкциялық ерекшеліктер қажет. Қуат реакторлары сияқты, ядроны салқындату қажет, әдетте сумен табиғи немесе күшпен жүзеге асырылатын конвекция арқылы, сондай-ақ нейтрондардың жылдамдығын баяулату және бөлінуді күшейту үшін модератор талап етіледі. Нейтрон өндіру – олардың басты қызметі болғандықтан, көптеген зерттеу реакторлары ядродағы нейтрон шығындарын азайту үшін рефлекторларды пайдаланады.
Research reactors are simpler than power reactors and operate at lower temperatures. They need far less fuel, and far less fission products build up as the fuel is used. On the other hand, their fuel requires more highly enriched uranium, typically up to 20% U 235, although some use 93% U 235; while 20% enrichment is not generally considered usable in nuclear weapons, 93% is commonly referred to as "weapons grade". They also have a very high power density in the core, which requires special design features. Like power reactors, the core needs cooling, typically natural or forced convection with water, and a moderator is required to slow the neutron velocities and enhance fission. As neutron production is their main function, most research reactors benefit from reflectors to reduce neutron loss from the core.
Аз байытылған уранға айналу
Халықаралық атом энергиясы агенттігі мен АҚШ Энергетика министрлігі 1978 жылы ядролық қаруды таратпау саясатын қолдау мақсатында ғылыми-зерттеу реакторларын жоғары байытылған ураннан (ЖБУ) төмен байытылған уранға (ТБУ) көшірудің жолдарын әзірлеу бағдарламасын бастады. Сол кезде АҚШ "Атомдар бейбітшілік үшін" бағдарламасы аясында 41 елге ғылыми реакторлар мен жоғары байытылған уранды жеткізген болатын. 2004 жылы АҚШ Энергетика министрлігі шетелдік зерттеу реакторларының пайдаланылған ядролық отынын қабылдау бағдарламасын 2019 жылға дейін ұзартты. 2016 жылы Ұлттық ғылым, инженерлік және медицина академиясының баяндамасында барлық ғылыми реакторларды ТБУ-ға көшіру ең ертерек 2035 жылға дейін аяқталмайды деген қорытынды жасалды. Бұл, ішінара, жоғары нейтрондық ағынды зерттеу реакторлары үшін ісіну арқылы бұзылмайтын сенімді ТБУ отынын әзірлеу күтілгеннен баяу болғандыққа байланысты. 2020 жылға қарай 72 ЖБУ-ды қолданатын ғылыми реакторлар қалды.
The International Atomic Energy Agency and the U. S. Department of Energy initiated a program in 1978 to develop the means to convert research reactors from using highly enriched uranium (HEU) to the use of low enriched uranium (LEU), in support of its nonproliferation policy. By that time, the U. S. had supplied research reactors and highly enriched uranium to 41 countries as part of its Atoms for Peace program. In 2004, the U. S. Department of Energy extended its Foreign Research Reactor Spent Nuclear Fuel Acceptance program until 2019. As of 2016, a National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine report concluded converting all research reactors to LEU cannot be completed until 2035 at the earliest. In part this is because the development of reliable LEU fuel for high neutron flux research reactors, that does not fail through swelling, has been slower than expected. as of 2020, 72 HEU research reactors remain.
Жобалаушылар мен конструкторлар
1950-ші, 1960-шы және 1970-ші жылдары зерттеу реакторларын жобалаумен және құрылысымен айналысатын бірнеше компания болды. Кейіннен бұл нарықтағы белсенділік азайды және көптеген компаниялар одан шығып кетті. Бүгінде нарық бірнеше компанияға шоғырландырылды, олар негізгі жобаларды бүкіл әлем бойынша жүзеге асырып жатыр. Зерттеу реакторы үшін өткізілген соңғы халықаралық тендер (1999 жыл) Австралиялық ядролық ғылым және технология ұйымы тарапынан Австралиялық ашық бассейнді жеңіл су реакторын (OPAL) жобалау, құрылыс салу және іске қосу үшін ұйымдастырылды. Алдын ала іліккендер қатарында Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP, Siemens және Technicatom компаниялары болды. Жоба INVAP компаниясына тапсырылды, ол реакторды салды. Соңғы жылдары AECL бұл нарықтан бас тарды, ал Siemens және Technicatom компанияларының қызметі Areva компаниясына біріктірілді.
While in the 1950s, 1960s and 1970s there were a number of companies that specialized in the design and construction of research reactors, the activity of this market cooled down afterwards, and many companies withdrew. The market has consolidated today into a few companies that concentrate the key projects on a worldwide basis. The most recent international tender (1999) for a research reactor was that organized by the Australian Nuclear Science and Technology Organisation for the design, construction and commissioning of the Open pool Australian lightwater reactor (OPAL). Four companies were prequalified: Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP, Siemens and Technicatom. The project was awarded to INVAP that built the reactor. In recent years, AECL withdrew from this market, and Siemens and Technicatom activities were merged into Areva.