Кіріспе

Канадалық ядролық зерттеу реакторының қызметтен шығарылған Whiteshell реакторы №1, немесе WR 1, Манитобадағы AECL-дің Whiteshell Laboratories (WNRL) зерттеу орталығында орналасқан канадалық зерттеу реакторы болды. Алғашқыда Органикалық салқындатылған дейтерий реакторы эксперименті (ОСДРЭ) деп аталған, ол ауыр су салқыштысын майлы затпен алмастыратын CANDU типті реактор тұжырымдамасын сынау үшін салынған. Бұл бағасы және тиімділігі тұрғысынан бірнеше артықшылықтарға ие болды. 60 МВт жылу қуаты бар реакторды Canadian General Electric компаниясы 14,5 миллион CAD қаржымен жобалап, салған. Құрылысы 1962 жылдың 1 қарашасында басталды және толық қуатқа 1965 жылдың желтоқсанында қол жеткізілді. 1971 жылы оның дизайнын коммерцияландыруға тырысылды, бірақ 1973 жылы ауыр сумен салқындатылатын қондырғылар стандартқа айналғаннан кейін бұл жұмыс тоқтатылды. Содан бері WR 1 сәулелену эксперименттері үшін және WNRE учаскесін жылыту үшін төмен қуат деңгейінде жұмыс істеді. WR 1 1985 жылдың 17 мамырында соңғы рет тоқтатылды, отыны алынып, қазіргі таңдағыдай 2023 жылы аяқталуы жоспарланған қызметтен шығару жұмыстары жүргізілуде.

Негізгі бөліну

Табиғи уран изотоптардың қоспасынан тұрады, көбінесе 238U және 235U-ның әлдеқайда аз мөлшері. Бұл екі изотоптың да жеткілікті энергиялы нейтронмен соққанда бөлінуі мүмкін, және осы процестің бір бөлігі ретінде олар орташа энергиялы нейтрондарды шығарады. Дегенмен, тізбекті реакцияны сақтау үшін 235U басқа уран атомдарынан шыққан нейтрондармен соққанда ғана бөліне алады. 238U бұл нейтрондарға сезімтал емес, сондықтан 235U сияқты бөлінбейді. 235U бұл нейтрондарға сезімтал болғанымен, егер нейтрондар бастапқы релятивистік жылдамдықтарынан әлдеқайда төмен энергияға, яғни термиялық нейтрон жылдамдықтарына дейін баяулатылса, реакция жылдамдығы едәуір жақсарады. Таза табиғи уран массасындағы табиғи ыдырау арқылы босатылатын нейтрондардың саны мен энергиясы, ондағы аз 235U атомдарында елеулі бөліну оқиғаларын тудыру үшін жеткіліксіз. Тізбекті реакцияның, яғни сындылыққа қол жеткізу үшін нейтрондарды ұстап алу жылдамдығын арттыру мақсатында жүйе өзгертілуі керек. Көп жағдайда отын массасы көптеген кішкентай отын гранулаларына бөлінеді, содан кейін нейтрондарды баяулататын нейтрон модераторымен қоршалады, осылайша нейтрондардың 235U-да басқа гранулаларда бөлінуіне мүмкіндік туады. Көбінесе ең қарапайым модератор – қарапайым су болып табылады; нейтрон су молекуласымен соқтығысқанда, ол энергиясының бір бөлігін суға беру арқылы судың температурасын көтеріп, нейтронды баяулатады.

Кәдімгі CANDU

CANDU конструкциясы судың қалыпты күйін ауыр сумен алмастыру арқылы нейтрондарды баяулату мәселесін шешеді. Ауыр суда қосымша нейтрон болғандықтан, баяулату кезінде бөліну нейтронының сіңірілу ықтималдығы көбінесе жойылады. Сонымен қатар, ол жұмыс істеу кезінде босатылатын нейтрондар санын одан әрі арттыратын басқа да реакцияларға түседі. Нейтрон экономикасы осы деңгейге жетілдіріледі, тіпті байытылмаған табиғи уран да тікелей реакцияны сақтай алады, бұл реакторды отынмен жабдықтаудың күрделілігі мен құнын едәуір төмендетеді, сондай-ақ реакторға аз реактивті элементтер қосылған баламалы отын циклдерін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл тәсілдің кемшілігі – отындағы 235U атомдары үлкен отын массасымен таратылады, бұл реактордың активтік аймағын белгілі бір қуат деңгейі үшін үлкендетеді. Бұл реактордың активтік аймағын салуға кеткен капиталдық шығындардың артуына алып келуі мүмкін.

Апаттар

1978 жылдың қарашасында салқындатқыш сұйықтықтың ірі ағып кету оқиғасы болды. 2739 литр салқындатқыш май ағып шықты, оның көп бөлігі Виннипег өзеніне құйылды. Жұмысшылар жөндеу жұмыстарын бірнеше апта бойы жүргізді. 1980 жылы тағы 680 литрлік ағып кету оқиғасы тіркелді.

Мәртебе

WR1 АЭКЛ-дің ірі ғылыми-зерттеу реакторларының ең жасы болғанымен, экономикалық себептермен 1985 жылдың 17 мамырында соңғы рет тоқтатылды. Реактор қазіргі уақытта уақытша тоқтату кезеңінде, отыны алынып, көбінесе бөлшектелген. Тоқтату толыққаннан кейін, алаң жасыл далаға айналдырылады.