Магнокс реакторы: тарихы, құрылысы және қолданылуы
Magnox
Magnox реакторы: табиғи уранды пайдаланатын, графит модераторы және көміртегі диоксиді салқындатқышы бар ядролық реакторлар. Британияда электр энергиясын және плутоний өндіру үшін қолданылды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ядролық реактордың түрі
Type of nuclear reactor
Магнокс – табиғи уранмен жұмыс істеуге арналған ядролық электр/өндірістік реактордың түрі, графит модератор ретінде және көмірқышқыл газы жылу алмасу салқындатқышы ретінде қолданылады. Ол газбен салқындатылатын реакторлардың кең класына жатады. Атауы реактор ішіндегі отын таяқшаларын қаптауға қолданылатын магний-алюминий қорытпасынан (магний тотықтанбайтын қорытпа деп аталады) шыққан. Басқа "I буын" ядролық реакторлары сияқты, Магнокс электр қуаты мен плутоний-239 өндірудің қос мақсатымен жобаланды, бұл Британиядағы ядролық қарулар бағдарламасы үшін қажетті еді. Атау нақтылы түрде Ұлыбританиялық жобалама қатысты, бірақ кейде кез келген ұқсас реакторды атау үшін де қолданылады. Басқа плутоний өндіретін реакторлардағыдай, нейтрондарды сақтау жобаның маңызды бөлігі болып табылады. Магнокс реакторында нейтрондар графиттің ірі блоктарында баяулайды. Графиттің модератор ретінде тиімділігі Магнокс-қа табиғи уран отынын пайдалануға мүмкіндік береді, бұл кең таралған коммерциялық жеңіл су реакторларынан өзгеше, оларға сәл байытылған уран қажет. Графит ауада оңай тотығатындықтан, ядроны CO2 газымен салқындатады, ол жылу алмастырғышқа жіберіліп, буды жасау арқылы электр энергиясын өндіруге арналған дәстүрлі бу турбиналарын қозғалтады. Ядроның бір жағы ашық, сондықтан реактор жұмыс істеп тұрғанда отын элементтерін қосуға немесе алып тастауға болады. Магнокс жобасының "екі мақсатты" мүмкіндігі Ұлыбританияның B205 қайта өңдеу орнатылымының көмегімен отындық/реакторлық кластағы плутонийдің үлкен қорын жинауына әкелді. Реактор дизайнының төмен немесе аралық жану деңгейі, 1960 жылдардағы АҚШ пен Ұлыбританияның "Реакторлық кластағы" плутонийді сынақтан өткізуінен кейін АҚШ-тың нормативтік жіктемелерінде өзгерістерге себеп болды. Электр энергиясын өндіру басты мақсатқа айналған соң, жобалаудың жақсаруына қарамастан, Магнокс реакторлары қысымды су реакторларының жоғары тиімділігімен және отынның жоғары "жануымен" бәсекелесе алмады. Барлығы осы типтегі реакторлардың ондаған ғана бірлігі салынды, олардың көпшілігі 1950-1970 жылдар аралығында Ұлыбританияда салынды, ал басқа елдерге өте аз экспортталды. Алғашқы Магнокс реакторы 1956 жылы Кальдер Холл (Селлафилдте) іске қосылды, ол әлемдегі алғашқы коммерциялық ядролық электр станциясы деп есептеледі, ал Ұлыбританиядағы соңғысы 2015 жылы Уилфадағы (Англси) 1-ші реактор болды. 2016 жылғы мәліметтер бойынша, Солтүстік Корея Юнбён ядролық ғылыми зерттеу орталығында Магнокс стиліндегі реакторларды пайдалануды жалғастырып келе жатқан жалғыз оператор болып табылады. Магнокс дизайны Advanced Gas cooled Reactor (жақсартылған газды салқындатылатын реактор) дизайнымен алмастырылды, ол ұқсас салқындатылады, бірақ экономикалық көрсеткіштерін жақсарту үшін өзгерістер енгізілді.
Magnox is a type of nuclear power / production reactor that was designed to run on natural uranium with graphite as the moderator and carbon dioxide gas as the heat exchange coolant. It belongs to the wider class of gas cooled reactors. The name comes from the magnesium aluminium alloy (called Magnesium non oxidising), used to clad the fuel rods inside the reactor. Like most other "Generation I nuclear reactors", the Magnox was designed with the dual purpose of producing electrical power and plutonium 239 for the nascent nuclear weapons programme in Britain. The name refers specifically to the United Kingdom design but is sometimes used generically to refer to any similar reactor. As with other plutonium producing reactors, conserving neutrons is a key element of the design. In magnox, the neutrons are moderated in large blocks of graphite. The efficiency of graphite as a moderator allows the Magnox to run using natural uranium fuel, in contrast with the more common commercial light water reactor which requires slightly enriched uranium. Graphite oxidizes readily in air, so the core is cooled with CO2, which is then pumped into a heat exchanger to generate steam to drive conventional steam turbine equipment for power production. The core is open on one end, so fuel elements can be added or removed while the reactor is still running. The "dual use" capability of the Magnox design led to the UK building up a large stockpile of fuel grade/"reactor grade" plutonium, with the aid of the B205 reprocessing facility. The low to interim burnup feature of the reactor design would become responsible for changes to US regulatory classifications after the US–UK "Reactor grade" plutonium detonation test of the 1960s. Despite improvements to the design in later decades as electricity generation became the primary operational aim, magnox reactors were never capable of competing with the higher efficiency and higher fuel "burnup" of pressurised water reactors. In total, only a few dozen reactors of this type were constructed, most of them in the UK from the 1950s to the 1970s, with very few exported to other countries. The first magnox reactor to come online was Calder Hall (at the Sellafield site) in 1956, frequently regarded as the world's first commercial nuclear power station, while the last in Britain to shut down was Reactor 1 in Wylfa (on Anglesey) in 2015. as of 2016, North Korea remains the only operator to continue using Magnox style reactors, at the Yongbyon Nuclear Scientific Research Center. The Magnox design was superseded by the Advanced Gas cooled Reactor, which is similarly cooled but includes changes to improve its economic performance.
Желдің шамасы
Ұлыбританияның алғашқы толық көлемді ядролық реакторы Селлафилдтегі Виндскейл Пайл болды. Бұл үйінді табиғи уран отынында көп апталық реакциялар арқылы өндірілген плутоний-239 жасауға арналған. Қалыпты жағдайда, табиғи уран өз нейтрондарына жеткілікті сезімтал болмайды, сондықтан тізбекті реакцияны ұстап тұру мүмкін емес. Отынның нейтрондарға сезімталдығын арттыру үшін нейтрондық баяулатушы қолданылады, бұл жағдайда жоғары тазартылған графит. Реакторлар осы материалдан жасалған үлкен текшеден ("үйінді") тұрады, ол көптеген кіші блоктардан құралған және көптеген отын арналарын жасау үшін көлденең бұрғыланған. Уран отыны алюминий цилиндрлерге салынып, алдыңғы каналға түсірілді, бұл бұрынғы отын цилиндрлерін канал арқылы реактордың арт жағына итеріп, суға түсіретін. Жүйе төмен температурада және қуат деңгейінде жұмыс істеуге есептелген және үлкен желдеткіштердің көмегімен ауамен салқындатылды.
The UK's first full scale nuclear reactor was the Windscale Pile in Sellafield. The pile was designed for the production of plutonium 239 which was bred in multi week reactions taking place in natural uranium fuel. Under normal conditions, natural uranium is not sensitive enough to its own neutrons to maintain a chain reaction. To improve the fuel's sensitivity to neutrons, a neutron moderator is used, in this case highly purified graphite. The reactors consisted of a huge cube of this material (the "pile") made up of many smaller blocks and drilled through horizontally to make a large number of fuel channels. Uranium fuel was placed in aluminium canisters and pushed into the channels in the front, pushing previous fuel canisters through the channel and out the back of the reactor where they fell into a pool of water. The system was designed to work at low temperatures and power levels and was air cooled with the help of large fans.
Магнокс
Ұлыбританияның ядролық мекемелері ядролық энергияға назар аударған кезде, қару-жарақтарды дамыту үшін плутонийге деген қажеттілік өте күшті болды. Бұл, негізгі Windscale дизайнын плутоний өндіретін және электр энергиясын құратын нұсқаға бейімдеуге әкелді. Экономикалық тиімді болу үшін, станция әлдеқайда жоғары қуат деңгейінде жұмыс істеуі керек еді, ал қуатты электр энергиясына тиімді түрлендіру үшін жоғары температурада жұмыс істеуі қажет болды. Мұндай қуат деңгейлерінде өрт қаупі күшейеді және ауамен салқындату тиімсіз болады. Magnox дизайнында бұл көмірқышқыл газын (CO2) салқындатқыш ретінде пайдалануға әкелді. Реактор жұмыс істеп тұрғанда жеке каналдар арқылы газ ағынын реттеу мүмкін болмады, бірақ газ ағыны диаграммаға орналастырылған тіреу тірегіне бекітілген ағын шектегіштері арқылы реттелді. Бұл шектегіштер өзектің ортасындағы ағынды арттыру және шетіндегі ағынды азайту үшін қолданылды. Реакция жылдамдығын бақылауды негізгі түрде бірнеше борон болаттан жасалған бақылау таяқшалары қамтамасыз етті (Chapelcross және Calder Hall станцияларында 48 дана), оларды қажет болған жағдайда тік каналдарда көтеруге және түсіруге болады. Жоғары температурада алюминийдің құрылымдық беріктігі төмендейді, бұл Magnox қорытпасынан жасалған отын қаптамасын жасауға себеп болды. Алайда, Magnox температураның жоғарылауымен реакцияға түсуге бейім, сондықтан бұл материалды пайдалану газдың температурасын тиімді бу өндіру үшін қажетті деңгейден әлдеқайда төменге шектеді. Бұл шектеу реакторлардың белгілі бір қуат деңгейін өндіру үшін өте үлкен болуын талап етті, ал газды салқындату үшін пайдалану бұл мәселені одан әрі күшейтті, себебі сұйықтықтың төмен жылу сыйымдылығы өте жоғары ағын жылдамдықтарын қажет етті. Magnox отын элементтері тазартылған ураннан тұрды, ол кеңістігі бар Magnox қабығына орналастырылып, содан кейін гелиймен қысымға берілді. Қабықтың сыртқы беті әдетте CO2-мен жылу алмасуды жақсарту үшін қабырғалы болды. Magnox қорытпасы сумен реакцияға түседі, сондықтан оны реактордан шығарғаннан кейін салқындату тоғайында ұзақ уақытқа қалдыруға болмайды. Windscale дизайнынан айырмашылығы, Magnox дизайны тік отын каналдарын пайдаланды. Бұл отын қабықтарын бірімен бірі тікелей жалғастыруды немесе бірін екіншісінің үстіне орналастыруды талап етті, осылайша оларды каналдардан жоғарыдан шығаруға болады. Windscale дизайны сияқты, кейінгі Magnox реакторлары отын каналдарына қол жеткізуге мүмкіндік берді және жұмыс істеп тұрған кезде отынды ауыстыруға болатын. Бұл дизайнның маңызды шарты болды, өйткені табиғи уранды пайдалану төмен күйдіру коэффициенттеріне және жиі отын ауыстыру қажеттілігіне әкеледі. Электр энергиясын өндіру үшін отын контейнерлері реакторда мүмкіндігінше ұзақ уақыт қалдырылды, ал плутоний өндіру үшін олар ертерек алынды. Күрделі отын ауыстыру жабдығы реактор жүйелеріне қарағанда сенімсіз болып шықты және жалпы алғанда тиімді болған жоқ. Реактордың барлық жиынтығы үлкен қысым ыдысына орналастырылды. Қорамның үлкендігіне байланысты, тек реактор өзегі ғана болаттан жасалған қысым ыдысының ішінде орналастырылды, содан кейін бетонды қорғау құрылысымен (немесе "биологиялық қалқанмен") қоршалды. Негізгі бөлмеде су болмағандықтан және будың жарылуының қаупі болмағандықтан, құрылыс қысым ыдысын тығыз орауға мүмкіндік берді, бұл құрылыс шығындарын азайтуға көмектесті. Қорғау құрылысының көлемін азайту үшін, алғашқы Magnox дизайны CO2 газы үшін жылу алмастырғышты күмбезден тысқары орналастырды және оны құбырлар арқылы қосты. Бұл тәсілдің артықшылықтары болғанымен, техникалық қызмет көрсету және оған қол жеткізу әдетте оңай болды, бірақ басты кемшілігі қорғалмаған жоғарғы каналдан шығатын сәулелену болды. Magnox дизайны эволюциялық болды және толыққанды аяқталған жоқ, ал кейінгі бірліктер бұрынғылардан айтарлықтай ерекшеленеді. Нейтрон ағынының жоғарылауымен қуат тығыздықтарын арттыруға тырысқанда, әсіресе төмен температурада нейтронмен әсер етудің салдарынан материалдың нашарлауына байланысты мәселелер туындады. Кейінгі Oldbury және Wylfa станциялары болаттан жасалған қысым ыдыстарын алдын ала керілген бетонды конструкциялармен алмастырды, олар жылу алмастырғыштар мен бу станцияларын да қамтиды. Болаттан жасалған ыдыстар үшін жұмыс қысымы 6,9-19,35 бар, ал екі бетонды конструкция үшін 24,8 және 27 бар аралығында. Сол кездегі британдық құрылыс компаниясы барлық электр станцияларын салуға жеткілікті үлкен емес еді, сондықтан әртүрлі бәсекелес консорциумдар қатысты, бұл станциялар арасындағы айырмашылықтарға әкелді; мысалы, дерлік әр станцияда Magnox отын элементтерінің әртүрлі дизайны қолданылды. Көптеген Magnox құрылыстары уақыттан тыс және құнның өсуімен аяқталды.
As the UK nuclear establishment began to turn its attention to nuclear power, the need for more plutonium for weapons development remained acute. This led to an effort to adapt the basic Windscale design to a power producing version that would also produce plutonium. In order to be economically useful the plant would have to run at much higher power levels, and in order to efficiently convert that power to electricity, it would have to run at higher temperatures. At these power levels, the fire risk is amplified and air cooling is no longer appropriate. In the case of the Magnox design, this led to the use of carbon dioxide (CO2) as the coolant. There is no facility in the reactor to adjust the gas flow through the individual channels whilst at power, but gas flow was adjusted by using flow gags attached to the support strut which located into the diagrid. These gags were used to increase flow in the centre of the core and to reduce it at the periphery. Principal control over the reaction rate was provided by a number (48 at Chapelcross and Calder Hall) of boron steel control rods which could be raised and lowered as required in vertical channels. At higher temperatures, aluminium is no longer structurally sound, which led to the development of the magnox alloy fuel cladding. Unfortunately, magnox is increasingly reactive with increasing temperature, and the use of this material limited the operational gas temperatures to , much lower than desirable for efficient steam generation. This limit also meant that the reactors had to be very large in order to generate any given power level, which was further amplified by the use of gas for cooling, as the low thermal capacity of the fluid required very high flow rates. The magnox fuel elements consisted of refined uranium enclosed in a loose fitting magnox shell and then pressurized with helium. The outside of the shell was typically finned in order to improve heat exchange with the CO2. Magnox alloy is reactive with water, which means it cannot be left in a cooling pond after extraction from the reactor for extended periods. In contrast to the Windscale layout, the Magnox design used vertical fuel channels. This required the fuel shells to lock together end to end, or to sit one on top the other to allow them to be pulled out of the channels from the top. Like the Windscale designs, the later Magnox reactors allowed access to the fuel channels and could be refuelled while operating. This was a key criterion for the design because its use of natural uranium leads to low burnup ratios and the requirement for frequent refuelling. For power use, the fuel canisters were left in the reactor as long as possible, while for plutonium production they were removed earlier. The complicated refuelling equipment proved to be less reliable than the reactor systems, and perhaps not advantageous overall. The entire reactor assembly was placed in a large pressure vessel. Due to the size of the pile, only the reactor core itself was placed within the steel pressure assembly, which was then surrounded by a concrete confinement building (or "biological shield"). As there was no water in the core, and thus no possibility of a steam explosion, the building was able to tightly wrap the pressure vessel, which helped reduce construction costs. In order to keep the size of the confinement building down, the early Magnox designs placed the heat exchanger for the CO2 gas outside the dome, connected through piping. Although there were strengths with this approach in that maintenance and access was generally more straightforward, the major weakness was the radiation 'shine' emitted particularly from the unshielded top duct. The Magnox design was an evolution and never truly finalised, and later units differ considerably from earlier ones. As neutron fluxes increased in order to improve power densities problems with neutron embrittlement were encountered, particularly at low temperatures. Later units at Oldbury and Wylfa replaced the steel pressure vessels with prestressed concrete versions which also contained the heat exchangers and steam plant. Working pressure varies from 6.9 to 19.35bar for the steel vessels, and 24.8 and 27bar for the two concrete designs. No British construction company at the time was large enough to build all the power stations, so various competing consortiums were involved, adding to the differences between the stations; for example, nearly every power station used a different design of Magnox fuel element. Most of the Magnox builds suffered time overruns and cost escalation.
Экономика
Кальдер Холлдағы алғашқы Магнокс реакторлары негізінен ядролық қару үшін плутоний өндіруге арналған. 1957 жылы британ үкіметі электр энергиясын ядролық энергиямен өндіруді ынталандыру туралы шешім қабылдады және 1965 жылға дейін Ұлыбританияның электр энергиясын өндіру қажеттілігінің төрттен бір бөлігіне жету үшін 5000-нан 6000 МВт-қа дейінгі қуаты бар құрылыс бағдарламасын іске асыруды жоспарлады. Сэр Джон Коккрофт үкіметке ядролық энергияны көмірден өндірілгенге қарағанда қымбатқа шығатынын ескерткенімен, үкімет ядролық электр станцияларының көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларына балама ретінде көміршілердің кәсіби одақтарының ықпалын азайтуға көмектесетінін шешті және осы бағытта алға жылжуға бекітті. 1960 жылы үкіметтік ақ парақ құрылыс бағдарламасын 3000 МВт-қа дейін қысқартты, бірақ электр станцияларының операторларына бұл қаражат ешқашан төленбеді. Реактордан алынғаннан кейін пайдаланылған отын элементтері салқындату тоғандарында сақталады (Wylfa станциясынан басқа, ол көмірқышқыл газы атмосферасында құрғақ сақтау алаптарына ие), онда бөлінетін жылу тоған суына беріледі, содан кейін тоған суының айналымы, салқындату және сүзгілеу жүйесі арқылы судан шығарылады. Отын элементтерін суда тек шектеулі уақыт сақтауға болады, себебі Магнокс қаптамасы нашарлайды, сондықтан оларды қайта өңдеу қажет, бұл Магнокс бағдарламасының құнына қосымша шығыс әкеледі. Кейінгі сараптамалар ең экономикалық жобаға стандарттаудың орнына, әр жобаны жеке-жеке дамытуды және тек екі экспорттық тапсырыс алған реакторды дамытуды жалғастыруды сынға алды. Капиталға 5% төмен дисконттық ставка қолданылып, шығындарды ретроспективті бағалау нәтижесінде, Магнокс электр энергиясының құны көмірлік электр станцияларынан шамамен 50%-ға жоғары болғандығы анықталды.
The first Magnox reactors at Calder Hall were designed principally to produce plutonium for nuclear weapons. The British government decided in 1957 that electricity generation by nuclear power would be promoted, and that there would be a building programme to achieve 5,000 to 6,000MWe capacity by 1965, a quarter of UK's generating needs. Although Sir John Cockcroft had advised the government that electricity generated by nuclear power would be more expensive than that from coal, the government decided that nuclear power stations as alternatives to coal fired power stations would be useful to reduce the bargaining power of the coal miners' unions, and so decided to go ahead. In 1960 a government white paper scaled back the building programme to 3,000MWe, although the operators of the power stations were never paid this credit. Once removed from the reactor, the used fuel elements are stored in cooling ponds (with the exception of Wylfa which has dry stores in a carbon dioxide atmosphere) where the decay heat is transferred to the pond water, and then removed by the pond water circulation, cooling and filtration system. The fact that fuel elements can only be stored for a limited period in water before the Magnox cladding deteriorates, and must therefore inevitably be reprocessed, added to the costs of the Magnox programme. Later reviews criticised the continuing development project by project instead of standardisation on the most economical design, and for persisting with the development of a reactor which achieved only two export orders. A retrospective evaluation of costs, using a low 5% discount rate on capital, estimated Magnox electricity costs were nearly 50% higher than coal power stations would have provided.
Қауіпсіздік
Магнокс реакторлары сол кезде қарапайым конструкциясы, төмен қуат тығыздығы және газ тәрізді салқындатқыш болғандықтан, жоғары дәрежеде қауіпсіздікке ие деп есептелді. Осы себепті оларға екінші деңгейдегі қорғау шаралары қарастырылмады. Сол кездегі қауіпсіздік жобалау принципі – «нақты мүмкін болатын ең ауыр апат» болып табылды, және станция осыған төтеп беруге жобаланған болса, басқа, кішірек бірақ ұқсас жағдайлар да қамтылатын болады деп есептелді. Салқындатқыштың жоғалуы (кемінде жобада ескерілгендері) отынның іріктеліп зақымдануына әкелмейтін еді, себебі Магнокс қаптамасы радиоактивті материалдың көп бөлігін ұстап тұрар еді, егер реактор жылдам тоқтатылса (SCRAM), өйткені ыдыраудан туындаған жылу ауаның табиғи айналымы арқылы алынып тасталатын еді. Салқындатқыш газ болғандықтан, қайнау кезіндегі жарылғыш қысымның күшеюі қауіпті болмайтын, Чернобыль апатында болған будың жарылуы сияқты жағдайларға жол берілмес еді. Реакторды жылдам тоқтату жүйесінің істен шығуы немесе табиғи айналымның тоқтауы жобада ескерілмеген. 1967 жылы Чапелкросс станциясында жеке каналда газ ағыны шектелгені салдарынан отынның балқыуы орын алды. Бұл оқиға станция экипажымен ірі зардапсыз шешілді, бірақ бұл жағдай жобаланбаған және жоспарланбаған еді, сондай-ақ станция жобаланған кезде күтілгеннен артық радиоактивтілік бөлінді. Олардың қауіпсіздік жобалауына сенімді болғанына қарамастан, Магнокс станцияларын тығыз қоныстанған аймақтарда салудан бас тартуға шешім қабылданды. Орындылық шектеуі бойынша, кез келген 10 градустық секторда 1,5 миль (2 км) радиуста 500-ден аз, 5 миль (8 км) радиуста 10 000-нан аз және 10 миль (16 км) радиуста 100 000-нан аз адам тұруы керек еді. Сонымен қатар, барлық бағыттағы халық саны 10 градустық шектерден алты есе аз болуы тиіс еді. Жоспарлау рұқсаты шектеулері 5 миль радиустағы халықтың үлкен өсуіне жол бермеу үшін қолданылатын еді. Ескі темір қысым ыдыс конструкциясында қазандықтар мен газ құбырлары бетон биологиялық қалқаннан тыс орналасқан. Осының салдарынан, бұл конструкция реакторлардан тікелей «шағылысу» деп аталатын гамма және нейтрон сәулеленуінің айтарлықтай мөлшерін шығарады. Мысалы, 2002 жылы Дунгенесс Магнокс реакторының жанында тұратын халықтың ең көп сәулеленуге ұшыраған мүшелері 0,56 мСв алды, бұл Халықаралық радиологиялық қорғау комиссиясы ұсынған халық үшін максималды сәулелену дозасының жартысынан астам мөлшерін құрады, тікелей «шағылысудан» ғана. Оллдбери және Уилфа реакторларындағы дозалар, олар газ контурын толығымен қамтитын бетон қысым ыдыстарына ие, әлдеқайда төмен.
The Magnox reactors were considered at the time to have a considerable degree of inherent safety because of their simple design, low power density, and gas coolant. Because of this they were not provided with secondary containment features. A safety design principle at the time was that of the "maximum credible accident", and the assumption was made that if the plant were designed to withstand that, then all other lesser but similar events would be encompassed. Loss of coolant accidents (at least those considered in the design) would not cause large scale fuel failure as the Magnox cladding would retain the bulk of the radioactive material, assuming the reactor was rapidly shutdown (a SCRAM), because the decay heat could be removed by natural circulation of air. As the coolant is already a gas, explosive pressure buildup from boiling is not a risk, as happened in the catastrophic steam explosion at the Chernobyl accident. Failure of the reactor shutdown system to rapidly shut down the reactor, or failure of natural circulation, was not considered in the design. In 1967 Chapelcross experienced a fuel melt due to restricted gas flow in an individual channel and, although this was dealt with by the station crew without major incident, this event had not been designed or planned for, and the radioactivity released was greater than anticipated during the station design. Despite the belief in their inherently safe design, it was decided that the Magnox stations would not be built in heavily populated areas. The positioning constraint decided upon was that any 10 degree sector would have a population less than 500 within 1.5 mile (2 km), 10,000 within 5 mile (8 km) and 100,000 within 10 mile (16 km). In addition population around the site in all directions would be less than six times the 10 degree limits. Planning permission constraints would be used to prevent any large growth of population within five miles. In the older steel pressure vessel design, boilers and gas ducting are outside the concrete biological shield. Consequently, this design emits a significant amount of direct gamma and neutron radiation, termed direct "shine", from the reactors. For example, the most exposed members of the public living near Dungeness Magnox reactor in 2002 received 0.56mSv, over half the International Commission on Radiological Protection recommended maximum radiation dose limit for the public, from direct "shine" alone. The doses from the Oldbury and Wylfa reactors, which have concrete pressure vessels which encapsulate the complete gas circuit, are much lower.
Құрылған реакторлар
Жалпы алғанда, 11 электр станциясы, барлығы 26 блок, жобасы бастау алған Ұлыбританияда салынды. Бұған қоса, біреуі Жапониядағы Токайға, екіншісі Италиядағы Латинаға экспортталды. 2003 жылдың 31 наурызында станция жабылғанда, бірінші реактор шамамен 47 жыл бойы қолданылып келді. Алғашқы екі станция (Кальдер Холл және Чапелкросс) бастапқыда UKAEA-ға тиесілі болды және қызмет етудің алғашқы кезеңінде жылына екі отын партиясымен қару сапасындағы плутоний өндіруге негізгі арналды. 1964 жылдан бастап олар көбінесе коммерциялық отын айналымында пайдаланылды және 1995 жылдың сәуірінде Ұлыбритания үкіметі қару жасау мақсатында плутоний өндірісі тоқтатылғанын мәлімдеді. Кейінірек салынған және ірі блоктер CEGB-ге тиесілі болды және коммерциялық отын айналымында жұмыс істеді. Дегенмен, Хинкли Пойнт А және тағы екі станция қажет болған жағдайда әскери мақсаттар үшін қару сапасындағы плутоний алуға мүмкіндік беретіндей етіп өзгертілді.
In all, 11 power stations totalling 26 units were built in the United Kingdom where the design originated. In addition, one was exported to Tōkai in Japan and another to Latina in Italy. When the station closed on 31 March 2003, the first reactor had been in use for nearly 47 years. The first two stations (Calder Hall and Chapelcross) were originally owned by the UKAEA and primarily used in their early life to produce weapons grade plutonium, with two fuel loads per year. From 1964 they were mainly used on commercial fuel cycles and in April 1995 the UK Government announced that all production of plutonium for weapons purposes had ceased. The later and larger units were owned by the CEGB and operated on commercial fuel cycles. However Hinkley Point A and two other stations were modified so that weapons grade plutonium could be extracted for military purposes should the need arise.
Тотығуды азайту үшін дерациялау
Жұмыс істеудің алғашқы кезеңінде жоғары температурадағы көмірқышқыл газымен салқындату нәтижесінде жұмсақ болаттан жасалған компоненттердің айқын тотығуы анықталды, бұл жұмыс температурасын және қуатын төмендетуді қажет етті. Мысалы, 1969 жылы Латина реакторының қуаты 24%-ға төмендетілді, 210 МВт-тан 160 МВт-қа дейін, жұмыс температурасын төмендету арқылы.
In early operation it was found that there was significant oxidation of mild steel components by the high temperature carbon dioxide coolant, requiring a reduction in operating temperature and power output. For example, the Latina reactor was derated in 1969 by 24%, from 210MWe to 160MWe, by the reduction of operating temperature from .
Соңғы жұмыс істеп тұрған Магнокс реакторы
Ядролық декоммиссиялау органы (NDA) 2015 жылдың 30 желтоқсанында Wylfa Unit 1 – әлемдегі соңғы жұмыс істеп тұрған Magnox реакторының тоқтатылғанын жариялады. Бұл блок бастапқы жоспардан бес жылға артық электр энергиясын өндірді. Wylfa-дағы екі блок 2012 жылдың соңында жабылуға жоспарланған, бірақ NDA 2012 жылдың сәуірінде 2-ші блокты жабуға шешім қабылдады, соның арқасында 1-ші блок өндірілімі тоқтатылған отын қорларын толыққанды пайдалану үшін жұмысын жалғастыра алды. 2016 жылдың мәліметтері бойынша, Солтүстік Кореядағы Йонгбёнде орналасқан, Magnox үлгісіне негізделген шағын 5 МВт қуаттылығы бар эксперименталды реактор жұмыс істеуін жалғастыруда.
The Nuclear Decommissioning Authority (NDA) announced on 30 December 2015 that Wylfa Unit 1 – the world's last operating Magnox reactor – was closed. The unit had generated electricity for five years longer than originally planned. Two units at Wylfa were both scheduled to shut down at the end of 2012, but the NDA decided to shut down Unit 2 in April 2012 so that Unit 1 could continue operating in order to fully utilize existing stocks of fuel, which was no longer being manufactured. The small 5MWe experimental reactor, based on the Magnox design, at Yongbyon in North Korea, continues to operate as of 2016.