Реакторы ТРИГА: обучение, исследования и изотопное производство

Введение

Класс ядерных реакторов, используемых в образовательных и исследовательских целях – ядерный реактор.

TRIGA (Training, Research, Isotopes, General Atomics) – это класс ядерных исследовательских реакторов, разработанных и произведенных компанией General Atomics. Командой разработчиков TRIGA, в которую входил Эдвард Теллер, руководил физик Фриман Дайсон.

Дизайн

TRIGA – это реактор с водяным замедлителем, который может быть установлен без герметичного защитного здания и предназначен для проведения исследований и испытаний научными учреждениями и университетами в таких областях, как обучение студентов бакалавриата и магистратуры, частные коммерческие исследования, неразрушающий контроль и производство изотопов. Реактор TRIGA использует топливо из гидрида циркония урана (UZrH), обладающее большим и быстро отрицательным температурным коэффициентом реактивности, что означает, что при повышении температуры активной зоны реактивность быстро уменьшается. Благодаря этой уникальной особенности реактор может безопасно работать в импульсном режиме с мощностью до 22 000 мегаватт. Водород в топливе связан в кристаллической структуре гидрида циркония и урана с энергией колебаний 0,14 эВ. При нагреве активной зоны эти энергетические уровни заполняются и передают энергию более холодным нейтронам, повышая их энергию и, следовательно, снижая реактивность. Первоначально TRIGA был разработан для работы на высокообогащенном уране, но в 1978 году Министерство энергетики США запустило программу по снижению обогащения топлива для исследовательских реакторов, направленную на переоборудование реакторов для использования низкообогащенного урана.

История

TRIGA был разработан как реактор, который, по словам Эдварда Теллера, "безопасен даже в руках молодого аспиранта". Летом 1956 года Теллер возглавил группу молодых физиков-ядерщиков в Сан-Диего для разработки реактора, изначально безопасного по своей конструкции и исключающего возможность расплава. Основная идея конструкции принадлежала Фримену Дайсону. Прототип ядерного реактора TRIGA (TRIGA Mark I) был запущен 3 мая 1958 года на территории General Atomics в Сан-Диего и эксплуатировался до вывода из эксплуатации в 1997 году. Американское ядерное общество признало его ядерным историческим памятником. Впоследствии были разработаны реакторы Mark II, Mark III и другие модификации конструкции TRIGA, и в общей сложности 33 реактора TRIGA были установлены в различных местах по Соединенным Штатам. Те, которые продолжают работать, подвергаются модернизации. Еще 33 реактора были установлены в других странах. Многие из этих установок были обусловлены политикой президента США Эйзенхауэра "Атомы ради мира" 1953 года, направленной на расширение доступа к ядерной физике для стран, находящихся в сфере американского влияния. В результате реакторы TRIGA можно найти в общей сложности в 24 странах, включая Австрию, Бангладеш, Бразилию, Конго, Колумбию, Англию, Финляндию, Германию, Тайвань, Японию, Южную Корею, Италию, Индонезию, Малайзию, Мексику, Марокко, Филиппины, Пуэрто-Рико, Румынию, Словению, Таиланд, Турцию и Вьетнам. TRIGA International, совместное предприятие General Atomics и CERCA (в то время дочерней компании AREVA из Франции), было создано в 1996 году. С тех пор все топливные сборки TRIGA производятся на заводе CERCA в Romans sur Isère (Франция). Основными конкурентами General Atomics в поставках исследовательских реакторов являются Корейский институт ядерных исследований (KAERI) из Кореи и INVAP из Аргентины. TRIGA Power System (TPS) – это предлагаемая маломощная электростанция и источник тепла, основанная на реакторе TRIGA и его уникальном топливе – гидриде циркония и урана, с тепловой мощностью 64 МВт / электрической мощностью 16 МВт.

The TRIGA was developed to be a reactor that, in the words of Edward Teller, "is safe even in the hands of a young graduate student." Teller headed a group of young nuclear physicists in San Diego in the summer of 1956 to design an inherently safe reactor which could not, by its design, suffer from a meltdown. The design was largely the suggestion of Freeman Dyson. The prototype for the TRIGA nuclear reactor (TRIGA Mark I) was commissioned on 3 May 1958 on the General Atomics campus in San Diego and operated until shut down in 1997. It has been designated as a nuclear historic landmark by the American Nuclear Society. Mark II, Mark III and other variants of the TRIGA design have subsequently been produced, and a total of 33 TRIGA reactors have been installed at locations across the United States. Those that remain operational continue to be upgraded/modernized. A further 33 reactors have been installed in other countries. Many of these installations were prompted by US President Eisenhower's 1953 Atoms for Peace policy, which sought to extend access to nuclear physics to countries in the American sphere of influence. Consequently, TRIGA reactors can be found in a total of 24 countries, including Austria, Bangladesh, Brazil, Congo, Colombia, England, Finland, Germany, Taiwan, Japan, South Korea, Italy, Indonesia, Malaysia, Mexico, Morocco, Philippines, Puerto Rico, Romania, Slovenia, Thailand, Turkey, and Vietnam. TRIGA International, a joint venture between General Atomics and lt=CERCA — then a subsidiary of AREVA of France — was established in 1996. Since then, all TRIGA fuel assemblies have been manufactured at CERCA's plant in Romans sur Isère, France. Some of the main competitors to General Atomics in the supply of research reactors are Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) of Korea and INVAP of Argentina. The TRIGA Power System (TPS) is a proposed small power plant and heat source, based upon the TRIGA reactor and its unique uranium zirconium hydride fuel, with a power output of 64 MWth / 16 MWe.

Список всех ядерных реакторов TRIGA, построенных по всему миру

СтранаГородНазваниеТипСтатусТермоэнергия [кВт]Дата эксплуатацииДата закрытияВладелец и операторПримечанияАвстрияВенаTRIGA II VIENNATRIGA Mark IIОперационный2501962 03 07Атомный институт австрийских университетов в ВенеБангладешСавар, ДаккаBTRR, BAEC TRIGA Research ReactorTRIGA Mark IIОперационный30001986 09 14Атомное научно-исследовательское учреждение по энергии (Бангладеш)БразилияБелу-ОризонтиTRIGA IPR R1TRIGA Mark IOперационный1001960 11 06CDTN – Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear*Расширение до 250 кВт находится в процессе лицензирования, для которого была установлена новая система охлаждения.КолумбияБоготаIAN R1TRIGA CONVОперационный301965 01 20Конго, ДРКиншасаTRICO ITRIGA Mark IPermanent Shutdown501959 06 061970CREN K University of KinshasaTRICO IITRIGA Mark IIExtended Shutdown11972 03 24CREN K University of Kinshasaпродленный простой с 2004 г. [18]ФинляндияЭспооFIR 1TRIGA Mark IIUnder Decommissioning2501962 03 272015VTT Technical Research Centre of FinlandГерманияФранкфурт-на-МайнеFRF 2TRIGA ConvDecommissioned11977 10 01ГейдельбергTRIGA HD ITRIGA Mark IDecommissioned2501966 08 01ГанноверFRHTRIGA Mark IDecommissioned2501973 01 31ГейдельбергTRIGA HD IITRIGA Mark IDecommissioned2501978 02 28МайнцFRMZTRIGA Mark IIОперационный1001965 08 03МюнхенFRNTRIGA Mark IIIUnder Decommissioning11972 08 23ИндонезияБандунгTRIGA Mark II, BandungTRIGA Mark IIОперационный21964 10 192 МВт установлено в 1997 г.ЙогьякартаKARTINI PSTATRIGA Mark IIОперационный1001979 01 25ИталияРимTRIGA RC 1TRIGA Mark IIОперационный11960 06 11ПавияLENA, TRIGA II PAVIATRIGA Mark IIОперационный2501965 11 15ЯпонияТокай, ИбаракиNSRRTRIGA AcprОперационный3001975 06 30ЙокосукаTRIGA II RikkyoTRIGA Mark IIUnder Decommissioning1001961 12 08ТокиоMusashi ReactorTRIGA Mark IIUnder Decommissioning1001963 01 30Корея, РеспубликаСеулKRR 1TRIGA Mark IIDecommissioned2501962 03 19KAERIИсследовательский реактор, 100 кВт, построен в 1962 г. (выведен из эксплуатации)[52]СеулKRR 2TRIGA Mark IIIDecommissioned21972 04 10KAERIИсследовательский реактор, 2 МВт, построен в 1972 г. (выведен из эксплуатации)[53]МалайзияКаджанг, Куала-ЛумпурTRIGA Puspati (RTP)TRIGA Mark IIОперационный11982 06 28Malaysian Institute of Nuclear Technology ResearchМексикаЛа Маркеса ОкоякакакTRIGA Mark IIITRIGA Mark IIIOперационный11968 11 08National Institute for Nuclear ResearchМароккоРабатMA R1TRIGA Mark IIОперационный22007 05 02ФилиппиныКесон-СитиPRR 1Subcrit (TRIGA converted)Операционный03 МВт TRIGA преобразованный реактор, Кесон-Сити. Управляется Филиппинским институтом ядерных исследований (ранее Филиппинская комиссия по атомной энергии). Первая критическая ситуация в августе 1963 года, перестройка реактора в марте 1984 года, критическая ситуация после перестройки в апреле 1988 года, закрыт с 1988 года для ремонта бассейна, в настоящее время на длительном закрытии.Пуэрто-РикоМаягуэс ТРИГА реактор (демонтаж) ДемонтажРумынияПитештиTRIGA II Pitesti SS CoreTRIGA Dual CoreОперационный141980 02 02TRIGA II Pitesti PulsedTRIGA Dual CoreОперационный5001980 02 02СловенияЛюблянаTRIGA MARK II LJUBLJANATRIGA Mark IIОперационный2501966 05 31Jožef Stefan Institute((ссылка на веб-страницу) [51])ТайваньГоссинчу СитиTHORTRIGA ConvОперационный1900 01 011961 04 13[56]ТаиландБангкокTRR 1/M1TRIGA Mark IIIOперационный1899 12 311977 11 07Thailand Institute of Nuclear Technology (TINT)Тайский исследовательский реактор 1/Модификация 1, установлен в 1962 году, модифицирован в 1975–77 гг.ТурцияСтамбулITU TRRTRIGA Mark IIОперационный2501979 03 11Стамбульский технический университетИнститут энергетикиСоединенное КоролевствоБиллингхэмICI TRIGA ReactorTRIGA Mark IDecommissioned2501971 08 011988ICI Physics and Radioisotopes Dept of ICI R&D (впоследствии Tracerco)СШАУрбана, ИллинойсOPRA Univ. IllinoisTRIGADecommissioned101971 12 28Сан-Рамон, КалифорнияARRRTRIGA CONVОперационный2501964 07 09Пуллман, ВашингтонWSUR Washington State Univ. TRIGA CONVОперационный10001961 03 07Мэдисон, ВисконсинUWNR Univ. WisconsinTRIGA CONVОперационный10001961 03 26Колледж-Стейшн, ТехасNSCR Texas A&M Univ. TRIGA CONVОперационный10001962 01 01Маягуэс, Пуэрто-РикоTRIGA Puerto Rico Nuclear CenterTRIGA CONVDecommissioned20001972 01 19Государственный колледж, ПенсильванияPSBR Penn St. Unv. TRIGA Mark CONVОперационный10001955 08 15Silver Spring, MDDORF TRIGA Mark FTRIGA Mark FDecommissioned2501961 09 01Бетесда, MDAFRRI TRIGATRIGA Mark FОперационный10001962 01 01Хоторн, CATRIGA Mark F, NorthropTRIGA Mark FDecommissioned10001963 01 01Омаха, НебраскаVeterans Affairs RRTRIGA Mark IDecommissioned201959 06 26Солт-Лейк-Сити, ЮтаTRIGA Univ. UtahTRIGA Mark IOперационный1001975 10 25Тусон, АризонаUniv. Arizona TRIGATRIGA Mark IDecommissioned1001958 12 06Сан-Диего, КалифорнияGA TRIGA ITRIGA Mark IUnder Decommissioning2501958 05 03Сан-Диего, КалифорнияGA TRIGA FTRIGA Mark IUnder Decommissioning2501960 07 01Портленд, ОРRRR Reed CollegeTRIGA Mark IOперационный2501968 07 02Ирвин, КалифорнияUC Irvine TRIGATRIGA Mark IOперационный2501969 11 25Остин, ТехасUT TRIGA Univ. TexasTRIGA Mark IDecommissioned2501963 01 01Ист-Лансинг, МичиганMITRIGA Mark I Michigan State Univ. TRIGA Mark IDecommissioned2501969 03 21Мидленд, МичиганDow TRIGATRIGA Mark IOперационный3001967 07 06Ричленд, ВашингтонNRF, Neutron Rad FacilityTRIGA Mark IUnder Decommissioning10001977 03 01ДенверGSTR US Geological SurveyTRIGA Mark IOперационный10001969 02 26Сан-Диего, CATRIGA Mark IITRIGA Mark IIDecommissioned501959 12 11Манхэттен, КанзасKSU TRIGA Mark IITRIGA Mark IIОперационный2501962 10 16Айдахо-Фоллс, АйдахоNRADTRIGA Mark IIОперационный2501977 10 12Итака, Нью-ЙоркTRIGA Cornell UnivTRIGA Mark IIDecommissioned5001962 01 01Корваллис, ОрегонOSTR, Oregon State Univ. TRIGA Mark IIОперационный11001967 03 08Остин, ТехасTRIGA II Univ. TexasTRIGA Mark IIОперационный11001992 03 12Урбана, ИллинойсUniv. Illinois Advanced TRIGATRIGA Mark IIDecommissioned15001969 07 23Сакраменто, КалифорнияUC Davis/McClellan TRIGATRIGA Mark IIОперационный20001990 01 20Беркли, КалифорнияBRR UC BerkeleyTRIGA Mark IIIDecommissioned10001966 08 10Сан-Диего, КалифорнияGA TRIGA IIITRIGA Mark IIIDecommissioned20001966 01 01Колледж-Парк, МэрилендMUTR Univ. MarylandTRIGA MODIFIEDОперационный2501960 12 01Альбукерке, Нью-МексикоACRR Annular Core RRTRIGA MODIFIEDОперационный24001967 06 01ВьетнамДалатDalat Research ReactorTRIGA Mark IIОперационный5001963 02 26(поставлен США в 1963 году, закрыт в 1975 году, повторно активирован СССР в 1984 году)

CountryCityNameTypeStatusThermal Power [kW]Operation DateClosure DateOwner and OperatorNotesAustriaViennaTRIGA II VIENNATRIGA Mark IIOperational2501962 03 07Atomic Institute of the Austrian Universities in ViennaBangladeshSavar, DhakaBTRR, BAEC TRIGA Research ReactorTRIGA Mark IIOperational30001986 09 14Atomic Energy Research Establishment (Bangladesh)BrazilBelo HorizonteTRIGA IPR R1TRIGA Mark IOperational1001960 11 06CDTN Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear*The expansion to 250 KW is in the licensing process, for which a new refrigeration system has been installed. ColombiaBogotaIAN R1TRIGA CONVOperational301965 01 20Congo, DR ofKinshasaTRICO ITRIGA Mark IPermanent Shutdown501959 06 061970CREN K University of KinshasaTRICO IITRIGA Mark IIExtended Shutdown11972 03 24CREN K University of Kinshasaextended shut down since 2004 [18]FinlandEspooFIR 1TRIGA Mark IIUnder Decommissioning2501962 03 272015VTT Technical Research Centre of FinlandGermanyFrankfurt am MainFRF 2TRIGA ConvDecommissioned11977 10 01HeidelbergTRIGA HD ITRIGA Mark IDecommissioned2501966 08 01HannoverFRHTRIGA Mark IDecommissioned2501973 01 31HeidelbergTRIGA HD IITRIGA Mark IDecommissioned2501978 02 28MainzFRMZTRIGA Mark IIOperational1001965 08 03MunichFRNTRIGA Mark IIIUnder Decommissioning11972 08 23IndonesiaBandungTRIGA Mark II, BandungTRIGA Mark IIOperational21964 10 192MW installed 1997YogyakartaKARTINI PSTATRIGA Mark IIOperational1001979 01 25ItalyRomeTRIGA RC 1TRIGA Mark IIOperational11960 06 11PaviaLENA, TRIGA II PAVIATRIGA Mark IIOperational2501965 11 15JapanTōkai, IbarakiNSRRTRIGA AcprOperational3001975 06 30YokosukaTRIGA II RikkyoTRIGA Mark IIUnder Decommissioning1001961 12 08TokyoMusashi ReactorTRIGA Mark IIUnder Decommissioning1001963 01 30Korea, Republic ofSeoulKRR 1TRIGA Mark IIDecommissioned2501962 03 19KAERIResearch Reactor,100 kW, built 1962 (Decommissioned)[52]SeoulKRR 2TRIGA Mark IIIDecommissioned21972 04 10KAERIResearch Reactor, 2MW, BUILT 1972 (Decommissioned)[53]MalaysiaKajang, Kuala LumpurTRIGA Puspati (RTP)TRIGA Mark IIOperational11982 06 28Malaysian Institute of Nuclear Technology ResearchMexicoLa Marquesa OcoyoacacTRIGA Mark IIITRIGA Mark IIIOperational11968 11 08National Institute for Nuclear ResearchMoroccoRabatMA R1TRIGA Mark IIOperational22007 05 02PhilippinesQuezon CityPRR 1Subcrit (TRIGA converted)Operational03 MW TRIGA converted reactor, Quezon City. Managed by the Philippine Nuclear Research Institute (formerly Philippine Atomic Energy Commission). 1st criticality in August 1963, reactor conversion in March 1984, criticality after conversion in April 1988, shut down since 1988 for pool repairs, on extended shutdown at present. Puerto RicoMayagüez TRIGA reactor (dismantled)DismantledRomaniaPitestiTRIGA II Pitesti SS CoreTRIGA Dual CoreOperational141980 02 02TRIGA II Pitesti PulsedTRIGA Dual CoreOperational5001980 02 02SloveniaLjubljanaTRIGA MARK II LJUBLJANATRIGA Mark IIOperational2501966 05 31Jožef Stefan Institute(web page link) [51]TaiwanHsinchu CityTHORTRIGA ConvOperational1900 01 011961 04 13[56]ThailandBangkokTRR 1/M1TRIGA Mark IIIOperational1899 12 311977 11 07Thailand Institute of Nuclear Technology (TINT)Thai Research Reactor 1/Modification 1, Installed 1962, modified 1975–77. TurkeyIstanbulITU TRRTRIGA Mark IIOperational2501979 03 11Istanbul Technical UniversityInstitute of EnergyUnited KingdomBillinghamICI TRIGA ReactorTRIGA Mark IDecommissioned2501971 08 011988ICI Physics and Radioisotopes Dept of ICI R&D (later to become Tracerco)USAUrbana, ILLOPRA Univ. IllinoisTRIGADecommissioned101971 12 28San Ramon, CAARRRTRIGA CONVOperational2501964 07 09Pullman, WAWSUR Washington State Univ. TRIGA CONVOperational10001961 03 07Madison, WIUWNR Univ. WisconsinTRIGA CONVOperational10001961 03 26College Station, TXNSCR Texas A&M Univ. TRIGA CONVOperational10001962 01 01Mayagüez, Puerto RicoTRIGA Puerto Rico Nuclear CenterTRIGA CONVDecommissioned20001972 01 19State College, PAPSBR Penn St. Unv. TRIGA Mark CONVOperational10001955 08 15Silver Spring, MDDORF TRIGA Mark FTRIGA Mark FDecommissioned2501961 09 01Bethesda, MDAFRRI TRIGATRIGA Mark FOperational10001962 01 01Hawthorne, CATRIGA Mark F, NorthropTRIGA Mark FDecommissioned10001963 01 01Omaha, NEVeterans Affairs RRTRIGA Mark IDecommissioned201959 06 26Salt Lake City, UTTRIGA Univ. UtahTRIGA Mark IOperational1001975 10 25Tucson, AZUniv. Arizona TRIGATRIGA Mark IDecommissioned1001958 12 06San Diego, CAGA TRIGA ITRIGA Mark IUnder Decommissioning2501958 05 03San Diego, CAGA TRIGA FTRIGA Mark IUnder Decommissioning2501960 07 01Portland, ORRRR Reed CollegeTRIGA Mark IOperational2501968 07 02Irvine, CAUC Irvine TRIGATRIGA Mark IOperational2501969 11 25Austin, TXUT TRIGA Univ. TexasTRIGA Mark IDecommissioned2501963 01 01East Lansing, MITRIGA Mark I Michigan State Univ. TRIGA Mark IDecommissioned2501969 03 21Midland, MIDow TRIGATRIGA Mark IOperational3001967 07 06Richland, WANRF, Neutron Rad FacilityTRIGA Mark IUnder Decommissioning10001977 03 01DenverGSTR US Geological SurveyTRIGA Mark IOperational10001969 02 26San Diego, CATRIGA Mark IITRIGA Mark IIDecommissioned501959 12 11Manhattan, KSKSU TRIGA Mark IITRIGA Mark IIOperational2501962 10 16Idaho Falls, IDNRADTRIGA Mark IIOperational2501977 10 12Ithaca, NYTRIGA Cornell UnivTRIGA Mark IIDecommissioned5001962 01 01Corvallis, OROSTR, Oregon State Univ. TRIGA Mark IIOperational11001967 03 08Austin, TXTRIGA II Univ. TexasTRIGA Mark IIOperational11001992 03 12Urbana, ILUniv. Illinois Advanced TRIGATRIGA Mark IIDecommissioned15001969 07 23Sacramento, CAUC Davis/McClellan TRIGATRIGA Mark IIOperational20001990 01 20Berkeley, CABRR UC BerkeleyTRIGA Mark IIIDecommissioned10001966 08 10San Diego, CAGA TRIGA IIITRIGA Mark IIIDecommissioned20001966 01 01College Park, MDMUTR Univ. MarylandTRIGA MODIFIEDOperational2501960 12 01Albuquerque, NMACRR Annular Core RRTRIGA MODIFIEDOperational24001967 06 01VietnamDa LatDalat Research ReactorTRIGA Mark IIOperational5001963 02 26(supplied by USA 1963, shut down 1975, reactivated by USSR 1984)