Reactor de investigación - Research reactor
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Los reactores de investigación son reactores nucleares que sirven principalmente como fuente de neutrones . También se denominan reactores sin potencia , en contraste con los reactores de potencia que se utilizan para la producción de electricidad , generación de calor o propulsión marítima .
Objetivo
Los neutrones producidos por un reactor de investigación se utilizan para la dispersión de neutrones , pruebas no destructivas, análisis y pruebas de materiales , producción de radioisótopos , investigación y divulgación y educación públicas. Los reactores de investigación que producen radioisótopos para uso médico o industrial a veces se denominan reactores isotópicos . Los reactores optimizados para experimentos de líneas de luz compiten hoy en día con las fuentes de espalación .
Aspectos técnicos
Los reactores de investigación son más simples que los reactores de potencia y funcionan a temperaturas más bajas. Necesitan mucho menos combustible y se acumulan muchos menos productos de fisión a medida que se utiliza el combustible. Por otro lado, su combustible requiere uranio más altamente enriquecido , típicamente hasta un 20% de U-235 , aunque algunos usan 93% de U-235; mientras que el enriquecimiento del 20% no se considera generalmente utilizable en armas nucleares, el 93% se conoce comúnmente como "grado de armamento". También tienen una densidad de potencia muy alta en el núcleo, lo que requiere características de diseño especiales. Al igual que los reactores de potencia, el núcleo necesita enfriamiento, normalmente convección natural o forzada con agua, y se requiere un moderador para reducir la velocidad de los neutrones y mejorar la fisión. Como la producción de neutrones es su función principal, la mayoría de los reactores de investigación se benefician de los reflectores para reducir la pérdida de neutrones del núcleo.
Conversión a uranio poco enriquecido
La Agencia Internacional de Energía Atómica y el Departamento de Energía de los Estados Unidos iniciaron un programa en 1978 para desarrollar los medios para convertir los reactores de investigación del uso de uranio altamente enriquecido (HEU) al uso de uranio poco enriquecido (LEU), en apoyo de su política de no proliferación. Para entonces, Estados Unidos había suministrado reactores de investigación y uranio altamente enriquecido a 41 países como parte de su programa Átomos para la Paz . En 2004, el Departamento de Energía de EE. UU. Extendió su programa de aceptación de combustible nuclear gastado en reactores de investigación extranjeros hasta 2019.
A partir de 2016, un informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina concluyó que la conversión de todos los reactores de investigación a LEU no se puede completar hasta 2035 como muy pronto. En parte, esto se debe a que el desarrollo de combustible LEU confiable para reactores de investigación de alto flujo de neutrones, que no falla por hinchamiento, ha sido más lento de lo esperado. A partir de 2020, quedan 72 reactores de investigación HEU.
Diseñadores y constructores
Si bien en las décadas de 1950, 1960 y 1970 existían varias empresas especializadas en el diseño y construcción de reactores de investigación, la actividad de este mercado se enfrió posteriormente y muchas empresas se retiraron.
El mercado se ha consolidado hoy en unas pocas empresas que concentran los proyectos clave a nivel mundial.
La licitación internacional más reciente (1999) para un reactor de investigación fue la organizada por ANSTO para el diseño, construcción y puesta en servicio del reactor OPAL . Se precalificaron cuatro empresas: AECL , INVAP , Siemens y Technicatom . El proyecto fue adjudicado a INVAP que construyó el reactor. En los últimos años, AECL se retiró de este mercado y las actividades de Siemens y Technicatom se fusionaron en AREVA .
Clases de reactores de investigación
- Reactor acuoso homogéneo
- Reactor clase Argonauta
- Clase DIDO , seis reactores de alto flujo en todo el mundo
- TRIGA , una clase de gran éxito con> 50 instalaciones en todo el mundo
- Clase de reactor SLOWPOKE , desarrollado por AECL , Canadá
- Reactor de fuente de neutrones en miniatura , basado en el diseño SLOWPOKE, desarrollado por AECL , actualmente exportado por China
Centros de investigación
La lista completa se puede encontrar en la Lista de reactores de investigación nuclear .
Centros de investigación que operan un reactor:
Reactores de investigación clausurados:
Referencias
- Documento de información de la WNA n.o 61: Reactores de investigación
- No proliferación nuclear: el DOE debe tomar medidas para reducir aún más el uso de uranio utilizable en armas en reactores de investigación civiles , GAO , julio de 2004, GAO-04-807