Reactor de investigación - Research reactor

El reactor de investigación CROCUS de la École polytechnique fédérale de Lausanne , en Suiza .

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

Centros de investigación

La lista completa se puede encontrar en la Lista de reactores de investigación nuclear .

Centros de investigación que operan un reactor:

Nombre del reactor País Ciudad Institución Nivel de potencia Fecha de operación
Reactor BR2 Bélgica Mol Centro Belga de Investigaciones Nucleares SCK • CEN 100 MW
Reactor de investigación de Budapest Hungría Budapest Centro de Investigaciones Energéticas de la Academia de Ciencias de Hungría 5 MW 1959
Reactor de formación de la Universidad de Tecnología de Budapest Hungría Budapest Universidad Tecnológica de Budapest 100 kilovatios 1969
Reactor de alto flujo ILL Francia Grenoble Institut Laue-Langevin 63 MW
RA-6 Argentina Bariloche Instituto Balseiro / Centro Atómico Bariloche 1 MW mil novecientos ochenta y dos
ZED-2 Canadá Río profundo, ontario AECL 's Chalk River Laboratories 200 W 1960
Reactor nuclear McMaster Canadá Hamilton, Ontario Universidad McMaster 5 MW 1959
Reactor Universal de Investigación Nacional Canadá Río profundo, ontario AECL 's Chalk River Laboratories 135 MW 1957
Reactores nucleares Petten Países Bajos Petten Grupo Holandés de Investigación y Consultoría Nuclear, Centro Común de Investigación de la UE 30 kW y 60MW 1960
Huérfano Francia Saclay Laboratoire Léon Brillouin 14 MW 1980
FRM II Alemania Garching Technische Universität München 20 MW 2004
HOR Países Bajos porcelana de Delft Reactor Institute Delft , Universidad Tecnológica de Delft 2 MW
BER II Alemania Berlina Helmholtz-Zentrum Berlín 10 MW
Maguncia Alemania Maguncia Universität Mainz, Institut für Kernchemie 100 kilovatios
TRIGA Mark II Austria Viena Universidad Técnica de Viena, TU Wien, Atominstitut 250 kilovatios 1962
IRT-2000 Bulgaria Sofía Sitio de investigación de la Academia de Ciencias de Bulgaria 2 MW
ÓPALO Australia Lucas Heights, Nueva Gales del Sur Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear 20 MW 2006
IEA-R1 Brasil Sao Paulo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) 3,5 MW 1957
IRT-2000 Rusia Moscú Instituto de Física de Ingeniería de Moscú 2,5 MW 1967
SAFARI-1 Sudáfrica Pelindaba NECSA 20 MW 1965
HANARO Corea del Sur Daejeon Instituto de Investigación de Energía Atómica de Corea ( KAERI ) 30 MW 1995
LVR-15 Republica checa Řež Instituto de Investigaciones Nucleares 10 MW 1995
Programa de reactores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte Estados Unidos Raleigh, Carolina del Norte Universidad Estatal de Carolina del Norte 1 MW 1953
HFIR Estados Unidos Oak Ridge, Tennessee Laboratorio Nacional Oak Ridge
ATR Estados Unidos Idaho Laboratorio Nacional de Idaho
Reactor de investigación de la Universidad de Missouri Estados Unidos Columbia, Misuri Universidad de Missouri 10 MW 1966
Reactor de formación de la Universidad de Maryland Estados Unidos College Park, Maryland Universidad de Maryland 250 kilovatios 1970
Reactor de la Universidad Estatal de Washington Estados Unidos Pullman, Washington Universidad Estatal de Washington 1 MW
AZAFRÁN Suiza Lausana École polytechnique fédérale de Lausanne
Reactor maria Polonia Świerk- Otwock Centro Nacional de Investigaciones Nucleares 30 MW 1974
TRIGA Mark I Estados Unidos Irvine, California Universidad de California, Irvine
Reactor de la UIT pavo Estanbul Universidad Técnica de Estambul
ETRR-1 Egipto Inshas Centro de Investigaciones Nucleares 2 MW 1961
ETRR-2 Egipto Inshas Centro de Investigaciones Nucleares 22 MW 1997
GHARR-1 Ghana Accra Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares de la Comisión de Energía Atómica de Ghanan 30 kW

Reactores de investigación clausurados:

Nombre del reactor País Ciudad Institución Nivel de potencia Fecha de operación Fecha de clausura Desmantelado
ASTRA Austria Seibersdorf 10 MW 1960 1999
CONSORTE Reino Unido Ascot, Berkshire colegio Imperial 100 kilovatios
Reactor JASON Reino Unido Greenwich Real Colegio Naval 10 kilovatios 1962 1996
MOATA Australia Lucas Heights 100 kilovatios 1961 1995
HIFAR Australia Lucas Heights 1958 2007
HTGR (diseño de pin en bloque) Reino Unido Winfrith en Dorset , Agencia Internacional de Energía Atómica 20MWt 1964 1976 Julio de 2005
TRAVESURA Reino Unido Harwell, Oxfordshire Establecimiento de investigación de energía atómica 1990
Demostración de energía nuclear Canadá Río profundo, ontario AECL 's Rolphton planta 20 MW 1961 1987
NRX Canadá Río profundo, ontario AECL 's Chalk River Laboratories 1952 1992
Reactor PLUTO Reino Unido Harwell, Oxfordshire Establecimiento de investigación de energía atómica 26 MW 1957 1990
Reactor de prueba de piscina Canadá Río profundo, ontario AECL 's Chalk River Laboratories 10 kilovatios 1957 1990
WR-1 Canadá Pinawa, Manitoba AECL 's Whiteshell Laboratorios 60 MW 1965 1985
ZEEP Canadá Río profundo, ontario AECL 's Chalk River Laboratories 1945 1973
Más Hall Anexo Estados Unidos Seattle Universidad de Washington 100 kilovatios 1961 1988
Reactor Ewa Polonia Świerk- Otwock Instituto POLATOM de Energía Nuclear 10 MW 1958 1995
FiR 1 Finlandia Espoo Universidad de Tecnología de Helsinki ,
más tarde Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia
250 kilovatios 1962 2015
RV-1 Venezuela Caracas Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas 3 MW 1960 1994

Referencias

enlaces externos