Войти
NRX (National Research Experimental) был замедлителем тяжелой воды и охлаждением легкой воды, ядерный исследовательский реактор в канадской Chalk River Laboratories, который был введен в эксплуатацию в 1947 году при проектной мощности 10 МВт (тепловая), с увеличением до 42 МВт к 1954 году. На момент постройки это был самый дорогой научный объект Канады и самый мощный в мире исследовательский ядерный реактор. NRX был замечательным как по тепловыделению, так и по количеству свободных нейтронов, которые он генерировал. Когда работает ядерный реактор, его ядерная цепная реакция генерирует много свободных нейтронов, и в конце 1940-х годов NRX был самым мощным источником нейтронов в мире.
12 декабря 1952 г. на NRX произошла одна из первых в мире крупных реакторных аварий. Реактор начал работу 22 июля 1947 г. под руководством Национального исследовательского совета Канады и был передан Атомная энергия Канады Лимитед (AECL) незадолго до аварии 1952 года. Авария была ликвидирована, и реактор перезапустили в течение двух лет. NRX проработал 45 лет и был окончательно остановлен 30 марта 1993 года. В настоящее время он выводится из эксплуатации на площадке Chalk River Laboratories.
NRX был преемником первого канадского реактора ZEEP. Поскольку предполагалось, что срок эксплуатации исследовательского реактора не будет очень долгим, в 1948 году началось планирование строительства новой установки, Универсального реактора National Research, который в 1957 году стал критическим.
Реактор с тяжеловодным замедлителем регулируется двумя основные процессы. Во-первых, вода замедляет (замедляет ) нейтроны, которые образуются в результате ядерного деления, увеличивая вероятность того, что нейтроны высокой энергии вызовут дальнейшие реакции деления. Во-вторых, управляющие стержни поглощают нейтроны и регулируют уровень мощности или останавливают реактор в ходе нормальной работы. Остановить реакцию может либо вставка регулирующих стержней, либо удаление тяжелого водного замедлителя.
Реактор NRX включал каландрию, герметичный вертикальный алюминиевый цилиндрический сосуд диаметром 8 м и высотой 3 м. Активная камера содержала около 175 вертикальных труб диаметром шесть сантиметров в форме шестиугольной решетки, 14 000 литров тяжелой воды и гелий газ для вытеснения воздуха и предотвращения коррозии. Уровень воды в реакторе можно регулировать, чтобы помочь установить уровень мощности. В вертикальных трубах в окружении воздуха находились тепловыделяющие элементы или экспериментальные объекты. Эта конструкция была предшественницей реакторов CANDU.
Твэлы содержали твэлы длиной 3,1 м, диаметром 31 мм и массой 55 кг, содержащие урановое топливо и заключенные в алюминиевую оболочку. Вокруг топливного элемента находилась алюминиевая охлаждающая трубка, через которую протекала охлаждающая вода из реки Оттава со скоростью до 250 литров в секунду. Между кожухом охлаждающей жидкости и каландрией поддерживался поток воздуха 8 кг / сек.
Двенадцать вертикальных трубок содержали управляющие стержни, изготовленные из порошка карбида бора, внутри стальных трубок. Их можно было поднимать и опускать, чтобы контролировать реакцию, при этом любых семи вставленных нейтронов будет достаточно, чтобы поглотить достаточно нейтронов, чтобы не могла произойти цепная реакция. Стержни удерживались электромагнитами, так что при сбое питания они упали в трубки и прекратили реакцию. Пневматическая система может использовать давление воздуха сверху, чтобы быстро протолкнуть их в активную зону реактора, или снизу, чтобы медленно поднять их из нее. Четыре из них назывались защитными банками, а остальные восемь контролировались в автоматическом порядке. Две кнопки на главной панели в диспетчерской приводили в действие магниты для герметизации стержней с пневматической системой, а кнопка для пневматического введения стержней в сердечник находилась на расстоянии нескольких футов.
Здания NRX и Zeep 1945 г. NRX какое-то время был самым мощным исследовательским реактором в мире, что вывело Канаду на передний край физических исследований. Возникший в результате совместных усилий Второй мировой войны между Великобританией, США и Канадой, NRX представлял собой многоцелевой исследовательский реактор, используемый для разрабатывать новые изотопы, тестировать материалы и топливо, а также производить пучки нейтронного излучения, которые стали незаменимым инструментом в процветающей физике конденсированного состояния.
Ядерно-физический дизайн NRX возник из " Монреальская лаборатория »Канадского Национального исследовательского совета, который был создан в Монреальском университете во время Второй мировой войны для вовлечения группы канадских, британских и других европейских ученых в сверхсекретные тяжелые исследования. исследования водного реактора. Когда было принято решение построить NRX в том, что сейчас известно как Chalk River Laboratories, рабочий проект был поручен канадской Defense Industries Ltd. (DIL), которая передала строительство в субподряд Fraser Brace Ltd.
В 1994 году д-р Бертрам Брокхаус разделил Нобелевскую премию по физике за свою работу в 1950-х годах в NRX, которая продвинула методы обнаружения и анализа, используемые в области рассеяние нейтронов для исследования конденсированных сред.
Реактор CIRUS, основанный на этой конструкции, был построен в Индии. В конечном итоге он был использован для производства плутония для индийской операции Улыбающийся Будда ядерных испытаний.
. Утверждается, что термин "crud" первоначально означал "Неопознанное месторождение Чок-Ривер", используется для описания радиоактивных отложений, которые накапливаются на внутренних компонентах реактора, впервые наблюдаемые на установке NRX. С тех пор Crud стал обычным языком для «Неопознанных отложений, связанных с коррозией» и подобных выражений и обычно используется без отношения к заводу в Чок-Ривер.
12 декабря 1952 года NRX в реакторе произошло частичное расплавление из-за ошибки оператора и механических проблем в системах отключения. Для целей испытаний часть трубок была отключена от водяного охлаждения высокого давления и подсоединена шлангами к временной системе охлаждения, а одна охлаждалась только потоком воздуха.
Во время испытаний на малой мощности, с низким потоком теплоносителя через активную зону, супервизор заметил, что несколько регулирующих стержней выдергиваются из активной зоны, и обнаружил в подвале оператора, открывающего пневматические клапаны. Неправильно открытые клапаны немедленно закрывались, но некоторые из управляющих стержней не возвращались в активную зону и застревали в почти выдвинутых положениях, но все еще были достаточно низкими, чтобы их индикаторы состояния указали, что они опущены. Из-за недопонимания между диспетчером и оператором диспетчерской были нажаты неправильные кнопки, когда диспетчер попросил опустить стержни управления в активную зону. Вместо герметизации снятых управляющих стержней с пневматической системой из активной зоны был удален предохранительный блок из четырех управляющих стержней. Оператор заметил, что уровень мощности экспоненциально увеличивается, удваиваясь каждые 2 секунды, и отключил реактор. Однако три предохранительных управляющих стержня не были вставлены в активную зону, а четвертому потребовалось аномально много времени, около 90 секунд, чтобы сдвинуться назад, в то время как мощность продолжала расти. Всего через 10 секунд было достигнуто 17 МВт. Охлаждающая вода закипела в трубках, подключенных к временной системе охлаждения, и в некоторых из них произошел разрыв; положительный пустотный коэффициент реактора привел к еще большему увеличению мощности. Примерно через 14 секунд были открыты клапаны для слива тяжелой воды из каландрии. Поскольку для этого потребовалось некоторое время, мощность увеличилась еще на 5 секунд, достигла пика на уровне 80 МВт, затем снизилась по мере уменьшения уровня замедлителя и через 25 секунд была равна нулю. Между тем, некоторые твэлы расплавились, и каландрия была пробита в нескольких местах; гелий просочился, и внутрь был аспирирован воздух. Водород и другие газы выделялись в результате высокотемпературной реакции металлов с охлаждающей водой, и спустя 3–4 минуты кислородно-водород взорвался в каландрии. Во время инцидента некоторые газообразные продукты деления были выброшены в атмосферу, а тяжелая вода в каландрии была загрязнена охлаждающей водой и продуктами деления.
Для удаления остаточного тепла система водяного охлаждения продолжала работать, вытекая загрязненный хладагент на пол. Около 10 килокюри (400 ТБк ) радиоактивных материалов, содержащихся примерно в миллионе галлонов (около 4000 м) воды, было сброшено в подвал здания реактора в течение следующих нескольких лет. дней.
На очистку территории потребовалось несколько месяцев работы, частично выполненной 150 военнослужащими ВМС США, прошедшими подготовку в этом районе, включая будущего президента США Джимми Картера. Активная зона реактора NRX и каландрия, поврежденные и не подлежащие ремонту, были удалены и захоронены, и была установлена улучшенная замена; модернизированный реактор снова заработал в течение двух лет.
Уроки, извлеченные из аварии 1952 года, значительно продвинули область безопасности реактора и выдвинули на первый план концепции (разнообразие и независимость систем безопасности, возможность гарантированного останова, эффективность человеко-машинный интерфейс ) стал основой конструкции реактора.
Координаты : 46 ° 03′06 ″ N 77 ° 21′49 ″ з.д. / 46,05167 ° N 77.36361 ° W / 46.05167; -77.36361
