Армейская программа по атомной энергии

Бланк группы инженерных реакторов армии США

Армейская ядерная энергетическая программа (ANPP) была программа армии США по разработке небольших водяных под давлением и кипящей воды ядерных энергетических реакторов для выработки электрической энергии и энергии для обогрева помещений на удаленных, относительно недоступных объектах. У ААЭС было несколько достижений, но в конечном итоге она считалась «решением в поисках проблемы». Этой программой руководила группа инженерных реакторов армии США, штаб-квартира которой находилась в Форт-Белвуар, Вирджиния. Программа началась в 1954 году и была фактически завершена примерно к 1977 году, когда последний класс операторов АЭС закончил обучение в 1977 году. Некоторое время после этого продолжалась работа либо по выводу станций из эксплуатации, либо по помещению их в SAFSTOR (долгосрочное хранение и мониторинг перед выводом из эксплуатации). Текущая разработка малых модульных реакторов привела к возобновлению интереса к военному применению.

• 1 Предпосылки
• 2 Список заводов
• 3 Хронология
• 4 Значительные достижения
• 5 Обучение операторов атомной электростанции
• 6 См. Также
• 7 Ссылки
• 8 Внешние ссылки

Был интерес к возможному применению ядерной энергии в наземных военные нужды еще в 1952 году. Записка от министра обороны от 10 февраля 1954 года возложила на армию ответственность за «разработку атомных электростанций для обеспечения теплом и электричеством удаленных и относительно труднодоступных военных объектов. " Министр армии учредил Армейскую программу ядерной энергетики и передал ее Инженерному корпусу.

. Закон об атомной энергии 1954 года сделал Комиссия по атомной энергии (AEC), ответственная за исследования и разработки в ядерной области, так что ANPP затем стала совместной межведомственной «деятельностью» Министерства армии (DA) и AEC. Когда в 1954 году был пересмотрен Закон об атомной энергии, параграф 91b уполномочил министерство обороны получить специальный ядерный материал для использования на оборонных объектах. Основное внимание армейской ядерно-энергетической программы уделялось энергетическим объектам, в то время как Программа морских реакторов была сосредоточена на ядерных двигателях для подводных лодок и кораблей. 9 апреля 1954 года начальник инженеров создал группу инженерных реакторов армии США для выполнения задач, поставленных окружным прокурором. По сути, эти миссии заключались в следующем:

• провести совместно с AEC НИОКР по развитию атомной электростанции;
• управлять атомными электростанциями Инженерного корпуса;
• проводить обучение в поддержку
• оказывать техническую поддержку другим агентствам по мере необходимости;
• разрабатывать программы по применению ядерных реакторов для военных нужд.

В министерстве армии утверждена цель разработки качественных материалов для В программе «Атомные электростанции» от 7 января 1965 г. были сформулированы следующие цели:

• Снижение или устранение зависимости от источников [ископаемого] топлива.
• Снижение или устранение логистической нагрузки, необходимой для поддержки традиционных электростанций.
• Надежная работа.
• Редкие дозаправки и техническое обслуживание.
• Уменьшение численности экипажа, конечная цель - работа без присмотра.
• Транспортабельность, мобильность и реакция время, совместимое с миссией или поддерживаемым оборудованием.
• Повышение рентабельности ess.

AEC в конечном итоге пришел к выводу, что вероятность достижения целей Армейской ядерно-энергетической программы своевременно и по разумной цене была недостаточно высока, чтобы оправдать продолжающееся финансирование его части проектов по разработке небольших, стационарных, и мобильные реакторы. Сокращение военного финансирования долгосрочных исследований и разработок из-за войны во Вьетнаме привело к тому, что в 1966 году AEC прекратила поддержку программы. Затраты на разработку и производство компактных атомных электростанций были настолько высоки, что они могли быть оправданы только в том случае, если реактор имел уникальные возможности и выполнял четко поставленную задачу, поддерживаемую Министерством обороны США. После этого участие армии в исследованиях и разработках атомных электростанций неуклонно сокращалось и в конечном итоге вообще прекратилось.

Было построено восемь станций. Из-за требований к небольшому физическому размеру все эти реакторы, кроме MH-1A, использовали высокообогащенный уран (ВОУ ). MH-1A имел больше места для работы и большую грузоподъемность, так что это был реактор низкого обогащения; то есть больше и тяжелее. MH-1A кратко рассматривался для использования во Вьетнаме, но идея использования чего-либо ядерного во Вьетнаме была быстро отвергнута Государственным департаментом.

Заводы перечислены в порядке их начальной критичности. См. галерею фотографий в следующем разделе. Источники для этих данных включают единственную известную книгу Суида по ANPP и документ Министерства энергетики США.

SM-1 . Ft. Belvoir Virginia

• SM-1 : электрическая мощность 2 МВт. Форт Белвуар, Вирджиния, начальная критичность 8 апреля 1957 г. (за несколько месяцев до реактора Шиппорт ) и первая АЭС в США, подключенная в электрическую сеть. Используется в основном для обучения и тестирования, а не для выработки электроэнергии для Ft. Бельвуар. Эта установка была спроектирована Американской локомотивной компанией (в 1955 году переименована в ALCO Products) и была первым реактором, разработанным в рамках Армейской ядерно-энергетической программы. См. Галерею изображений SM-1 ниже. Этот завод был трехкомпонентным учебным комплексом, и ВМС и ВВС США отправляли персонал для обучения на береговых объектах (у ВМФ была другая автономная программа для корабельной ядерной энергетики, которая все еще действует.). SM-1 и связанные с ним учебные заведения в Ft. Белвуар был единственным учебным центром для береговых военных электростанций. Конденсаторы завода охлаждались водой из реки Потомак. В течение первых 10 лет своей работы SM-1 бессознательно выбрасывал тритий в воды Чесапикского залива, пока не был разработан детектор Packard Tri-Carb, который был первой детекторной системой, способной обнаружение низкоэнергетического бета-распада трития. Контрольно-измерительные приборы в SM-1 предшествовали разработке твердотельных устройств и использовали вакуумные лампы.

SL-1 . NRTS, Idaho

• SL-1 : Реактор с кипящей водой, 200 кВт электрический, 400 кВт тепловой для нагрева, Национальная испытательная станция реакторов, Айдахо. Первоначальная критичность 11 августа 1958 года. SL-1 был разработан Аргоннской национальной лабораторией для получения опыта эксплуатации реакторов с кипящей водой, разработки характеристик, обучения военных экипажей и испытания компонентов. Компания Combustion Engineering получила контракт от AEC на эксплуатацию SL-1 и, в свою очередь, наняла военную бригаду армии для продолжения эксплуатации завода. Этот BWR был специально разработан для питания линейных станций DEW.

3 января 1961 г. реактор готовился к перезапуску после остановки на одиннадцать дней в праздничные дни. Продолжались процедуры технического обслуживания, которые потребовали вручную отвести главный центральный стержень управления на несколько дюймов, чтобы снова подсоединить его к механизму привода; в 21:01 этот стержень был внезапно выведен слишком далеко, в результате чего SL-1 немедленно перешел к критическому состоянию. За четыре миллисекунды тепло, выделяемое в результате огромного скачка напряжения, вызвало взрывное испарение воды, окружающей активную зону. Водяной пар вызывал волну давления, ударяющуюся о верхнюю часть корпуса реактора, в результате чего вода и пар разбрызгивались сверху корпуса. Эта экстремальная форма гидроудара приводила в движение регулирующие стержни, защитные заглушки и весь корпус реактора вверх. Более позднее расследование пришло к выводу, что судно весом 26 000 фунтов (12 000 кг) подпрыгнуло на 9 футов 1 дюйм (2,77 м), а механизмы привода верхнего регулирующего стержня ударились о потолок здания реактора, прежде чем вернуться в исходное положение. Водно-паровые брызги повалили двух операторов на пол, один погиб, а другой сильно ранил. Одна из заглушек на крышке корпуса реактора проткнула третьего человека в пах и вышла из плеча, прижав его к потолку. Жертвами стали армейские специалисты Джон А. Бирнс (27 лет) и Ричард Лерой МакКинли (22 года) и военно-морской флот Сиби электрик-строитель Первый класс (CE1) Ричард К. Легг (26 лет).

Позже было установлено, что Бирнс (оператор реактора) поднял стержень и вызвал экскурсию, Легг ( начальник смены) стоял на вершине корпуса реактора и был проткнут и приколот к потолку, а МакКинли, стажера, который стоял поблизости, позже был найден живым спасателями. Все трое скончались в результате физических травм; радиация от ядерной экспедиции не дала бы людям никаких шансов выжить.

Это был единственный инцидент со смертельным исходом на американском ядерном энергетическом реакторе, который разрушил реактор. Этот инцидент был важен для развития коммерческой энергетики, потому что будущие конструкции предотвратили критическое состояние активной зоны при удалении одного стержня.

PM-2A . Camp Century, Гренландия

• PM-2A: Электроэнергия 2 МВт, плюс отопление. Кэмп Сенчури, Гренландия. Начальная критичность 3 октября 1960 г. Первый «переносной» ядерный энергетический реактор. Привозят в Гренландию по частям, собирают, эксплуатируют, разбирают, отправляют обратно в Соединенные Штаты. PM-2A в Кэмп-Сенчури, Гренландия, был разработан американской компанией Locomotive Company для демонстрации возможности сборки атомной электростанции из сборных компонентов в отдаленном арктическом месте. Впоследствии сосуд высокого давления был использован для исследования нейтронного охрупчивания углеродистой стали. Этот завод был остановлен в 1963–1964 гг. PM-2A работала с обогащением 93% по урану-235.
• ML-1 : первая газовая турбина замкнутого цикла. Первоначальная критичность была 30 марта 1961 года. Рассчитана на 300 кВт, но достигла только 140 кВт. Проработал всего несколько сотен часов тестирования. ML-1 был разработан Aerojet General Corporation для испытаний интегрированного реактора, который можно было перевозить на военных полуприцепах, железнодорожных платформах и баржах. Этот реактор был остановлен в 1965 году.

АЭС ПМ-1, Станция ВВС Сандэнс

• ПМ-1: электрическая мощность 1,25 МВт плюс обогрев. Станция ВВС Сандэнс, Вайоминг. Этот реактор с водой под давлением, принадлежащий ВВС, использовался для питания радиолокационной станции. Первоначальная критическая ситуация наступила 25 февраля 1962 года. PM-1 был разработан компанией Martin и обеспечивал электроэнергией 731-ю радиолокационную эскадрилью Североамериканского командования ПВО (NORAD). Этот завод был остановлен в 1968 году. БДМ-1 работал с обогащением урана-235 на 93 процента.

ПМ-3А . Станция Мак-Мердо, Антарктида

• ПМ-3А: 1,75 МВт электроэнергии, плюс отопление и опреснение. Станция Мак-Мердо, Антарктида. Принадлежит ВМФ. Первоначальная критичность 3 марта 1962 года, списана в 1972 году. PM-3A, расположенный в проливе Мак-Мердо, Антарктида, был разработан компанией Martin для обеспечения электроэнергией и паровым обогревом военно-морского авиационного комплекса в проливе Мак-Мердо. PM-3A работал с обогащением урана-235 93 процента.. PM-3A (переносной, средней мощности, 3-го поколения) был установкой, установленной для обеспечения энергией базы Мак-Мердо в Антарктиде. В 1970–1971 годах он установил мировой рекорд мощности. Это была одна из первых береговых электростанций, в которых использовалось твердотельное оборудование. PM-3A не эксплуатировался в армии, но находился в ведении NAVFAC (Военно-морское инженерное командование), берегового силового подразделения ВМС США. Хотя большинство личного состава составляли военно-морской флот, PM-3A был базой трех видов. В 1970–1971 годах в составе экипажа находились армейский сержант и сержант ВВС. Установка охлаждалась воздухом, конденсаторы и вентиляторы работали на гликоле. Отработанное тепло также использовалось для обессоливания с использованием вакуумной мгновенной дистилляции. Реактор располагался в закопанных в землю резервуарах.. На заводе возникло множество проблем, в том числе пожар и утечка охлаждающей жидкости. Он был остановлен в сентябре 1972 года. После вывода из эксплуатации завод был разрезан на части и перевезен в США для захоронения. Почва вокруг танков стала радиоактивной, поэтому ее также удалили и перевезли на военно-морскую базу Порт-Уенем, Калифорния, где она была залита асфальтовым покрытием.

SM-1A . Ft. Грили, Аляска

• SM-1A: электрическая мощность 2 МВт плюс отопление. Форт-Грили, Аляска. Первоначальная критичность 13 марта 1962 года. SM-1A в Ft. Грили, штат Аляска, был спроектирован ALCO Products и стал первым полевым комплексом, разработанным в рамках Армейской ядерной энергетической программы. Эта площадка была выбрана для разработки методов строительства в отдаленном арктическом районе. Этот завод был остановлен в 1972 году. SM-1A работал с обогащением урана-235 93 процента.

MH-1A . Power Barge Sturgis, Gunston Cove, Ft. Бельвуар, Имитатор диспетчерской MH-1A

• MH-1A : электрическая мощность 10 МВт плюс подача пресной воды на соседнюю базу. Установленная на Sturgis, баржа (без силовых установок), преобразованная из Liberty ship и пришвартована в зоне Панамского канала. Первоначальная критичность в Ft. Бельвуар (в бухте Ганстон, недалеко от реки Потомак), 24 января 1967 года. Это был последний из восьми заводов, которые окончательно прекратили работу. MH-1A был разработан Martin Marietta Corporation. Он оставался на якоре у озера Гатун в Панамском канале с 1968 по 1977 год, когда его отбуксировали обратно в Ft. Бельвуар для вывода из эксплуатации. Он был переведен во флот резерва Джеймс Ривер в 1978 году на ожидаемые 50 лет SAFSTOR. В этом реакторе используется низкообогащенный уран (НОУ) в диапазоне от 4 до 7 процентов. На MH-1A был установлен сложный симулятор с аналоговым компьютерным питанием в учебном отделении USAERG, Ft. Бельвуар. Тренажер MH-1A был приобретен Центром ядерных исследований Государственного университета Мемфиса в начале 1980-х годов, но так и не был восстановлен и возвращен в строй. Его судьба после закрытия Центра ядерных исследований неизвестна.
• ММ-1: ~ 2,5 МВт, электрический, разработан, но так и не построен. Задуманный как «военный компактный реактор». Реактор с жидкометаллическим теплоносителем, установленный на грузовике, с более коротким временем запуска и остановки. Не требует экранирования земли или запретных зон для защиты операторов от излучения. Активная зона реактора содержит более 8 миллионов фунтов бензина . Предполагается иметь более высокую удельную мощность; его выходная мощность означала, что впервые силовая установка будет весить меньше дизельного генератора сопоставимой мощности. Первоначально предназначавшаяся для силовых баз и полевых операций, программа была перенесена на армейскую «Концепцию энергетического склада» для исследования производства синтетического топлива. Реактор и связанные с ним трейлеры будут производить жидкое топливо для цистерн, грузовиков, бронетранспортеров и самолетов и резко сократить уязвимость логистической цепочки поставок нефти. Связанные с этим трейлеры будут использовать процессы химического преобразования для преобразования отработанной тепловой энергии реактора в полезное топливо с использованием элементов, повсеместно присутствующих в воздухе и воде (водород, кислород, азот и углерод ), потенциально производящие метанол, жидкий водород и / или аммиак.

Расшифровка кодов:

• Первая буква: S - стационарный, M - мобильный, P - переносной.
• Вторая буква: H - высокая мощность, M - средняя мощность, L - низкая мощность.
• Цифра: порядковый номер.
• Третья буква: A указывает на установку в полевых условиях.

Из восьми построенных шесть производили полезную для эксплуатации электроэнергию в течение длительного периода. Многие из проектов были основаны на реакторах ВМС США, которые представляли собой испытанные компактные конструкции реакторов.

SM-1 SM-1A SL-1 PM-1 PM-2A PM-3A MH-1A ML-1 │1954 │1955 │1956 │1957 │1958 │1959 │1960 │1961 │1962 │1963 │1964 │1965 │1966 │1967 │1968 │1969 │1970 │1971 │1972 │1973 │1974 │1975 Первоначальная критичность отключения (приблизительная)

Ссылки на этот список включают документ DOE, Suid книга и справочная книга.

• Рабочие проекты реакторов с водой под давлением и кипящей водой, а также реакторов с газовым и жидкометаллическим теплоносителем.
• Первая атомная электростанция с защитной оболочкой (СМ-1))
• Первое использование нержавеющей стали для оболочки твэлов (SM-1)
• Первая атомная электростанция в США для подачи электроэнергии в коммерческую сеть (SM-1)
• Первый отжиг корпуса реактора на месте, усин g Ядерный источник тепла в США (SM-1A)
• Первая замена парогенератора в США (SM-1A)
• Первая защитная оболочка с ограничением давления (SM-1A)
• Первая действующая энергетическая установка с реактором с кипящей водой (SL-1)
• Первая переносная модульная атомная электростанция в сборном корпусе, которая будет установлена, эксплуатируется и демонтируется (PM-2A)
• Первое использование атомной энергии для опреснения (PM-3A)
• Первая наземная мобильная атомная электростанция (ML-1)
• Первая ядерная энергетическая установка с замкнутым контуром (Brayton) турбинный цикл (ML-1)
• Первая плавучая (смонтированная на барже) атомная электростанция (MH-1A)

Курсы для операторов АЭС (NPPOC) был проведен в Ft. Бельвуар. Претендентами на программу были зачисленные мужчины, которые должны были проработать минимум два года после завершения обучения. Требования для приема в НОКЗР включали в себя оценки по тесту на профессиональную пригодность, по крайней мере, такие же строгие, как те, которые требуются для приема в Школу кандидатов в офицеры. В период с 1958 по 1977 год лицензию получили более 1000 операторов АЭС. NPPOC представлял собой интенсивный и академически сложный годичный курс.

• Портал США
• Портал энергетики
• Портал по ядерным технологиям

• Значок оператора атомного реактора
• Атомная электростанция
• Список ядерных реакторов
• Ядерная силовая установка самолета

• Программа ядерной энергетики армии, 1954 -1976 Виртуальная выставка в Инженерном корпусе армии США
• Краткое изложение статьи ANPP.
• , посвященной логистике армии
• [3]
• США Армейский документальный фильм о строительстве Camp Century (Гренландия), а также отгрузке и строительстве PM-2A размещен на DocumentaryTube.net. Прибытие происходит в 16:11 в 27-минутном фильме.