Исследовательские реакторы — ядерные реакторы, которые служат главным образом источником нейтронов. Их также называют неэнергетическими реакторами, в отличие от энергетических реакторов, которые используются для производства электроэнергии, тепла или в качестве судовых энергетических установок.

Цель

Нейтроны, производимые исследовательским реактором, используются для неразрушающего контроля, анализа и испытания материалов, производства радиоизотопов, научных исследований и в образовательных целях. Исследовательские реакторы, которые производят радиоизотопы для медицинского или промышленного использования, иногда называют изотопными реакторами.

Технические аспекты Исследовательские реакторы проще энергетических реакторов и работают при более низких температурах. Им нужно гораздо меньше топлива, и по мере использования топлива образуется гораздо меньше продуктов деления. С другой стороны, их топливо требует более высокообогащенного урана, обычно до 20% U-235, хотя некоторые используют 93% U-235. Обогащение менее 20% обычно не считается пригодным для использования в ядерном оружии, 93% обычно называют «оружейным уровнем». Также они имеют очень высокую удельную мощность в активной зоне, что требует некоторых конструктивных особенностей. Как и в энергетических реакторах, активная зона нуждается в охлаждении, которое обычно достигается за счёт естественной или принудительной конвекции водой. Также требуется замедлитель для уменьшения скорости нейтронов до оптимального уровня с точки зрения огощения из ядрами U-235. Поскольку производство нейтронов является основной функцией этих реакторов, большинство из них имеют отражатели нейтронов, чтобы уменьшить потери нейтронов из активной зоны.

Переход на низкообогащенный уран

Международное агентство по атомной энергии и Министерство энергетики США инициировали в 1978 году программу по разработке средств перевода исследовательских реакторов с высокообогащенного урана (ВОУ) на использование низкообогащенного урана (НОУ) в поддержку своей политики нераспространения. К тому времени США поставили исследовательские реакторы и высокообогащенный уран в 41 страну в рамках своей программы «Атом для мира». В 2004 г. Министерство энергетики США продлило до 2019 года свою программу приема отработавшего ядерного топлива зарубежных исследовательских реакторов.

По состоянию на 2016 год в отчете Национальной академии наук, инженерии и медицины сделан вывод о том, что перевод всех исследовательских реакторов на НОУ не может быть завершен не ранее 2035 года. Отчасти это связано с тем, что разработка надежного низкообогащенного топлива для исследовательских реакторов с высоким потоком нейтронов, которое не выходит из строя из-за разбухания, идет медленнее, чем ожидалось. По состоянию на 2020 год осталось 72 исследовательских реактора на ВОУ.

Дизайнеры и конструкторы Хотя в 1950-е, 1960-е и 1970-е годы существовал ряд компаний, специализирующихся на проектировании и строительстве исследовательских реакторов, впоследствии активность на этом рынке пошла на убыль, и многие компании ушли с рынка.

Сегодня рынок консолидировался в нескольких компаниях, которые концентрируют ключевые проекты по всему миру.

Самый последний международный тендер (1999 г.), связанный с исследовательскими реакторами, был организован ANSTO (Australian Nuclear Science and Technology Organisation) на проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию реактора OPAL. Предквалификацию прошли четыре компании: AECL (Atomic Energy of Canada Limited), INVAP, Siemens и Technicatom. Контракт был присужден компании INVAP, построившей реактор. В последние годы AECL ушла с этого рынка, а деятельность Siemens и Technicatom была объединена в AREVA .

Классы исследовательских реакторов

Водный гомогенный реактор Реактор класса Аргонавт DIDO, шесть высокопоточных реакторов по всему миру TRIGA, очень успешный класс с более чем 50 установками по всему миру SLOWPOKE, разработанный AECL, Канада MNSR на основе конструкции SLOWPOKE, разработанный AECL, в настоящее время экспортируется Китаем.

Исследовательские центры Полный список можно найти в Перечне ядерных исследовательских реакторов

Исследовательские центры, эксплуатирующие реакторы: НазваниеСтранаГородУчреждениеМощностьДата пускаBR2 ReactorБельгияМолBelgian Nuclear Research Center SCK•CEN100 МВтBudapest Research ReactorВенгрияБудапештHungarian Academy of Sciences Centre for Energy Research5 МВт1959Budapest University of Technology Training ReactorВенгрияБудапештБудапештский университет технологии и экономики100 кВт1969ILL High-Flux ReactorФранцияГренобльInstitut Laue-Langevin63 МВтRA-6АргентинаСан-Карлос-де-БарилочеBalseiro Institute, / Bariloche Atomic Centre1 МВт1982ZED-2КанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Chalk River Laboratories200 Вт1960McMaster Nuclear ReactorCanadaГамильтон, ОнтариоMcMaster University5 МВт1959National Research Universal ReactorКанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Chalk River Laboratories135 МВт1957Petten nuclear reactorsНидерландыPettenDutch Nuclear Research and consultancy Group, EU Joint Research Centre30 кВт and 60 МВт1960ORPHEEФранцияSaclayLaboratoire Léon Brillouin14 МВт1980FRM IIГерманияГархингTechnische Universität München20 МВт2004HORНидерландыДелфтReactor Institute Delft, Делфтский технический университет2 МВтBER IIГерманияБерлинHelmholtz-Zentrum Berlin10 МВтMainzГерманияМайнцUniversität Mainz, Institut für Kernchemie100 кВтTRIGA Mark IIАвстрияВенаTechnical University Vienna, TU Wien, Atominstitut250 кВт1962IRT-2000БолгарияСофияБолгарская академия наук2 МВтOPALАвстралияLucas Heights, New South WalesAustralian Nuclear Science and Technology Organisation20 МВт2006IEA-R1БразилияСан-ПаулуInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)3,5 МВт1957IRT-2000РоссияМоскваMoscow Engineering Physics Institute2,5 МВт1967SAFARI-1ЮАРPelindabaNECSA20 МВт1965HANAROЮж. КореяТэджонKorea Atomic Energy Research Institute (KAERI)30 МВт1995LVR-15ЧехияŘežNuclear Research Institute10 МВт1995North Carolina State University Reactor ProgramСШАРоли, Сев. КаролинаNorth Carolina State University1 МВт1953HFIRСШАОк-Ридж, ТеннессиOak Ridge National Laboratory СШААйдахоIdaho National Laboratory250 МВтUniversity of Missouri Research ReactorСШАКолумбия, МиссуриUniversity of Missouri10 МВт1966Maryland University Training ReactorСШАКолледж-Парк, МерилендUniversity of Maryland250 кВт1970Washington State University ReactorСШАПулмен, ВашингтонWashington State University1 МВтCROCUSШвейцарияЛозаннаÉcole polytechnique fédérale de LausanneМарияПольшаŚwierk-ОтвоцкNational Centre for Nuclear Research30 МВт1974TRIGA Mark IСШАИрвайн, КалифорнияUniversity of California, IrvineITU ReactorТурцияСтамбулСтамбульский технический университетETRR-1ЕгипетInshasЯдерный исследовательский центр2 МВт1961ETRR-2ЕгипетInshasЯдерный исследовательский центр22 МВт1997GHARR-1ГанаАккраNational Nuclear Research Institute of the Ghanan Atomic Energy Commission30 кВт (Хэнфордский комплекс, США)

Выведенные из эксплуатации исследовательские реакторы НазваниеСтранаГородУчреждениеМощностьДата пускаДата остановкиDecommissionedASTRAАвстрияЗайберсдорф10 МВт19601999CONSORTUnited KingdomАскотImperial College100 кВтJASON reactorВеликобританияГринвичRoyal Naval College10 кВт19621996MOATAАвстралияLucas Heights100 кВт19611995HIFARАвстралияLucas Heights19582007HTGR (Pin-in-Block Design)ВеликобританияWinfrith, Дорсет,International Atomic Energy Agency20 МВт19641976июль 2005DIDOВеликобританияХаруэллAtomic Energy Research Establishment10-26 МВт19561990Nuclear Power DemonstrationКанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Rolphton plant20 МВт19611987NRXКанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Chalk River Laboratories19521992PLUTO reactorВеликобританияХаруэлл, ОксвордширAtomic Energy Research Establishment10-26 МВт19571990Pool Test ReactorКанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Chalk River Laboratories10 кВт19571990WR-1КанадаPinawa, ManitobaAECL's Whiteshell Laboratories60 МВт19651985ZEEPКанадаДип-Ривер, ОнтариоAECL's Chalk River Laboratories19451973More Hall AnnexСШАСиэтлUniversity of Washington100 кВт19611988Ewa reactorПольшаŚwierk-ОтвоцкPOLATOM Institute of Nuclear Energy10 МВт19581995FiR 1ФинляндияЭспооХельсинкский технологический университет,later VTT Technical Research Centre of Finland250 кВт19622015RV-1ВенесуэлаКаракасVenezuelan Institute for Scientific Research3 МВт19601994

Примечания

Внешние ссылки WNA Information Paper # 61: Research Reactors Nuclear Nonproliferation: DOE Needs to Take Action to Further Reduce the Use of Weapons-Usable Uranium in Civilian Research Reactors, GAO, July 2004, GAO-04-807 IAEA searchable list of Nuclear Research Reactors in the world The National Organization of Test, Research, and Training Reactors, Inc. NMI3 - EU-FP7 Integrated Infrastructure Initiative for Neutron Scattering and Muon Spectroscopy Категория:Нейтрон Категория:Исследовательские ядерные реакторы Категория:Ядерные реакторы