Experimento de red de física aplicada multipropósito

MAPLE , abreviatura de Multipurpose Applied Physics Lattice Experiment , posteriormente rebautizado como MDS Medical Isotope Reactors ( MMIR ), era una instalación dedicada a la producción de isótopos construida por AECL y MDS Nordion . Incluía dos reactores idénticos, I y II, así como las instalaciones de procesamiento de isótopos necesarias para producir una gran parte de los isótopos médicos del mundo, especialmente molibdeno-99 , cobalto-60 médico , xenón-133 , yodo-131 y yodo-125 . ^[1]

En 1999 se concedió la licencia operativa al reactor MAPLE I, y el reactor alcanzó su estado crítico por primera vez a principios de 2000. El MAPLE II le siguió en el otoño de 2003. Los problemas con los reactores durante el período de pruebas, en particular un coeficiente de reactividad de potencia positivo inesperado , llevaron a la cancelación del proyecto en 2008 y al cierre de ambos reactores.

Con la finalización del reactor NRX en 1947, los Laboratorios Chalk River de AECL poseían el reactor de investigación más potente del mundo. Si bien los grandes flujos de neutrones disponibles en el reactor llevaron a avances en campos como la física de la materia condensada y la espectroscopia de neutrones, se llevaron a cabo muchos experimentos que involucraban la producción de nuevos isótopos . El campo de la medicina nuclear se desarrolló cuando se advirtió que algunos de estos isótopos creados artificialmente podrían usarse para diagnosticar y tratar muchas enfermedades, especialmente cánceres.

Los trabajos médicos pioneros realizados a finales de los años 1940 y principios de los años 1950 establecieron que el cobalto-60 era un isótopo útil, ya que los rayos gamma de energía relativamente alta que produce cuando sufre la desintegración beta pueden penetrar la piel del paciente y administrar una mayor parte de la dosis directamente al tumor. La alta eficiencia neutrónica del diseño moderado por agua pesada del NRX , junto con el alto flujo neutrónico del reactor, hicieron que fuera relativamente económico para AECL producir cobalto-60 de grado médico. Por ejemplo, el costo de toda la unidad utilizada para realizar el primer tratamiento con cobalto-60 fue de aproximadamente 50.000 dólares. En contraste, costaría 50.000.000 dólares solo producir suficiente radio (que se había utilizado anteriormente como fuente de terapia) para realizar el mismo procedimiento. ^[2]

Con este comienzo prometedor, AECL llegó a ser un importante proveedor mundial de isótopos médicos, utilizando tanto el reactor NRX como el reactor NRU , que entró en funcionamiento en 1957. Sin embargo, a medida que estos reactores comenzaron a envejecer, se hizo evidente que se necesitaría una nueva instalación para continuar la producción de isótopos médicos.

A fines de los años 1980, la AECL comenzó a reconocer que la producción continua de isótopos requeriría la construcción de un nuevo reactor para reemplazar la capacidad perdida por el cierre planificado del NRX en 1992 y el cierre planificado de la NRU a principios del nuevo milenio. El trabajo de diseño de un reemplazo, originalmente bajo el nombre de "Maple-X10", comenzó a fines de los años 1980. ^[3]

Como parte de una reestructuración que se llevó a cabo en la misma época, la división de isótopos médicos de AECL se reorganizó como Nordion en 1988. El trabajo en el proyecto X10 básicamente terminó en este punto. La empresa Nordion fue adquirida por MDS en 1991, y se llegó a un acuerdo entre AECL y MDS Nordion sobre la necesidad de una nueva instalación dedicada a la producción de isótopos médicos. ^[3] Se firmó un acuerdo formal para comenzar el proyecto en agosto de 1996. Después de una evaluación ambiental de un año de duración, la construcción comenzó en diciembre de 1997. ^[4]

El diseño resultante consistió en una instalación con dos reactores idénticos, cada uno capaz de abastecer el 100% de la demanda mundial de isótopos médicos. El segundo reactor funcionaría principalmente como respaldo, para garantizar que el suministro de isótopos no se interrumpiera por mantenimiento o paradas no planificadas. Esto es necesario debido a la naturaleza de los isótopos médicos: muchos tienen vidas medias cortas y deben usarse a los pocos días de su producción. Como los tratamientos se llevan a cabo constantemente en todo el mundo, un suministro ininterrumpido era esencial.

Hubo cierta oposición local al uso de uranio altamente enriquecido ( HEU ) en el reactor, ^[5] así como por parte de activistas en los Estados Unidos que temen que el uranio pueda ser robado por terroristas y utilizado para fabricar una bomba. ^[6]

Originalmente, se había planeado que ambos reactores finalizaran su construcción en 1999 y 2000, pero finalmente se completaron en mayo de 2000. En agosto de 1999 se concedió una licencia operativa para el reactor MAPLE I, que se amplió para incluir el reactor MAPLE II en junio de 2000. Las pruebas de puesta en servicio comenzaron de inmediato y el MAPLE I logró su primera reacción sostenida en febrero de 2000, y el MAPLE II lo hizo en octubre de 2003.

Sin embargo, durante las pruebas se observó que algunas de las barras de apagado de emergencia del reactor MAPLE I podían fallar al desplegarse en determinadas situaciones exigentes. Esta falla se atribuyó a problemas de diseño y mano de obra, y estaba relacionada con partículas finas de metal que se acumulaban en la carcasa de las barras de control e interferían con su libre movimiento. ^{[ cita requerida ]}

Además, pruebas posteriores descubrieron que los reactores tienen un coeficiente de reactividad de potencia (PCR) positivo, lo que no concordaba con la predicción del modelo y era una barrera importante para la puesta en servicio. ^[3] Un coeficiente de potencia positivo significa que el reactor se vuelve más reactivo cuando se calienta; en el caso de un pico de potencia no planificado, un diseño de este tipo puede "descontrolarse" y potencialmente causar una fusión . ^[7]

En consecuencia, se hicieron esfuerzos importantes para resolver los problemas pendientes, pero el progreso hacia la puesta en servicio de los reactores se ralentizó notablemente. ^{[8] [9]} Durante el retraso de ocho años posterior en el inicio de la producción comercial, el proyecto superó significativamente su costo presupuestado. El presupuesto original era de 140 millones de dólares, pero en 2005 ya había costado 300 millones de dólares. ^[3] Las disputas sobre la responsabilidad por los excesos entre AECL y MDS Nordion añadieron una capa más de complejidad al proceso. Después de una negociación considerable, AECL asumió la plena responsabilidad por el reactor en un acuerdo. ^[10]

El 25 de octubre de 2007 se concedió a la instalación MAPLE una prórroga de su licencia de explotación, que le permitiría seguir funcionando hasta el 31 de octubre de 2011. ^[11] Esta presentación (final) preveía que el reactor MAPLE I estaría operativo a finales de 2008. ^[12]

El 16 de mayo de 2008, AECL publicó una declaración en la que anunciaba que el programa MAPLE había sido cancelado, ya que "ya no era factible completar la puesta en servicio y el arranque de los reactores". ^[7] En esta declaración, AECL indicó que tomaría medidas para extender aún más la licencia del reactor NRU en funcionamiento para continuar con la producción de isótopos médicos. La declaración no dejaba claro qué dirección a largo plazo tomaría AECL para su negocio de producción de isótopos médicos.

• Artículo sobre la terapia temprana con cobalto
• https://web.archive.org/web/20080618221319/http://www.aecl.ca/NewsRoom/News/Press-2008/080516.htm
• Magnus, B. (2008). "Exceso de presupuesto, retrasos y, tal vez, exceso de diseño". Revista de la Asociación Médica Canadiense . 178 (7): 813–4. doi :10.1503/cmaj.080320. PMC  2267837 . PMID  18362369.