Reactor de investigación

Dispositivo nuclear no destinado a generar energía ni armas
El reactor de investigación CROCUS de la École polytechnique fédérale de Lausanne , en Suiza

Los reactores de investigación son reactores nucleares basados ​​en la fisión nuclear que sirven principalmente como fuente de neutrones . También se denominan reactores no eléctricos , en contraste con los reactores eléctricos que se utilizan para la producción de electricidad , la generación de calor o la propulsión marítima .

Objetivo

Los neutrones producidos por un reactor de investigación se utilizan para la dispersión de neutrones , ensayos no destructivos, análisis y pruebas de materiales , producción de radioisótopos , investigación y divulgación pública y educación. Los reactores de investigación que producen radioisótopos para uso médico o industrial a veces se denominan reactores isotópicos . Los reactores que están optimizados para experimentos de línea de luz compiten actualmente 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 altamente enriquecido , típicamente hasta un 20% de U-235 , [1] aunque algunos utilizan 93% de U-235; mientras que el enriquecimiento del 20% no se considera generalmente utilizable en armas nucleares, el 93% se conoce comúnmente como " de grado armamentístico ". 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 refrigeración, típicamente convección natural o forzada con agua, y se requiere un moderador para reducir las velocidades 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

En 1978, el Organismo Internacional de Energía Atómica y el Departamento de Energía de los Estados Unidos iniciaron un programa para desarrollar los medios necesarios para convertir los reactores de investigación que utilizaban uranio altamente enriquecido (HEU) en reactores de bajo enriquecimiento (LEU), en apoyo de su política de no proliferación. [2] [3] Para entonces, los Estados Unidos habían 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 los Estados Unidos extendió su programa de Aceptación de Combustible Nuclear Gastado en Reactores de Investigación Extranjeros hasta 2019. [4]

En 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 podrá completar hasta 2035 como mínimo. En parte, esto se debe a que el desarrollo de combustible LEU confiable para reactores de investigación de alto flujo de neutrones , que no falle por hinchamiento, ha sido más lento de lo esperado. [5] En 2020 [update], quedaban 72 reactores de investigación de HEU. [6]

Diseñadores y constructores

Si bien en las décadas de 1950, 1960 y 1970 hubo una serie de empresas especializadas en el diseño y construcción de reactores de investigación, la actividad de este mercado se enfrió después 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 la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear para el diseño, construcción y puesta en servicio del reactor australiano de agua ligera de piscina abierta (OPAL). Cuatro empresas fueron precalificadas: Atomic Energy of Canada Limited (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

Una lista completa se puede encontrar en Lista de reactores nucleares de investigación .

Centros de investigación que operan un reactor:

Nombre del reactorPaísCiudadInstituciónNivel de potenciaFecha de operación
Reactor BR2BélgicaMolCentro Belga de Investigación Nuclear SCK•CEN100 MW
Reactor de investigación de Budapest [7]HungríaBudapestCentro de Investigación Energética de la Academia Húngara de Ciencias5 MW [7]1959 [7]
Reactor de formación de la Universidad Tecnológica de Budapest [8]HungríaBudapestUniversidad de Tecnología y Economía de Budapest100 kW1969
Reactor de alto flujo ILLFranciaGrenobleInstituto Laue-Langevin63 MW [9]
RA-6ArgentinaBarilocheInstituto Balseiro / Centro Atómico Bariloche1 MW [10]1982 [10]
ZED-2CanadáRío profundo, OntarioLaboratorios Chalk River de AECL200 W [11]1960
Reactor nuclear McMasterCanadáHamilton, OntarioUniversidad McMaster5 MW1959
Reactor universal de investigación nacionalCanadáRío profundo, OntarioLaboratorios Chalk River de AECL135 MW1957
Reactores nucleares de PettenPaíses BajosMascotasGrupo holandés de investigación y consultoría nuclear, [12] Centro Común de Investigación de la UE30 kW y 60 MW1960
ORFEOFranciaSaclayLaboratorio Léon Brillouin14 MW1980
FRM IIAlemaniaGarchingUniversidad Técnica de Múnich20 MW2004
HORPaíses Bajosporcelana de DelftInstituto de Reactores de Delft , Universidad Tecnológica de Delft2 MW
MagunciaAlemaniaMagunciaUniversidad de Maguncia, Instituto de Kernchemie100 kW [13]
TRIGA Mark II [14]AustriaVienaUniversidad Técnica de Viena, TU Wien, Atominstitut250 kW1962 [14]
IRT-2000BulgariaSofíaSitio de investigación de la Academia Búlgara de Ciencias2 MW
ÓPALOAustraliaLucas Heights, Nueva Gales del SurOrganización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear20 MW2006
AIE-R1BrasilSan PabloInstituto de Pesquisas Energéticas y Nucleares3,5 MW1957
IRT-2000 [15]RusiaMoscúInstituto de Ingeniería Física de Moscú2,5 MW [15]1967 [15]
SAFARI-1SudáfricaPelindabaCorporación Sudafricana de Energía Nuclear20 MW [16]1965 [16]
Reactor de aplicación avanzada de neutrones de alto flujoCorea del SurDaejeonInstituto de Investigación de Energía Atómica de Corea30 MW [17]1995 [17]
LVR-15República ChecaPor favorInstituto de Investigaciones Nucleares10 MW [18]1995 [18]
Programa de reactores de la Universidad Estatal de Carolina del NorteEstados UnidosRaleigh, Carolina del NorteUniversidad Estatal de Carolina del Norte1 MW [19]1953 [19]
Reactor isotópico de alto flujoEstados UnidosOak Ridge, TennesseeLaboratorio Nacional de Oak Ridge
Reactor de pruebas avanzadoEstados UnidosIdahoLaboratorio Nacional de Idaho250 MW [20]
Reactor de investigación de la Universidad de MissouriEstados UnidosColumbia, MisuriUniversidad de Missouri10 MW1966
Reactor de entrenamiento de la Universidad de MarylandEstados UnidosParque universitario, MarylandUniversidad de Maryland250 kW [21]1970 [21]
Reactor de la Universidad Estatal de WashingtonEstados UnidosPullman, WashingtonUniversidad Estatal de Washington1 MW [22]
AZAFRÁNSuizaLausanaEscuela Politécnica Federal de Lausana
Reactor MaríaPoloniaŚwierk -OtwockCentro Nacional de Investigaciones Nucleares30 MW1974
TRIGA Mark IEstados UnidosIrvine, CaliforniaUniversidad de California, Irvine
Reactor de investigación y formación TRIGA Mark-II de la UITPavoEstanbulUniversidad Técnica de Estambul
ETRR-1EgiptoInshasCentro de investigación nuclear2 MW1961
ETRR-2EgiptoInshasCentro de investigación nuclear22 MW1997
Reactor de investigación de Ghana-1 [23]GhanaAcraInstituto Nacional de Investigación Nuclear de la Comisión de Energía Atómica de Ghana30 kW

Reactores de investigación fuera de servicio:

Nombre del reactorPaísCiudadInstituciónNivel de potenciaFecha de operaciónFecha de cierreDesmantelado
ÁSTRAAustriaSeibersdorfInstituto Austriaco de Tecnología10 MW19601999
BER IIAlemaniaBerlinaCentro Helmholtz de Berlín10 MW19732019 [24]
CONSORTEReino UnidoAscot, BerkshireColegio Imperial100 kW1965 [25]2012 [26]
Reactor JASONReino UnidoGreenwichColegio Naval Real10 kW19621996
MOATAAustraliaAlturas de LucasComisión Australiana de Energía Atómica100 kW19611995
Reactor australiano de alto flujoAustraliaAlturas de LucasComisión Australiana de Energía Atómica19582007
HTGR (diseño de pasador en bloque)Reino UnidoWinfrith , DorsetOrganismo Internacional de Energía Atómica20 MWt19641976Julio de 2005 [27]
TRAVESURAReino UnidoHarwell, OxfordshireEstablecimiento de investigación de energía atómica1990
Demostración de energía nuclearCanadáRío profundo, OntarioPlanta Rolphton de AECL20 MW19611987
NRXCanadáRío profundo, OntarioLaboratorios Chalk River de AECL19521992
Reactor PLUTOReino UnidoHarwell, OxfordshireEstablecimiento de investigación de energía atómica26 MW19571990
Reactor de prueba de piscinaCanadáRío profundo, OntarioLaboratorios Chalk River de AECL10 kW19571990
WR-1CanadáPinawa, ManitobaLaboratorios Whiteshell de AECL60 MW19651985
ZEEPCanadáRío profundo, OntarioLaboratorios Chalk River de AECL19451973
Más Hall AnnexEstados UnidosSeattleUniversidad de Washington100 kW19611988
Reactor EwaPoloniaŚwierk -OtwockInstituto de Energía Nuclear POLATOM10 MW19581995
Abeto 1FinlandiaEspooUniversidad Tecnológica de Helsinki ,
más tarde Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia
250 kW [28]1962 [28]2015 [29]
RV-1VenezuelaCaracasInstituto Venezolano de Investigaciones Científicas3 MW19601994
Reactor de investigación de SalaspilsLetoniaSalaspilsAcademia de Ciencias de Letonia2 kW19611998

Referencias

  1. ^ Alrwashdeh, Mohammad y Saeed A. Alameri. "Validación y verificación del modelo de reactor Monte Carlo (RMC) en comparación con MCNP para reactores de placas". AIP Advances 9, n.º 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807
  2. ^ "CRP sobre la conversión de reactores de investigación de fuentes de neutrones en miniatura (MNSR) a uranio de bajo enriquecimiento (LEU)". Ciclo del combustible nuclear y tecnología de residuos . Organismo Internacional de Energía Atómica. 13 de enero de 2014. Archivado desde el original el 12 de junio de 2018. Consultado el 25 de octubre de 2015 .
  3. ^ "Enriquecimiento reducido para reactores de investigación y de prueba". Administración Nacional de Seguridad Nuclear. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2004.
  4. ^ "Aceptación de combustible nuclear gastado en reactores de investigación extranjeros de Estados Unidos". Administración Nacional de Seguridad Nuclear. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2006.
  5. ^ Cho, Adrian (28 de enero de 2016). «Liquidar los reactores de investigación de uranio altamente enriquecido tomará décadas más de lo previsto». Science . Consultado el 13 de abril de 2020 .
  6. ^ "El OIEA destaca los trabajos de conversión de los reactores de investigación". World Nuclear News. 24 de febrero de 2020. Consultado el 13 de abril de 2020 .
  7. ^ abc "Reactor de investigación de Budapest | Centro de neutrones de Budapest... ¡para la investigación, la ciencia y la innovación!". www.bnc.hu . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  8. ^ "Instituto de Tecnología Nuclear". reak.bme.hu . Consultado el 11 de septiembre de 2019 .
  9. ^ "Reactores nucleares". pd.chem.ucl.ac.uk . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  10. ^ ab «RA-6 de Argentina». Archivado desde el original el 16 de febrero de 2018. Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  11. ^ "Reactores de investigación - Asociación Nuclear Canadiense". Asociación Nuclear Canadiense . Archivado desde el original el 2018-02-16 . Consultado el 2018-02-15 .
  12. ^ "Reactor de alto flujo - Comisión Europea". ec.europa.eu . 13 de febrero de 2013. Archivado desde el original el 16 de febrero de 2018 . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  13. ^ Maguncia, Johannes Gutenberg-Universität. «Reactor». www.kernchemie.uni-mainz.de (en alemán). Archivado desde el original el 16 de febrero de 2018. Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  14. ^ ab "ATI : Reactor". ati.tuwien.ac.at . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  15. ^ abc "El reactor | Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI". eng.mephi.ru . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  16. ^ ab "SAFARI-1". www.necsa.co.za . Archivado desde el original el 2018-01-31 . Consultado el 2018-02-15 .
  17. ^ ab "Reactor de aplicación avanzada de neutrones de alto flujo (HANARO) | Instalaciones | NTI". www.nti.org . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  18. ^ ab "Reactor de investigación LVR-15 | Centrum výzkumu Řež". cvrez.cz . Archivado desde el original el 16 de febrero de 2018 . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  19. ^ ab "Historia - Programa de reactores nucleares". Programa de reactores nucleares . Consultado el 17 de julio de 2018 .
  20. ^ "Hoja informativa sobre ATR" (PDF) . Laboratorio Nacional de Idaho. Archivado desde el original (PDF) el 2008-07-03 . Consultado el 2008-02-28 .
  21. ^ ab "Reactor de entrenamiento de la Universidad de Maryland (MUTR) | Reactor TRIGA de 250 kW | Instalaciones de radiación de la Universidad de Maryland". radiation.umd.edu/ . Consultado el 11 de junio de 2018 .
  22. ^ "Centro de Ciencias Nucleares de la Universidad Estatal de Washington". nsc.wsu.edu . Consultado el 6 de agosto de 2019 .
  23. ^ "Base de datos de reactores de investigación - GHARR-1". Organismo Internacional de Energía Atómica . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  24. ^ "Ende der Neutronen-Ära". pro-physik.de (en alemán) . Consultado el 14 de abril de 2024 .
  25. ^ "Desmantelamiento del reactor CONSORT: de la fisión al combustible perdido". imperial.ac.uk . Consultado el 14 de octubre de 2024 .
  26. ^ "Reactor de investigación del Reino Unido totalmente desmantelado". world-nuclear-news.org . Consultado el 14 de octubre de 2024 .
  27. ^ "El DRAGON de Winfrith pierde su fuego". www.nda.gov.uk . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2012 . Consultado el 12 de enero de 2022 .
  28. ^ ab Karlsen, Wade; Vilkamo, Olli (14 de diciembre de 2016). "El antiguo reactor nuclear de investigación de Finlandia será desmantelado: se está construyendo un nuevo centro de seguridad nuclear". VTT Impulse . Consultado el 22 de febrero de 2018 .
  29. ^ "Base de datos de reactores de investigación". Organismo Internacional de Energía Atómica . Consultado el 22 de febrero de 2018 .
  • Documento informativo de la WNA n.° 61: Reactores de investigación Archivado el 28 de febrero de 2013 en Wayback Machine.
  • No proliferación nuclear: el Departamento de Energía debe tomar medidas para reducir aún más el uso de uranio apto para la fabricación de armas en los reactores de investigación civil, GAO , julio de 2004, GAO-04-807
  • Lista de reactores nucleares de investigación del OIEA que se pueden consultar en el mundo
  • La Organización Nacional de Reactores de Prueba, Investigación y Entrenamiento, Inc.
  • NMI3 - Iniciativa de infraestructura integrada del 7.º Programa Marco de la UE para la dispersión de neutrones y la espectroscopia de muones
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