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Los reactores de investigación son reactores nucleares basados en la fisión nuclear que sirven principalmente como fuente de neutrones . También se denominan reactores no de potencia , en contraste con los reactores de potencia 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 más enriquecido , normalmente hasta un 20% de U-235 , [1] aunque algunos utilizan uranio 93%; 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, normalmente 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
- Reactor acuoso homogéneo
- Reactor clase Argonauta
- Clase DIDO , seis reactores de alto flujo en todo el mundo
- TRIGA , una clase de gran éxito con más de 50 instalaciones en todo el mundo
- Reactor de clase SLOWPOKE , desarrollado por AECL, Canadá
- Reactor clase OPAL , desarrollado por INVAP, Argentina
- Reactor de fuente de neutrones en miniatura , basado en el diseño SLOWPOKE, desarrollado por AECL, actualmente exportado por China
- Aerojet General Nucleonics, 201 modelos. Desarrollado por Aerojet General en Estados Unidos. Actualmente hay tres reactores en funcionamiento en la Universidad Estatal de Idaho, la Universidad de Nuevo México y la Universidad Texas A&M.
Centros de investigación
Una lista completa se puede encontrar en Lista de reactores nucleares de investigación .
Centros de investigación que operan un reactor:
Reactores de investigación fuera de servicio:
Referencias
- ^ 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
- ^ "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 .
- ^ "Enriquecimiento reducido para reactores de investigación y de prueba". Administración Nacional de Seguridad Nuclear. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2004.
- ^ "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.
- ^ 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 .
- ^ "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 .
- ^ 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 .
- ^ "Instituto de Tecnología Nuclear". reak.bme.hu . Consultado el 11 de septiembre de 2019 .
- ^ "Reactores nucleares". pd.chem.ucl.ac.uk . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
- ^ ab «RA-6 de Argentina». Archivado desde el original el 16 de febrero de 2018. Consultado el 15 de febrero de 2018 .
- ^ "Reactores de investigación - Asociación Nuclear Canadiense". Asociación Nuclear Canadiense . Archivado desde el original el 2018-02-16 . Consultado el 2018-02-15 .
- ^ "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 .
- ^ 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 .
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- ^ abc "El reactor | Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI". eng.mephi.ru . Consultado el 15 de febrero de 2018 .
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- ^ "Ende der Neutronen-Ära". pro-physik.de (en alemán) . Consultado el 14 de abril de 2024 .
- ^ "Desmantelamiento del reactor CONSORT: de la fisión al combustible perdido". imperial.ac.uk . Consultado el 14 de octubre de 2024 .
- ^ "Reactor de investigación del Reino Unido totalmente desmantelado". world-nuclear-news.org . Consultado el 14 de octubre de 2024 .
- ^ "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 .
- ^ 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 .
- ^ "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
Enlaces externos
- 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 7PM de la UE para la dispersión de neutrones y la espectroscopia de muones
