Reactor de Proves Alvançat
El Reactor de Proves Alvançat (per les seues sigles en anglés, ATR: Advanced Test Reactor) és un reactor d'investigació del laboratori Nacional de Idaho (Idaho National Engineering and Environmental Laboratory INEEL). El ATR va ser posat en funcionament en 1967 en l'objectiu principal de realisar proves de materials i combustibles per al Programa de Reactors Navals d'Estats Units. És el reactor experimental de potència més alta actualment en operació en Estats Units.
Descripció del reactor
Com es va mencionar anteriorment, el ATR es va posar en marcha en 1967, i encara que ha estat operant des de llavors, s'espera que es mantinga operatiu fins a l'any 2050. El ATR es va dissenyar per a permetre evaluar els efectes de la radiació intensa en mostres de materials, especialment en combustibles nuclears. El principal usuari d'este reactor durant la seua vida útil ha segut el Programa de Reactors Navals del Departament d'Energia d'Estats Units. Ademés el ATR s'utilisa per a la producció de radioisòtops per a aplicacions mèdiques, industrials, migambientals, agriculturales i d'investigació. El ATR ha produït una gran part del radioisòtop 192Anar, utilisat com a font comercial de radiografia, i del radioisòtop 60Co per a aplicacions mèdiques.
Este reactor és el tercer d'una série de reactors dissenyats per a provar els materials que s'utilisaran en atres reactors, siguen prototips o a gran escala. Es va dissenyar per a funcionar en una potència màxima de 250 MWt i té un apany del seu combustible en forma de "Trébol de Quatre Fulls" que permet una gran cantitat de posicions per a experiments. Les seues característiques li permeten controlar diferents fluix en varis llocs i els seus sistemes especialisats també permeten que determinats experiments es puguen realisar a les seues pròpies temperaturas i pressions. L'apany d'elements combustibles curvos en forma de trébol permet posicionar el combustible molt més prop que lo que és possible, per eixemple, en núcleus en apany rectangular dels seus combustibles.
El ATR té un dispositiu de control únic que permet utilisar grans diferències de potència entre les nou trampes de fluix. El ATR usa una combinació de cilindres i barres de control. Els cilindres de control rotan sobre el seu eix, acostant o alluntant del núcleu plaques d'hafni. Les barres s'inserten, i poden moure's, verticalment individualment per a ajustar la potència.
El núcleu de el ATR utilisa urani altament enriquit i pot alcançar una potència tèrmica màxima de 250 MWt en un fluix tèrmic no pertorbat de . Si ben el ATR és capaç de funcionar a la seua màxima potència, el reactor ha segut solament ocasionalment operat a potències superiors a 110 MWt.
La disponibilitat operacional del reactor és del 75% llevat durant els recanvis d'interns del núcleu. Estos recanvis requerixen de varis mesos cada periodos de 8 a 10 anys.
| REACTOR | ||
| Potència tèrmica | 250 MWt | |
| Densitat de potència | 1 MW/Litro | |
| Fluix neutrónico tèrmic màxim | 1.0x1015 n/cm²-s | |
| Fluix neutrónico ràpit màxim | 5.0x1014 n/cm²-s | |
| Cantitat de trampes de fluix | 9 | |
| Cantitat de posicions per a experiments | 68 | |
| NÚCLEO | ||
| Cantitat d'elements combustibles | 40 | |
| Llongitut activa dels elements combustibles | 1.2 m (4 ft) | |
| Número de plaques combustibles per element combustible | 19 | |
| Contingut de 235O en un element combustible | 1.075 kg | |
| Carrega total de combustible en el núcleu | 43 kg | |
| REFRIGERANTE | ||
| Pressió de disseny del circuit | 2.7 MPa | |
| Temperatura de disseny del circuit | 115 °C | |
| Refrigerante | Aigua llaugera | |
| Cabal de refrigerant màxim | 3.09 m³/s | |
| Temperatura del refrigerant | <52 °C (entrada) 71 °C (eixida) | |
Instalacions d'irradiació i utilisació
El ATR es va dissenyar per a proporcionar posicions per a l'irradiació de gran volum i alt fluix neutrónico. El núcleu es compon d'una única configuració curvilínea dels elements combustibles en forma de trébol de quatre fulls. Esta configuració del núcleu proporciona nou trampes de fluix d'alta intensitat i 68 posicions d'irradiació dins del tanc del reflector del reactor, cada una de les quals permet estajar múltiples experiments. El ATR té, ademés, atres 34 posicions de fluix baix que estan ubicades en dos càpsules d'irradiació que es troben fòra del núcleu del reactor.
Les quatre trampes de fluix ubicades en els lòbuls del núcleu del reactor (esquemáticamente serien les posicions que corresponen als pétals del trébol), estan pràcticament rodejades de combustible, de la mateixa manera que la posició que es troba ubicada en el centre del núcleu. Hi ha atres quatre trampes de fluix ubicades en els lòbuls que queden del costat extern del núcleu que es troben rodejades de combustible en tres dels seus costats.
Estes instalacions d'irradiació permeten que els efectes sobre un material d'anys d'irradiació en un reactor de potència típic puga ser reproduït en mesos o inclús semanes en el ATR. Dins d'alguns llímits, el nivell de potència en cada lòbul pot controlar-se independentment.
En el ATR es poden realisar tests en tres tipos d'instalacions experimentals:
- Circuits d'aigua presurizada instalats en algunes de les trampes de fluix que repliquen una gran varietat de condicions de reactors.
- Experiments instrumentats capaços de proporcionar mides en temps real i en temperatura i atmòsfera controlades en les càpsules de l'experiment.
- Càpsules d'irradiació simples per a ser irradiadas en posicions ubicades en el reflector o en el núcleu.
Bibliografia
- Lamarsh J, Introduction to Nuclear Engineering, 2nd Edition, Addisson Wesley Publishing Co., 1983.
- Users Handbook for the Advanced Test Reactor, INEEL.
Vore també
- Este artícul conté una traducció derivada de «Reactor de Pruebas Avanzado» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.