Ядерный реактор Миссурийского университета науки и технологий (англ. Missouri University of Science and Technology Nuclear Reactor, MSTR или Missouri S&TR) — это ядерный реактор бассейного типа, эксплуатируемый Миссурийским университетом науки и технологий (Missouri S&T). Впервые достиг критического состояния в 1961 году^[1]. Университет эксплуатирует этот реактор в учебных и исследовательских целях.

Согласно годовому отчету о работе за 2020–2021 годы, представленному в Комиссию по ядерному регулированию США, реактор использовался 1122,4 часа. Из этого времени — 228,4 часа во время работы. Реактор произвел 13 563,19 киловатт-часов тепловой энергии^[2].

История

В основу конструкции реактора положен объемный защитный реактор Ок-Риджской национальной лаборатории. Реактор достиг критического состояния 9 декабря 1961 года, став первым действующим ядерным реактором в штате Миссури. Первоначальная лицензионная мощность составляла 10 кВт и была увеличена до 200 кВт в 1966 году. Летом 1992 года исходный высокообогащенный уран был преобразован в низкообогащенный. В марте 2009 года лицензия реактора была продлена еще на 20 лет^[2].

В июне 2017 года возле реактора был обнаружен подозрительный пакет, что вызвало эвакуацию четырех зданий университетского городка. Пакет был проверен университетской полицией и военными специалистами Форт-Леонард-Вуда и признан неопасным.

Начиная с 2019 года работа реактора была существенно затруднена из-за текучести кадров среди лицензированного персонала. С 14 июня по 18 декабря 2019 года в штате не было штатных лицензированных операторов^[3]. Два старших оператора реактора, работающие полный рабочий день, ушли в отставку из-за низкой заработной платы, а администрация кампуса не желала выделять необходимые ресурсы для удержания квалифицированного персонала из-за сокращения бюджета^[4]. Пандемия COVID-19 также затруднила возобновившуюся в начале марта 2020 года работу сотрудников реактора^[3].

Технические характеристики

Активная зона реактора расположена внутри стоячего бассейна с легкой водой высокой чистоты на подвешенной к подвижному железнодорожному мостику решетчатой пластине. Бассейн вмещает 150 кубических метров воды в бетонном кожухе размером 5.8м x 2.7м у основания с глубиной от 8.2м до 9.1м. Около 19 топливных элементов содержат от 9 до 18 топливных пластин из низкообогащенного урана. Реактор имеет максимальную выходную мощность 200 квт. Произведенная энергия — тепловая. Ни одна ее часть не используется для преобразования в электрическую энергию. Всего в реакторе используются четыре стержня управления. Три из них — для грубого регулирования мощности и аварийного отключения системой защиты. Они изготовлены из комбинации нержавеющей стали и бора. Четвертый стержень управления используется для точного регулирования мощности и изготовлен из нержавеющей стали^[5].

В здании расположено несколько экспериментальных установок. Эти помещения используются для исследований и лабораторных занятий. Тепловая колонна — блок графита размером 1.1 x 1.1 x 1.5 метров. Колонна служит источником медленных нейтронов. Алюминиевая трубка диаметром 150 мм, называемая портом для пучка, расположена между активной зоной реактора и экспериментальной зоной на первом этаже реакторного здания. Она позволяет облучать образец нейтронами более высокой энергии^[6]. Другие установки, называемые «кроликами», используются для пневматического введения образца непосредственно в активную зону реактора на определенное время. Одна из кроличьих установок покрыта кадмием, чтобы остановить нейтроны низкой энергии и при этом обеспечить бомбардировку образца нейтронами высокой энергии^[7].

Исследования

При финансовой поддержке Министерства энергетики был построен двухкамерный, сильно защищенный доступный для облучения объект с выходом в интернет и пневматическим доступом к активной зоне исследовательского ядерного реактора мощностью 200 кВт. Этот объект позволяет авторизованным дистанционным пользователям, участвующим в совместной деятельности с университетом, удаленно манипулировать и анализировать образцы, облученные нейтронами^[8].

Партнерство

В октябре 2012 года Westinghouse Electric Corporation подписала многолетнее соглашение об исследованиях и сотрудничестве с университетом для использования реактора и поддержки разработки исследовательских проектов в связи с собственными исследовательскими работами над малым модульным реактором и для исследований в области атомной энергетики в целом^[9].

Новый тип топлива

Ученые университета провели с командой реактора исследование по изучению элементов ядерного топлива для будущего использования в реакторах IV поколения^[10]. Исследователи также разработали новую мобильную платформу для измерения облученных ядерных твэлов, находящихся в бассейне охлаждения, которая используется в реакторе для испытаний новых типов ядерного топлива^[11].

Онкология

Реактор также использовался в онкологических исследованиях для экспериментов по улучшению синтеза наночастиц радиоактивного золота и серебра для воздействия на раковые клетки^[12].

Информационная деятельность

Департамент ядерной инженерии университета участвует в информационно-просветительских программах для старшеклассников школ и первокурсников колледжей — летний лагерь ядерной инженерии. Лагерь включает экскурсии по реактору и посещение нескольких тематических областей исследований и лабораторных экспериментов, связанных с ядерной энергетикой^[13].

Примечания