FiR 1 - FiR 1

Борная нейтронно-захватная терапия объект на FiR 1.

FiR 1 (Финляндский реактор 1) Финляндия первый ядерного реактора. Это было исследовательский реактор который был расположен в Отаниеми территория кампуса в г. Эспоо. В TRIGA Реактор Mark II имел тепловую мощность 250 киловатт. Введен в эксплуатацию в 1962 году, окончательно остановлен в 2015 году. Сначала реактор эксплуатировал Хельсинкский технологический университет, а с 1971 г. Центр технических исследований Финляндии VTT.[1]

Помимо исследований, реактор использовался для производства радиоактивных изотопы для промышленных измерений. Он также использовался для нейтронно-активационный анализ геологических и биологических материалов. Образцы лунного грунта из Аполлон-12 были проанализированы с помощью FiR 1. Радиационные повреждения оборудования были исследованы с реактором. Например, магнитометры для ИТЭР Облучен термоядерный реактор FiR 1. Студенты университета выполняют упражнения с реактором. После 2000 г. наиболее значительным использованием реактора было борная нейтронозахватная терапия для пациентов с рак в области головы или шеи.[2]

Технологии

FiR 1 был TRIGA Реактор Mark II производства американской компании General Atomics. Первоначальная тепловая мощность реактора составляла 100 киловатт. В 1967 году реактор был доведен до 250 киловатт. Тепло ни для чего не использовалось, потому что реактор работал всего несколько часов в день.[1]

Активная зона реактора находилась на дне бассейна глубиной около 6 метров (20 футов), открытого сверху.[3] Вода действовала как охлаждающая жидкость, замедлитель нейтронов, и радиационная защита. Диаметр сердечника составлял 44 сантиметра (17 дюймов), а высота - 36 сантиметров (14 дюймов). Было около 15 килограммов (33 фунта) уран в основном.[4]

В реакторе было 79 твэлов. Топливный материал был гидрид циркония урана (UZrH), содержащий 8–12% урана. Топливо обогащение было 20% уран-235. Был графит отражатель выше, ниже и вокруг активной зоны реактора. Отражатель отбросил обратно в активную зону часть нейтронов, вылетевших из активной зоны. Бассейн реактора был окружен бетонным биологическим экраном, который служил радиационной защитой в горизонтальном направлении.[4] В реакторе было четыре стержни управления сделано из карбид бора.[5]

Особенностью топливного материала - гидрида циркония-урана является сильный отрицательный Обратная связь между температурой и реактивностью. В результате неконтролируемый цепная реакция физически невозможно.[4] Сильная обратная связь может использоваться для генерации импульсов мощности. Управляющий стержень был выброшен из активной зоны сжатым воздухом, что увеличило мощность реактора в тысячу раз, до 250 мегаватт. Это вызвало повышение температуры топлива, и отрицательная обратная связь остановила цепную реакцию. Импульс мощности длился всего 30 миллисекунд.[5]

История

Президент Урхо Кекконен начиная с FiR 1 в 1962 году.

Контракт на покупку исследовательского реактора был подписан в 1960 году. Самыми активными людьми, стоявшими за приобретением, были: Пекка Джаухо, Эркки Лаурила, и Хейкки Лехтонен. Проект исследовательского реактора готовился к сооружению атомная электростанция в Финляндии. Исследовательский реактор был необходим для подготовки персонала для энергетических реакторов.[3]

FiR 1 начал работу в 1962 году. В 1967 году его мощность была увеличена со 100 до 250 киловатт.[5] Сначала реактор эксплуатировал Хельсинкский технологический университет. В 1971 г. правительство Финляндии передало реактор в г. Центр технических исследований Финляндии VTT. Здание реактора и земля находятся в собственности Университет Аалто Кампус и недвижимость.[6]

А борная нейтронозахватная терапия (БНЗТ) установка была построена рядом с реактором в 1990-х годах. В 1999–2011 гг. Было проведено облучение более 300 онкологических больных. Пациенты показали улучшенный контроль опухоли и выживаемость. Компания Boneca Ltd., проводившая терапию, обанкротилась в январе 2012 года. Тогда VTT решила остановить реактор, так как его эксплуатация обходилась примерно в 500 000 евро в год. В 2015 году реактор был остановлен безвозвратно за счет извлечения нескольких твэлов из активной зоны.[2]

Разборка

Реакторный корпус ФиР 1

Первым этапом проекта демонтажа является удаление топлива из реактора. Затем в 2019–2022 годах будут демонтированы другие радиоактивные части (внутренние части активной зоны, бассейн реактора, бетонная биологическая защита, установка БНЗТ и первый контур охлаждения). Отработанное топливо и большая часть активной зоны реактора являются высокоактивными отходами. Прочие радиоактивные отходы демонтажа классифицируются как отходы низкой и средней активности. Цель состоит в том, чтобы ограничить коллективную дозу облучения демонтирующего персонала до 10 миллиман-зиверты. Здание реактора будет очищено, чтобы не было ограничений для его использования в будущем.[4][6]

Всего в здании реактора 103 отработавших твэла. Всего они содержат 21,4 кг (47 фунтов) урана. Реактор потреблял очень мало топлива, потому что его мощность была очень низкой и он работал всего несколько часов в день. Некоторые топливные стержни находились в реакторе все 53 года эксплуатации. Отработанное топливо не требует охлаждения, поскольку спад тепла мощность такая низкая.[4] Помимо отработавшего топлива в здании хранятся 24 неиспользованных твэла. Всего они содержат 5,7 кг (13 фунтов) урана.[6]

Топливо FiR 1 поступает из Соединенных Штатов и входит в американскую программу приема отработавшего ядерного топлива для исследовательских реакторов. Программа предназначена для предотвращения распространение ядерных материалов. VTT вернет отработавшее топливо в Национальная лаборатория Айдахо. Другой вариант - окончательная утилизация в Могильник ОЯТ Онкало в Олкилуото, Финляндия. Закон Финляндии о ядерной энергии запрещает экспорт ядерных отходов. Однако в законе есть исключение, согласно которому запрет не распространяется на отходы исследовательского реактора.[6]

По оценкам, при демонтаже реактора будет образовано около 100 кубометров (3500 куб. Футов) низко- и среднеактивных отходов. Большая часть отходов будет бетонной. ВТТ собирается транспортировать отходы демонтажа в хранилище низко- и среднеактивных отходов либо в г. Ловииса или в Олкилуото.[6]

FiR 1 - первый ядерный объект Финляндии, который был демонтирован. Уроки, извлеченные из проекта демонтажа исследовательского реактора, будут использованы для подготовки к снятию с эксплуатации финских атомных электростанций.[2] В 2018 году правительство Финляндии решило предоставить VTT специальный грант в размере 13,5 млн евро на демонтаж исследовательского реактора.[7]

использованная литература

  1. ^ а б «Вывод из эксплуатации ядерного реактора ФиР-1». Центр технических исследований Финляндии VTT. 2019 г.. Получено 2019-03-17.
  2. ^ а б c Аирила, Маркус; Аутеринен, Ииро; Котилуото, Петри; Ванттола, Тимо; Вилкамо, Олли (22 декабря 2015 г.). «Сияние первого в Финляндии реактора гаснет». Nuclear Engineering International. Получено 2019-03-17.
  3. ^ а б Хирвонен, Катарина (19.06.2014). "Ydinreaktorin säteilevät hautajaiset". Yle (на финском). Получено 2019-03-17.
  4. ^ а б c d е "FiR 1 -tutkimusreaktorin käytöstäpoisto" (Оценка воздействия на окружающую среду) (на финском языке). Центр технических исследований Финляндии VTT. 2014 г.. Получено 2019-03-17.
  5. ^ а б c Auterinen, I; Салменхаара, S.E.J (2008). «Исследовательский реактор FiR 1 TRIGA мощностью 250 кВт - международная роль в терапии с улавливанием нейтронов бора (BNCT) и региональная роль в производстве изотопов, образовании и обучении» (PDF). Международная конференция по исследовательским реакторам: безопасное обращение и эффективное использование. Получено 2019-03-17.
  6. ^ а б c d е «Вывод из эксплуатации исследовательского реактора FiR 1 VTT. Заявка на лицензию» (PDF). Центр технических исследований Финляндии VTT. 2017-06-20. Получено 2019-03-17.
  7. ^ "Julkisen talouden suunnitelma vuosille 2019–2022" (на финском). Министерство финансов. 2018-04-13. п. 32. Получено 2019-03-17.

Координаты: 60 ° 11′15.72 ″ с.ш. 24 ° 49′51,41 ″ в.д. / 60.1877000 ° с. Ш. 24.8309472 ° в. / 60.1877000; 24.8309472