육군 원자력 발전 프로그램

Army Nuclear Power Program
미군 공병용 원자로 그룹 레터헤드

육군원자력계획(ANPP)은 주로 원격지, 상대적으로 접근하기 어려운 곳에서 전기 및 우주 난방 에너지를 발생시키기 위해 소형 가압수와 끓는 물 원자로를 개발하는 미국 육군의 프로그램이었다. ANPP는 여러 가지 성과를 거두었지만, 궁극적으로는 "문제를 찾는 해결책"으로 여겨졌다. 미 육군 기술자 원자로 그룹은 이 프로그램을 관리했고 버지니아 주 포트 벨부아르에 본부를 두고 있었다. 이 프로그램은 1954년에 시작되어 약 1977년에 사실상 종료되었고, NPP 사업자의 마지막 클래스가 1977년에 졸업했다. 이후 한동안 발전소 폐로 또는 이들을 SAFSTOR(폐로 전 장기 저장 및 모니터링)에 배치하기 위한 작업이 계속되었다. 현재 소형 모듈형 원자로의 개발은 군사용 응용에 대한 새로운 관심을 가져왔다.[1][2][3]

배경

이르면 1952년경 지상군 필요성에 원자력이 적용될 수 있을지에 대한 관심이 있었다. 1954년 2월 10일자 국방장관의 메모에는 "원격적이고 상대적으로 접근하기 어려운 군사시설에서 열과 전기를 공급하기 위한 원자력발전소 개발"에 대한 책임이 육군에 할당되었다. 육군 장관은 육군 원자력 발전 프로그램을 수립하여 공병대에 할당했다.[4]

원자력 기본 법 1954년의 원자력 위원회(미국 원자력 위원회)휴가에 대한 책임이;D핵 분야, 상무부는 육군의는 애리조나 원자력 발전 컨소시엄이 공동 기관 간 'activity'(DA)과 미국 원자력 위원회를 만들었다. 언제 원자력 법은 1954년에 개정되었다, 제91b 국방부 국방 이용 시설에 사용하기 위해 특별한 핵 물질을 얻도록 권한을 부여했다. 반면 해군로 프로그램 원자력 추진에 잠수함, 선박으로 전념 육군 원자력 발전 프로그램의 초점은 발전 시설에 있었다. 4월 9일 1954년에는 최고 기술자의 임무 검찰에 의해 배정되다 미국 육군 공병로 그룹을 설립했다. 본질적으로, 이런 임무들[4]: 하기로 했다.

  • 운영 R&D, 미국 원자력 위원회와 원자력 발전소 개발에;.
  • ;공병대 원전을 운영한다.
  • 그 식물들 중 지원에 훈련을 하다
  • 다른 기관 필요할;기술적인 지원을 제공한다.
  • 원자로의 군사적 필요에 응용 프로그램에 대한 프로그램을 개발한다.

는 육군부에서 원자력 발전소, 7번 1월 1965년, 이러한 목표는 프로그램:[4]에 대해 명시됬다 데이트를 했는데도 질적 군수 물자 개발 객관적 승인, 히아루론산,.

  • [화석]연료 자원에 대한 의존성 단축 또는 제거이다.
  • 군수 부담 전통적인 발전소를 지원하는데 필요한 단축 또는 제거이다.
  • 믿을 만한 수술입니다.
  • Infrequent 연료 보급과 정비.
  • , 무인 작업의 궁극적인 목표로 승무원 크기 깎았어요.
  • Transportability, 이동성과 반응 시간은 임무나 장비 지원하도록과 호환됩니다.
  • 개선된 비용 효율성이다.

그 미국 원자력 위원회는 궁극적으로 적절한 방법으로 육군 원자력 발전 프로그램의 목표 달성하고 저렴한 비용으로 낼 만큼 정지하고 있고 모바일 최신 소형 원자로들을 개발하기 위하여 프로젝트의 그것의 비율의 지속적인 자금 지원을 정당화하기 위해 고등이 아니라고 결론지었다. 장기 연구 개발에 대한 군사 자금 지원에서의 베트남 전쟁 때문에 Cutbacks은 미국 원자력 위원회 1966년 프로그램의 지원을 단계적으로 폐지로 이어졌다. 및 생산을 컴팩트한 원자력 발전소 발전을 위한 비용이 발생 경우에만 원자로 및은 명확히 정의된 목표 국방부 지원을 가득 채웠다 특별한 능력 있어서 정당화될 수 있을 높았다. 그 후, 원자력 발전소 연구와 개발 노력에 육군의 참여 꾸준히 그리고 결국 전면 중단되지 않았다.[5]

식물 목록

8개의 식물이 건설되었다. 작은 물리적 크기에 대한 요구사항 때문에 MH-1A를 제외한 모든 원자로는 고농축우라늄(HEU)을 사용했다. MH-1A는 작업할 공간이 더 많고, 무게를 운반할 수 있는 용량이 더 많았기 때문에, 이것은 저농축 원자로였다. 즉, 더 크고 무거운 원자로였다. MH-1A는 베트남에서 사용하기 위해 잠시 고려되었지만, 베트남에서 핵이 있다면 무엇이든 하겠다는 생각은 국무부에 의해 재빨리 거부되었다.[4]

그 식물들은 초기 중요도 순으로 나열되어 있다. 다음 섹션의 사진 갤러리를 참조하십시오. 이 데이터의 출처에는 ANPP, Suid에 의한 유일한 알려진 책과 [6]DOE 문서가 포함된다.[7]

SM-1
버지니아 주 벨부아르 FT
  • SM-1: 2MW 전기. 버지니아 주의 포트 벨부아르, 초기 임계점 1957년 4월 8일(해운항로 이전 몇 달)과 전기 그리드에 연결된 최초의 미국 원자력 발전소. Ft용 발전보다는 주로 훈련과 시험에 사용된다. 벨부아르. 이 발전소는 미국 기관차 회사(ALCO Products, 1955년)에 의해 설계되었으며, 육군 원자력 계획 하에서 개발된 최초의 원자로였다. 아래의 SM-1 이미지 갤러리를 참조하십시오. 이 공장은 트라이서비스 훈련 시설로 미 해군과 공군이 모두 해안 기반 시설에서 훈련을 받을 인력을 파견했다(해군은 아직 운용 중인 선박 기반 원자력 발전 프로그램을 달리 갖고 있었다). Ft의 SM-1 및 관련 훈련 시설. 벨부아르(Belvoir)는 해안에 위치한 군사 발전소를 위한 유일한 훈련 시설이었다. 그 식물은 포토맥 강의 물을 이용하여 응축기를 냉각시켰다. SM-1은 작동 후 약 10년 동안, 삼중수소의 저에너지 베타 붕괴를 탐지할 수 있는 최초의 검출기 시스템인 패커드 트리-카브 검출기가 개발되기 전까지, 자신도 모르게 체서피크 만 해역에 삼중수소를 방출했다. SM-1의 계측기는 고체 상태의 장치와 사용된 진공관의 개발을 사전날짜로 했다.
SL-1
아이다호 주 NRTS
  • SL-1: 끓는수로, 전기 200 kW, 난방용 400 kW, 아이다호주 국립 원자로 시험소. 초기임계 1958년 8월 11일. SL-1은 Argonne National Laboratory가 설계한 것으로 비등수형 원자로 운영, 성능 특성 개발, 군 승무원 양성, 시험 부품 등을 위한 것이다. 연소엔지니어링은 AEC로부터 SL-1 운영 계약을 따냈고, 차례로 육군 군 운영진들을 고용해 공장을 계속 운영하게 했다. 이 BWR은 특별히 DEE 회선 스테이션에 전력을 공급하도록 설계되었다.
1961년 1월 3일, 휴일에 11일 동안 원자로가 정지된 후 재가동 준비를 하고 있었다. 유지 관리 절차가 진행 중이었으며, 이 절차는 주 중앙 제어 로드를 구동 메커니즘에 다시 연결하기 위해 몇 인치를 수동으로 인출해야 했다. 오후 9시 1분에 이 로드가 갑자기 너무 멀리 떨어져서 SL-1이 즉시 임계 상태에 이르게 했다. 4밀리초 안에, 그 결과로 생긴 엄청난 전력 급증에 의해 생성된 열은 코어를 둘러싼 물이 폭발적으로 증발하기 시작하게 했다. 수증기로 인해 압력파가 원자로용기 상단을 강타하여 용기의 상단에서 물과 증기가 분사되었다. 이 극단적인 형태의 워터 해머는 제어봉, 실드 플러그, 그리고 전체 원자로 용기의 위쪽을 향해 나아간다. 이후 조사 결과 2만6000파운드(1만2000kg)급 선박은 원래 위치에 안착하기 전에 9피트 1인치(2.77m)나 뛰어올랐고 상부 제어봉 구동장치가 원자로건물 천장에 부딪힌 것으로 결론 내렸다.[8] 물과 증기가 뿜어져 나와 작업자 2명이 바닥에 쓰러졌고, 1명이 숨지고 1명이 크게 다쳤다. 원자로 용기 위에 있는 방패 플러그 중 하나가 세 번째 남자를 사타구니를 통해 관통시킨 뒤 어깨에서 빠져나와 천장에 핀으로 고정시켰다.[9] 희생자들은 육군 전문가인 존 A였다. 번스(27세)와 리처드 레로이 맥킨리(22세), 네이비 시베건설 일렉트릭(CE1) 일렉트릭 클래스(CE1) 리처드 C. 레그(26세).[10][11]
이후 번스(원자로 조작자)가 봉을 들어 소풍을 일으켰고, 레그(교대 감독자)가 원자로 용기 위에 서 있다가 압착돼 천장에 고정됐고, 인근에 서 있던 훈련병 맥킨리는 구조대에 의해 생포된 채 발견됐다.[9] 세 남자는 모두 신체적 외상으로 인한 상처에 굴복했다; 핵 여행에서 방출된 방사능은 그 남자들에게 생존의 기회를 주지 않았을 것이다.
이는 원자로를 파괴한 미국 원자력 발전소에서 발생한 유일한 치명적인 사건이었다. 이 사건은 미래의 설계가 단일 막대를 제거함으로써 노심이 임계로 가는 것을 막았기 때문에 상업력 개발에서 중요했다.
PM-2A
캠프 센츄리, 그린란드
  • PM-2A: 2MW 전기 및 난방. 그린란드의 캠프 센츄리.[12] 초기임계 1960년 10월 3일. 최초의 "휴대용" 원자력 발전소. 그린란드로 부품을 가져와 조립, 작동, 분해, 미국으로 다시 운송되었다.[13] 캠프 센츄리 PM-2A는 미국 기관차 회사가 북극의 외딴 곳에 조립된 부품으로부터 원전을 조립할 수 있는 능력을 입증하기 위해 고안한 것이다. PM-2A는 93%의 우라늄-235 농축으로 운영됐다.[14] 그것은 3년 동안 성공적으로 캠프 센츄리에 전력을 공급했다. 압력 용기는 탄소강 내 중성자 부서짐 조사에도 사용되었다. 이 공장은 1963-1964년에 폐쇄되었다. 그러나 이 원자로의 성공에도 불구하고, 빙충 프로젝트는 결코 야전되지 않았고 캠프 센츄리지는 나중에 포기되었다.
  • ML-1: 첫 번째 폐쇄 사이클 가스 터빈 초기 임계치는 1961년 3월 30일이었다. 300kW용으로 설계되었지만 140kW에 그쳤다. 몇 백 시간 동안만 테스트할 수 있다. ML-1은 Aerojet General Corporation이 군용 세미트레일러, 철도 플랫카, 바지선으로 운송이 가능한 통합형 원자로 패키지를 시험하기 위해 설계했다. 이 원자로는 1965년에 폐쇄되었다.
PM-1 원자력 발전소, 선댄스 공군 기지
  • PM-1: 1.25 MW 전기, 그리고 난방. 와이오밍주 선댄스 공군기지. 공군이 소유한 이 가압수형 원자로는 레이더 기지에 전력을 공급하기 위해 사용되었다. 초기 임계치는 1962년 2월 25일이었다. PM-1은 마틴사가 설계해 북미방공사령부(NORAD)의 731 레이더 편대에 전력을 공급했다. 이 공장은 1968년에 폐쇄되었다. PM-1은 93%의 우라늄-235 농축으로 운영됐다.[15]
PM-3A
남극 맥머도 역
  • PM-3A: 1.75 MW 전기, 난방 및 탈염화. 남극 맥머도 역.[16] 해군 소유지. 1962년 3월 3일 초임계 1972년 해체 남극 맥머도 사운드에 위치한 PM-3A는 마틴 컴퍼니가 맥머도 사운드의 해군 항공 시설에 전력과 증기 난방을 제공하기 위해 설계했다. PM-3A는 93%의 우라늄-235 농축으로 운영됐다.
    PM-3A(Portable, Medium Power, 3세대)는 남극의 맥머도 기지에 전력을 공급하기 위해 설치된 발전소였다. 1970~1971년, 세계 기록적인 파워 런을 달성했다. 그것은 고체 상태의 장비를 사용한 최초의 해안 기반 발전소 중 하나였다. PM-3A는 육군이 운용하지 않고 미 해군의 해안 기반 전력 사단인 NAVFAC(Naval Facilities Engineering Command) 산하였다. 인원의 대다수가 해군이었지만, PM-3A는 3군 주둔이었다. 1970년부터 71년까지, 육군 중사 한 명과 공군 중사 한 명이 승무원과 함께 주둔했다. 그 식물은 글리콜을 실행하는 콘덴서와 팬 유닛으로 공랭식으로 냉각되었다. 폐열은 진공 플래시 증류를 이용한 담수화에도 사용되었다. 그 원자로는 땅에 묻힌 탱크 안에 있었다.
    그 발전소는 화재와 냉각제 누출을 포함한 많은 문제들로 고통 받았다. 1972년 9월에 폐쇄되었다.[17][18] 해체 후, 그 발전소는 산산조각이 나 미국으로 옮겨져 매장되었다. 탱크를 둘러싼 토양은 방사능이 되어 버려서 캘리포니아주 휴에네 해군기지로도 운반되어 아스팔트 포장도로에 편입되었다.
SM-1A
알래스카 주, Ft. 그릴리
  • SM-1A: 2 MW 전기, 그리고 난방. 알래스카 포트 그릴리 1962년 3월 13일 초심. Ft의 SM-1A. 알래스카의 그릴리는 ALCO Products에 의해 설계되었으며 육군 원자력 발전 프로그램 하에서 개발된 최초의 야전 시설이었다. 이 부지는 북극의 외진 곳에 건설 방법을 개발하기 위해 선정되었다. 이 공장은 1972년에 폐쇄되었다. SM-1A는 93%의 우라늄-235 농축으로 운영됐다.
MH-1A
파워 바지선 스터지스, 건스턴 코브, Ft. 벨부아르.
MH-1A 제어실 시뮬레이터
  • MH-1A: 10 MW 전기, 그리고 인접 기지에 대한 담수 공급. 스터지스에 탑재되어 리버티 배에서 개조된 바지선(추진장치 없음)을 파나마 운하 구역에 계류했다. Ft에서의 초기 중요도. 1967년 1월 24일, Belvoir (Gunston Cove, Potomac River에서 떨어진 군스톤 코브에 있음), 8개 공장 중 영구적으로 가동을 중단한 것은 이번이 마지막이었다. MH-1A는 마틴 마리에타 사에 의해 설계되었다. 1968년부터 1977년까지 파나마 운하의 가툰 호수에 계류되어 있다가 FT로 다시 견인되었다. 벨부아르 해체를 위해 1978년 예상 SAFSTOR 50년 동안 제임스 리버 예비 함대로 이동했다. 이 원자로는 4~7% 범위에서 저농축우라늄(LEU)을 사용했다. MH-1A는 정교한 아날로그 컴퓨터 구동 시뮬레이터를 USAERG, Ft. Belvoir 훈련부에 설치했다. MH-1A 시뮬레이터는 1980년대 초 멤피스주립대 핵문제연구센터가 입수했지만 복구되거나 운영서비스로 복귀한 적이 없다. 해체는 2019년 3월 완료됐다.[19]
  • MM-1: 2.5 MW 전기, 개념화되었지만 구축되지 않음. "군사용 소형 원자로"로 착상되었다. 트럭에 장착된 액체 금속 냉각 원자로, 시동 및 정지 시간이 단축되었다. 작업자를 방사선으로부터 보호하기 위해 접지 또는 제외 구역의 차폐가 필요하지 않음. 원자로 노심에는 800만 파운드 이상의 가솔린에 해당하는 에너지가 포함되어 있다. 전력 밀도가 더 높을 것으로 예상됨; 발전소가 처음으로 갖는 전력 출력은 동등한 출력의 디젤 발전기보다 무게가 덜 나갈 것이다. 당초 전력 기지와 야전 운영이 목적이었던 반면, 이 프로그램은 합성 연료의 생산을 조사하기 위해 육군의 "에너지 저장고 개념"으로 전환되었다. 원자로와 관련 트레일러는 탱크, 트럭, 장갑차, 항공기를 위한 액체 연료를 생산하고 취약한 석유 물류 공급망을 대폭 감소시킬 것이다. 관련 트레일러는 화학적 변환 과정을 사용하여 공기와 물(수소, 산소, 질소 및 탄소)에서 보편적으로 발견되는 원소를 사용하여 원자로의 폐열에너지를 유용한 연료로 변환하여 메탄올, 액체 수소 및/또는 암모니아를 잠재적으로 발생시킬 수 있다.

코드 키:

  • 첫 번째 문자: S – 고정, M – 모바일, P – 휴대용.
  • 두 번째 문자: H – 고출력, M – 중출력, L – 저출력.
  • 숫자: 시퀀스 번호.
  • 세 번째 문자: A는 필드 설치를 나타낸다.

구축된 8개 중 6개는 장기간 운용상 유용한 전력을 생산했다. 많은 설계는 미국 해군 원자로에 근거한 것으로 입증된 소형 원자로 설계였다.[citation needed]

타임라인

SM-1
SM-1A
SL-1
PM-1
PM-2A
PM-3A
MH-1A
ML-1
│
1954
│
1955
│
1956
│
1957
│
1958
│
1959
│
1960
│
1961
│
1962
│
1963
│
1964
│
1965
│
1966
│
1967
│
1968
│
1969
│
1970
│
1971
│
1972
│
1973
│
1974
│
1975
종료 시 초기 중요도(대략)

유의미한 성과

이 목록에 대한 참조로는 실험계획법 문서,[7][6] 수이드 북 및 브리핑 북이 있다.[4]

  • 가압 및 비등수 원자로와 기체 냉각 및 액체금속 냉각 원자로에 대한 상세 설계.
  • 원자로 건물 구조(SM-1)가 설치된 제1 원자력 발전소
  • 연료소자 피복재용 스테인리스강 최초 사용(SM-1)
  • 상업용 그리드에 전력을 공급하는 미국 최초의 원자력 발전소(SM-1)
  • 미국에서 핵 열원을 사용한 최초의 내부 원자로 용기 어닐링(Analing)
  • 미국 내 첫 증기발생기 교체(SM-1A)
  • 첫 번째 압력 억제 장치(SM-1A)
  • 제1차 운전비등수로 발전소(SL-1)
  • 최초의 이동식, 사전 포장된 모듈식 원자력 발전소 설치, 운영 및 제거(PM-2A)
  • 탈염화를 위한 원자력의 최초 사용(PM-3A)
  • 최초의 육상 이송형 이동식 원전(ML-1)
  • 최초의 원자력 폐쇄 루프(Brayton) 가스 터빈 사이클(ML-1)
  • 첫 번째 부유식(배지 장착형) 원자력 발전소(MH-1A)

원자력발전소 운영자 교육

원자력발전소 운영자 과정(NPPOC)은 ft에서 진행됐다. 벨부아르. 이 프로그램의 지원자들은 훈련을 마친 후 최소 2년 동안 복무를 해야 하는 사병들이었다. NPPOC의 입학 요건에는 최소한 장교후보학교 입학에 필요한 점수만큼 엄격한 적성검사 점수가 포함되었다.[20] 1958년부터 1977년까지 1,000명 이상의 원자력 발전소 운영자들이 면허를 받았다. NPPOC는 치열하고 학문적으로 도전적인 1년간의 과정이었다.[21]

참고 항목

참조

  1. ^ Pfeffer, Robert A; Macon, William A (September–October 2001). "Nuclear Power: An Option for the Army's Future". Army Logistician. 33 (5). Archived from the original on 2009-02-05. Retrieved 2017-09-18.
  2. ^ Trakimavičius, Lukas. "Is Small Really Beautiful?The Future Role of Small Modular Nuclear Reactors (SMRs) In The Military" (PDF). NATO Energy Security Centre of Excellence. Retrieved 2020-12-05.
  3. ^ COL 폴 E. Roege - 원자력 에너지가 군사 에너지 포트폴리오의 중대한 격차를 메울 수 있는가? @ TACE3 - 유튜브
  4. ^ Jump up to: a b c d e 육군 원자력 발전 프로그램: 과거, 현재, 미래. 1969년 2월 10-11일 육군 과학 자문단의 애드혹 연구 그룹에 작성 및 제시된 브리핑 문서
  5. ^ Pfeffer, Macon, 원자력: 육군 미래 옵션, 육군 로지스틱스, PB 700-01-5, Vol 33, 이슈 5, 9월/2001년 1월 30일 웨이백머신에 보관된 [1] 2009-02-05에서 검색됨
  6. ^ Jump up to: a b 수이드, L. H. 육군 원자력 발전 프로그램: 지원 기관의 진화, 그린우드, ISBN 978-0-313-27226-4
  7. ^ Jump up to: a b Office of the Deputy Administrator for Defense Programs (January 2001), Highly Enriched Uranium: Striking A Balance - A Historical Report On The United States Highly Enriched Uranium Production, Acquisition, And Utilization Activities From 1945 Through September 30, 1996 (Revision 1 (Redacted For Public Release) ed.), U.S. Department of Energy, National Nuclear Security Administration, retrieved 2009-06-13
  8. ^ Stacy, Susan M. (2000). Proving the Principle - A History of The Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, 1949-1999 (PDF). U.S. Department of Energy, Idaho Operations Office. ISBN 0-16-059185-6. Archived from the original (PDF) on 2011-08-07. 15장.
  9. ^ Jump up to: a b Tucker, Arthur; Tucker, Sharon (1988). "Catnip and the catnip response". Economic Botany. 42 (2): 214–231. doi:10.1007/BF02858923.
  10. ^ "Nuclear Experts Probe Fatal Reactor Explosion". Times Daily. January 5, 1961. Retrieved July 30, 2010.
  11. ^ "Richard Legg" (JPEG). Find A Grave. 14 May 2011. Retrieved 5 March 2013.
  12. ^ "PM-2A Nuclear Plant Sets Continuous Power Record" (PDF). Army Research and Development Magazine. Headquarters, Department of the Army. 4, No.4 (April 1963): 26. 1963. Retrieved September 30, 2013.
  13. ^ PM-2A
  14. ^ 원자력에너지, 제9권, 제4호 - 스프링
  15. ^ [2] PM-1(SUNDANGE)의 특성
  16. ^ 남극 환경 인식 페이지
  17. ^ "PM-3A Design and Construction". Adams Atomic Engines, Inc. Oct 1996. Archived from the original on 2 December 1998. Retrieved 2 January 2020.
  18. ^ Spindler, Bill. "The Antarctic Environmental Awareness Pages". Amundsen-Scott South Pole Station. Retrieved 2 January 2020.
  19. ^ "Floating Nuclear Plant Sturgis Dismantled". The Maritime Executive. 16 March 2019. Retrieved 9 March 2021.
  20. ^ 수이드, 페이지 36
  21. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-01-09. Retrieved 2009-02-26.CS1 maint: 제목으로 보관된 복사본(링크)

외부 링크