노스캐롤라이나 주립 대학교 원자로 프로그램

North Carolina State University reactor program
풀스타
NCSU R1.jpg
건설 중인 R-1 원자로 그림
운영 기관노스캐롤라이나 주립 대학교
위치노스캐롤라이나 주
유형수영장
힘1 MW(열)
구축 및 유지 보수
건축비150만 달러
건설 시작1969년 6월 1일
최우선 사항1972년 1월 1일
직원7
연산자3
기술사양
최대 열유속1.1e13 n/cm^2-s
연료 종류U02 펠릿, 핀 격자
냉각n/cm^2-s
중성자 감속재경수
중성자 반사기흑연, 베릴륨
제어봉4 로드
클래딩 재료지르코늄 합금
출처:2002-09-04 IAEA 원자로 데이터베이스 데이터

North Carolina State University는 1950년에 미국 최초의 대학 기반 원자로 프로그램과 원자력 공학 커리큘럼을 설립했습니다.이 프로그램은 21세기 초에 계속된다.그 해에 NC 주립 대학 관리자들은 원자로 건설과 대학 핵 공학 [2]프로그램 설립을 승인했다.첫 번째 연구용 원자로는 [3]1953년에 완성되었고 1957년과 1960년에 확장되었다(R-1, R-2, R-3으로 불림).그것은 1973년에 PULSTAR 원자로에 자리를 내주기 위해 비활성화되었다.그 오래된 원자로는 해체되었다.

PULSTAR는 훈련과 연구를 포함한 다양한 목적으로 사용됩니다.이 원자로는 NCSU 메인 캠퍼스의 벌링턴 엔지니어링 연구소에 위치해 있다.이 시설은 첫 번째 원자로를 수용하기 위해 건설되었다가 PULSTAR가 건설되었을 때 확장되고 이름이 바뀌었다.현재의 원자로는 건설된 두 개의 PULSTAR 원자로 중 하나이며, 아직 가동 중인 유일한 원자로이다.또 다른 원자로는 버팔로의 뉴욕 주립대학에 있는 2MW 원자로였다.그것은 1964년에 중대해졌고 [4]1994년에 해체되었다.

현재의 원자로 운전

NC주립 풀스타 원자로의 "관측실"

PULSTAR 원자로는 메인 캠퍼스의 Engineering Row를 따라 Mann Hall, Daniels, Polk Hall 및 공원으로 둘러싸여 있습니다.원자로는 전용 건물을 가지고 있으며 하나의 냉각탑을 사용한다; 원자로가 고출력일 때 수증기를 방출한다.이 건물은 격납건물은 아니지만 방사성 물질의 방출을 막기 위해 음압을 유지한다.원자로는 자연순환시 최대 100 kW의 출력 또는 [4]펌프를 이용하여 1 MW(MW)까지 운전할 수 있다.

이 원자로는 학생들에게 실습과 훈련을 제공함으로써 학과 커리큘럼을 풍부하게 한다.2002년에는 학부생 72명, 석사생 15명, 박사생 [5]22명으로 모두 원자로를 이용하고 있다.또한 34개 원자력공학 외부의 연구진이 원자로와 관련 [6]시설을 사용한다.

원자로의 주요 연구 목적은 중성자 활성화 분석과 같은 활동을 위한 중성자 선원을 제공하는 것이다.예를 들어, 코발트-60 조사기는 많은 부서에서 생물학적 샘플을 멸균하기 위해 사용됩니다.또한 원자력 유틸리티 운영자와 엔지니어, DOE 인턴, 주 및 지역 방사선 방호 담당자를 [6]위한 전문 교육에도 사용된다.

이 원자로는 원자로의 연료 성능을 복제하는 데 매우 적합하다.노심은 상업용 원자력 [7]발전소에서 사용되는 것과 매우 유사하도록 설계된 저농축 우라늄 핀으로 구성되어 있다.5개의 빔 포트가 원자로 노심에 인접해 있습니다.이 원자로는 노심 가장자리 부근에서 피크가 발생하므로 중성자속이 많이 필요한 실험에 적합하다.2007년 9월,[8] 학생, 교직원, 스탭이 세계에서 가장 강력한 양전자 빔을 생산했습니다.

PULSTAR 원자로는 공공시설로 사전 통보와 허가를 받아 자주 견학할 수 있다.

2010년 11월, PULSTAR 원자로는 요르단 과학기술 대학(JUST)[9][10]의 원자력 공학과와 연결되었다.

사고

수영장에서 누수가 발견되었고, 이후 2011년 7월 2일 원자로가 폐쇄되었다.누출 속도는 시간당 10 US 갤런(11 l/ks)으로 알려져 있습니다(15,600 US 갤런 풀(59,000 l) 중). 이는 규제기관에 공식적으로 보고하도록 의무화된 시간당 350 US 갤런(370 l/ks)보다 훨씬 낮은 수치입니다.누출은 "핀홀" 크기로 알려져 있으며 이를 [11]감지하려면 특수 장비가 필요했다.누출이 발견되고 수리된 후 기술자들은 원자로를 정상 운전으로 되돌렸다.

초기 역사

첫 번째 원자로는 당시 벌링턴 핵 연구소라고 불리는 1층 건물의 일부였고 현재는 벌링턴 공학 연구소의 오래된 건물로 언급되고 있으며, 이 건물은 원자로 만을 둘러싸고 교실이 있다.그 오래된 건물은 여전히 다양한 새로운 프로젝트를 수용하는 원자로 만과 함께 사용되고 있다.원자로 자체가 완전히 해체되어 밖으로 옮겨졌다.

R-1

1949년, 클리포드 K 박사.벡은 오크리지 국립연구소에서 NCSU를 원자로를 운영하는 최초의 학술기관으로 만들 계획으로 교수진에 합류했다.

학원의 첫 원자로는 건설이 시작된 지 약 4년 후인 1953년 9월 5일 임계 상태가 되었다.이 원자로는 최초의 대학 연구용 원자로였기 때문에 R-1로 불렸다.그것은 고농축 황산우라닐을 연료로 사용한 10kW의 균질 원자로였다.단기간 운행했지만 연료 누출로 이어지는 부식 문제로 가동이 중단됐다.AP통신의 과학 편집자인 하워드 블레이크슬리는 이 원자로의 공공성 때문에 이 원자로를 '원자 최초의 사원'이라고 불렀다.

1954년 벌링턴 원자력 연구소의 건설은 AEC와 벌링턴 밀스의 자금으로 시작되었다.이 건물의 목적은 R-1의 후계자를 수용하는 것이었다.또한 1954년에 원자력 공학 분야의 첫 두 개의 박사학위가 [12]발표되었다.

1955년, 레이먼드 L. 박사. Oak Ridge National Laboratory의 또 다른 신병인 Murray는 교수진에 합류했고, 그는 후에 가장 오래 근무한 [7]부서장이 되었다.

R-3

1956년에 R-3라고 불리는 이종 원자로를 건설하는 작업이 시작되었다.이 설계는 벌링턴 원자력 연구소의 원자로 판형 연료를 사용하기 위한 것이었다.이 원자로는 최대출력 100kW로 가동되었다.

1950년대 후반, 레이몬드 L. 박사.머레이는 응용물리학부장이 되어 원자력 공학 교육 프로그램의 시작에 지도력을 제공하기도 했습니다.그 결정은 국내 최초의 원자력 공학 학사 학위를 제공하기 위해 내려졌다.1956년 클리포드 벡은 워싱턴에 있는 원자력 위원회의 자리를 수락하기 위해 프로그램을 떠났다.Raymonds와 Harold Lammonds 교수는 핵 프로그램의 감독을 맡았다.

1962년과 1964년 사이에 R-3 원자로의 차폐는 더 높은 출력 수준에서 운전할 수 있도록 확장되었고, 이 개선된 원자로는 1963년에 운영을 시작하여 250 kW의 정상 상태 출력 수준에서 운전하기 시작했다.이 원자로는 원자력 공학 교육 프로그램의 주요 부분이 되었고 방사성 동위원소 생산과 중성자 활성화 분석에서 일부 서비스를 제공하기 시작했다.

1963년 Raymond Murray는 응용물리학 부장을 사임하고 원자력 공학 부장이 되었습니다.이 결정과 동시에 원자력공학부는 응용물리학부에서 공학부로 이전되었고, 그 후 학장인 랄프 E. 파둠 박사가 이사장을 맡았다.

1960년대 후반과 1970년대 초반 공군과 육군은 자격 있는 학생들을 이 프로그램에 보내 석사 학위를 따고 나중에 그들 조직의 핵 프로그램을 담당하게 하기 시작했다.70년대 NESEP 프로그램은 우수한 자격을 갖춘 사병들을 핵 프로그램에 끌어들여 학부 학위를 따게 했고, 많은 외국인들은 BS, MS 또는 박사 학위를 취득한 후 각자의 [7]나라로 돌아가게 했다.

정지할 때까지 원자로는 총 2메가와트 가동을 달성했다.[13]

PULSTAR 건설 후 이력

원자로 풀장 아래를 내려다보기

핵공학 내부의 논의는 교육과 연구를 위해 R-3 원자로를 업그레이드하거나 완전히 새로운 원자로로 대체하기 위해 원자로를 폐쇄하는 선택을 다루었다.마틴 웰트 박사는 후자의 관점을 옹호했고, 이 직책은 학과에 의해 채택되었다.

벌링턴 연구소에 새로운 3층 건물이 추가되었다(새로운 건물로 알려져 있다.그 건물과 옛 건물 사이에는 원자로 건물이 건설되었고, 하역장과 옛 건물과 새 건물을 연결하는 통로가 함께 건설되었다.이 원자로 건물에는 AMF에 의해 제조되고 "펄스타" 원자로로 알려진 1MW 풀 원자로가 수용되어 있었다.그것은 안전하게 매우 신속하게 임계값이 되고 매우 짧은 방사선의 펄스를 생성할 수 있는 맥박 능력에서 이름을 얻었다.이 원자로는 1972년 8월 25일 이전 [14]시리즈를 대체하여 가동되기 시작했다.초기 비용은 150만 US$로 보고되었다.

1980년대에 Prompt Gamma 시설과 중성자 방사선 촬영 시설이 추가되었다.즉석 감마 시설은 중성자 포획 즉시 특성 신호를 방출하는 요소의 분석을 수행한다.중성자 방사선 촬영 시설은 X선과 [15]전자의 상호작용과 비교하여 중성자와 핵의 상호작용에서 근본적인 차이에 대한 이미징 기능을 제공한다.

1997년 원자력규제위원회는 20년 면허 [16]연장을 승인했다.

풀스타 원자로는 현재 법정 최고 출력인 1MW로 가동 중이다.향후 최대 2MW까지 이동할 계획이다.준비가 끝났고 그들이 기다리는 것은 승인뿐입니다.2MW로 이동하면 더 많은 방사선과 전력으로 더 많은 연구를 수행할 수 있습니다.

시설.

중성자 이미징 설비

중성자 방사선 촬영은 재료 또는 성분의 내부 평가를 위한 강력한 비파괴 이미징 기술입니다.방사선 촬영 대상 물체에 의한 중성자 빔의 감쇠와 감쇠 과정(이미지로서의)의 디지털 또는 필름에 대한 등록이 포함됩니다.중성자 방사선 촬영은 원칙적으로 X선 방사선 촬영과 유사하며 제공되는 정보의 성질을 보완한다.그러나 X선과 중성자와 물질의 상호작용은 근본적으로 달라 중성자를 사용하는 많은 고유한 애플리케이션의 기초를 형성한다.X선이 원자의 핵을 둘러싸고 있는 전자 구름과 상호작용하는 반면, 중성자는 핵 자체와 상호작용합니다.자세한 내용은 중성자 방사선을 참조한다.

초저온 중성자원

UCNS(Ultra Cold Neutron Source)는 원자로에서 생성된 중성자를 메탄과 다른 물질의 챔버에서 감속시켜 DO 탱크에 보관한다2.이 추가는 기본적으로 이 연구를 위해 반응과 인접한 빔 포트에서 중성자를 탭하는 것이다.

레퍼런스

  1. ^ "R-1 원자로", 대학 기록 보관소
  2. ^ "Nuclear engineering program approved (1950)". Historical State: History in Red and White. NCSU Special Collections Research Center. Retrieved 11 January 2012.
  3. ^ "Nuclear reactor goes into operation (9/5/1953)". Historical State: History in Red and White. NCSU Libraries Special Collections Research Center. Retrieved 11 January 2012.
  4. ^ a b IAEA 원자로 데이터베이스: CS1 유지관리: 제목으로 보관된 복사본(링크), 2002-09-04년 데이터
  5. ^ "Department of Physics".
  6. ^ a b Binney, S.E.; S.R. Reese; D.S. Pratt (February 22, 2000). "University Research Reactors: Contributing to the National Scientific and Engineering Infrastructure from 1953 to 2000 and Beyond". National Organization of Test, Research and Training Reactors. Archived from the original on July 1, 2007. Retrieved 2007-04-07.
  7. ^ a b c Kosmerick, Todd. "NCSU Nuclear Engineering Department Milestones" (PDF). Retrieved 2007-04-07.
  8. ^ Dave Pond, NCSU, Innovation-Discovery, 2007년 10월
  9. ^ "Jordan inaugurates Internet Reactor Laboratory". Ammonnews. 1 November 2010. Retrieved 22 April 2013.
  10. ^ "University of Science and Technology Launches a nuclear reactor laboratory via the Internet". Almadenah news. 1 November 2010. Retrieved 22 April 2013.
  11. ^ NBC 17 staff (7 July 2011). "NCSU discovers leak in its nuclear reactor". NBC 17. Retrieved 15 July 2011.
  12. ^ 주 원자력 산업 – 노스캐롤라이나 주 웨이백 머신에서 2008-10-24년 아카이브 완료
  13. ^ www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/D446_web/6_DD_Table.pdf
  14. ^ "Noah's Ark: Non-Power Reactors in America". Retrieved 22 April 2013.
  15. ^ 원자로 프로그램
  16. ^ "Reactor Given 20-year Relicensing". 27 June 1997. Retrieved 22 April 2013.

외부 링크