Zero Power Physics Reactor

Nollkraftsfysikreaktorn.

Zero Power Physics Reactor eller ZPPR (ursprungligen kallad Zero Power Plutonium Reactor ) var en kritisk anläggning av delad tabelltyp belägen vid Idaho National Laboratory, Idaho, USA. Den designades för att studera fysiken hos kraftförädlarsystem och kunde simulera snabba reaktorhärdssammansättningar som är karakteristiska för 300-500 MWe demonstrationsanläggningar och 1000 MWe kommersiella anläggningar.

ZPPR körde endast på extremt låg effekt, för att testa kärnreaktorkonstruktioner. ZPPR drevs som en kritisk anläggning från 18 april 1969 till 1990.

Bakgrund

United States Atomic Energy Commission var engagerad i att finansiera och styra forskning och utveckling i kärnkraftsreaktorer som en potentiell långsiktig energikälla. Att bygga en kritisk mockup med låg effekt av en kärnkraft är en vanlig praxis innan man bygger ett kärnkraftverk i full storlek av någon ny design, särskilt i stället för osäkra kärnkraftsdata .

Detta visar ZPPR som utformats i 1964 års AEC-rapporter.

1964 skiftade utvecklingsfokus från små experimentella reaktorer till stora kraftgenererande uppfödningsreaktorer. De befintliga kritiska anläggningarna (t.ex. ZPR-3, ZPR-6 och ZPR-9) var för små och oskyddade för att hantera storleken på plutonium som behövs för att simulera kärnan i en kraftuppfödare. Specifikt kunde ZPR-3 hantera snabba reaktorplutoniumexperiment endast upp till en härdvolym på 600 liter, medan ZPPR designades för att simulera system med härdvolymer upp till 5000 liter. En plutoniuminventering på 3000 kg planerades.

Den här bilden, tagen i augusti 1967, före uppförandet av reservinneslutningsstrukturen, visar nätverket av 80 kablar som stödjer sand- och grustaket över ZPPR-reaktorcellen

Design och konstruktion

Designgrundolyckan (DBA) beräknad för att illustrera inneslutningsstrukturens förmåga inkluderade en reaktivitetsinsättningshastighet på 20 cent/sekund med fullständigt fel på alla säkerhetsanordningar. I detta osannolika scenario skulle 40 kg plutonium ha förångats, och natriumet skulle ha kokat och förbränt med luft. De associerade toxicitetsproblemen med denna DBA gjorde det nödvändigt att inkludera cellens grus-sandtak och HEPA-filter i reservinneslutningsstrukturen.

I november 1964 tilldelades Mason & Hanger-Silas Mason Co ett kontrakt på 3 miljoner dollar för att påbörja byggandet av anläggningen med början i slutet av 1965.

Kärntekniker fyller på bränsle i ZPPR. (HD.6B.163)

Drift och tester

Tjugoen stora experimentella kampanjer utfördes i ZPPR-anläggningen mellan mars 1969 och september 1990. Varje kampanj betecknades med ett nummer, från ZPPR-1 till ZPPR-21, inklusive underbeteckningar för individuella laddningar inom varje kampanj. De olika experimenten stödde bland annat Fast Flux Test Facility , Clinch River Breeder Reactor Project och Integral snabbreaktorprogrammen .

Kärnladdningar som användes i de första 13 ZPPR-kampanjerna

Arv och nuvarande användning

Data som samlats in vid ZPPR har använts regelbundet av kärnreaktorkonstruktörer som ett sätt att validera datorsimuleringar. Till exempel, 2020 Versatile Test Reactor ZPPR-15 för att validera kärnkraftsberäkningar.

År 2020 började National Reactor Innovation Center utveckla två reaktordemonstrationstestbäddar vid Idaho National Laboratory , inklusive en i ZPPR-cellen, nu känd som ZPPR Test bed (ZTB).

Citat

Externa länkar

In Search of a Critical Moment — En film från 1970 om ZPPR