Pakistański atomowy reaktor badawczy

Pakistański atomowy reaktor badawczy
PARR-I jest podobny do reaktora jądrowego Pulstar Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej
Lokalizacja pakistańskiego atomowego reaktora badawczego
Instytucja operacyjna	Pakistański Instytut Nauki i Technologii Jądrowej (PINSTECH)
Lokalizacja	Nilore, Islamabad , Pakistan
Współrzędne
Typ	Reaktor z otwartym basenem Materiały Reaktor testowy Miniaturowy reaktor ze źródłem neutronów (MNSR) Reaktor SLOWPOKE
Moc	10 MW (PARR-I) 30 kW (PARR-II)
Budowa i utrzymanie
Koszt budowy	Nieznany
Rozpoczęła się budowa	8 lipca 1965 ( 08.07.1965 )
Czas na budowę	5 miesięcy
Pierwsza krytyczność	21 grudnia 1965 ( 1965-12-21 )
Data wyłączenia	Nie dotyczy
Data likwidacji	Nie dotyczy
Personel	Sklasyfikowany
Operatorzy	Sklasyfikowany
Częstotliwość tankowania	Nie dotyczy
Specyfikacja techniczna
Maksymalny strumień termiczny	1,05E+13 n/cm^2-s
Maksymalny szybki strumień	1,70E+14 n/cm^2-s
Chłodzenie	lekka woda
Moderator neutronów	lekka woda
Odbłyśnik neutronów	ciężka woda, grafit , beryl
Pręty sterujące	8 prętów
Materiał okładziny	Stop aluminium

Pakistan Atomic Research Reactor lub ( PARR ) to dwa jądrowe reaktory badawcze i dwa inne eksperymentalne źródła neutronów zlokalizowane w laboratorium PINSTECH w Nilore w Islamabadzie w Pakistanie.

Ponadto istnieje również zakład przerobu, zwany New Labs, zajmujący się badaniami i produkcją broni jądrowej.

Pierwszy reaktor jądrowy został dostarczony i zbudowany finansowo przez rząd Stanów Zjednoczonych Ameryki w połowie lat sześćdziesiątych. Drugi reaktor i zakład utylizacji zostały zbudowane i dostarczone przez Pakistańską Komisję Energii Atomowej (PAEC) odpowiednio w latach 70. i 80. XX wieku. Nadzorowane przez Stany Zjednoczone i Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (MAEA) pierwsze dwa reaktory podlegają zabezpieczeniom MAEA i jej kontrolom.

Historia reaktorów PARR

Zobacz też: Pakistański Instytut Nauki i Technologii Jądrowej

Reaktor PARR-I został dostarczony przez rząd Stanów Zjednoczonych w 1965 roku w ramach programu Atoms for Peace . Instytut PINSTECH został zaprojektowany przez amerykańskiego architekta Edwarda Durrella Stone'a , kiedy znani pakistańscy naukowcy , Abdus Salam i Ishrat Hussain Usmani, podróżowali do Stanów Zjednoczonych Ameryki na początku lat 60. Pierwszy reaktor dostarczyła firma American Machine and Foundry jako jej wykonawcy, a pierwszy reaktor zbudował amerykański inżynier nuklearny Peter Karter .

W pierwszym etapie zakończono budowę reaktora i obiekty pomocnicze, a reaktor stał się krytyczny 21 grudnia 1965 r. Drugi etap, składający się z różnych laboratoriów, warsztatów, biblioteki i audytorium, został oddany do użytku w 1974 r. Obiekt został ostatnio zmodernizowany przez przewodniczącego PAEC i znany naukowiec nuklearny , pan Munir Ahmad Khan w 1989 roku.

Reaktor PARR-I

PARR-I Reactor był pierwszym reaktorem dostarczonym przez American Machine and Foundry. Peter Karter osobiście nadzorował budowę reaktora. PARR-I to typu basenowego i reaktora testowego materiałów (MTR). Pierwotnie oparte na paliwie zaprojektowanym do wykorzystania wysoko wzbogaconego uranu (HEU), paliwo HEU wykorzystuje około 93% wzbogaconego w ²³⁵ U przy poziomie mocy 5 MW . Pierwszy reaktor osiągnął stan krytyczny 21 grudnia 1965 r. Pod nadzorem Hafeez Qureshi , dr MN Qazi, Naeem Ahmad Khan i Saleem Rana.

Pełną moc Reaktor PARR-I osiągnął 22 czerwca 1966 roku. W PARR-I przyjęcie bezpiecznych dostaw świeżego paliwa HEU jest praktycznie niemożliwe. Jednak, aby zapewnić ciągłość paliwa jądrowego , PARR-I został przekształcony w ~ 20% uran niskowzbogacony (LEU) z ²³⁵ U w październiku 1991 r. Program konwersji paliwa jądrowego był prowadzony przez przewodniczącego PAEC, pana Munira Ahmada Khana . Reaktor został również zmodernizowany z poziomu mocy 5 MW do 10 MW.

Program został zrealizowany w celu sprostania wymaganiom wyższych strumieni neutronów do celów badań eksperymentalnych i produkcji izotopów . Zmodernizowany reaktor został również udostępniony w celu skompensowania spadku strumienia neutronów spowodowanego wyższym stężeniem 238 ^U w paliwie LEU w porównaniu z paliwem HEU. Reaktor został uznany za krytyczny 31 października 1991 r. Pod nadzorem dr Ishfaqa Ahmada i dr Iqbala Hussaina Qureshiego i osiągnął poziom mocy 10 MW w dniu 7 maja 1992 r. Konfiguracja rdzenia osiągnęła konfigurację równowagi w lutym 1995 r.

Reaktor PARR-II

Reaktor PARR-II jest lokalnie zaprojektowanym i zbudowanym reaktorem należącym do Pakistańskiej Komisji Energii Atomowej. Konstrukcja reaktora PARR-II jest podobna do miniaturowego reaktora ze źródłem neutronów (MNSR) i reaktora SLOWPOKE . Reaktor został zaprojektowany lokalnie przez PAEC, ponieważ przewodniczący Munir Ahmad Khan i jego zespół inżynierów i naukowców również kierowali budową reaktora. Reaktor PARR-II osiągnął stan krytyczny i zaczął działać 21 stycznia 1974 r. Reaktor PARR-II to reaktor typu tank-in-pool o mocy znamionowej 27–30 kW. Podobnie jak pierwszy reaktor, reaktor jest przeznaczony do wykorzystywania paliwa wysoko wzbogaconego uranu (HEU). Paliwo HEU wykorzystuje ~90% ²³⁵ U przy poziomie mocy 30 kW. Zdemineralizowana lekka woda jest używana jako moderator chłodziwa , a rdzeń reaktora odbija metaliczny Be ⁴ .

PARR-II składa się z rdzenia reaktora, pręta sterującego i reflektorów jądrowych i jest zamknięty w wodoszczelnym cylindrycznym naczyniu ze stopu Al ¹³ . Rdzeń reaktora jądrowego jest niedomoderowanym układem o stosunku ¹ H do ²³⁵ U w temperaturze 20 ° C i zapewnia silny ujemny współczynnik temperaturowy i współczynniki reaktywności termicznej objętości . Naukowcy i inżynierowie PAEC zbudowali również i skonstruowali akcelerator jądrowy 9 kwietnia 1989 r. Akcelerator cząstek jest intensywnie wykorzystywany do prowadzenia badań w technologii jądrowej.

Nowe laboratoria

W przeciwieństwie do PARR-I i PARR-II, New Labs nie podlega kontrolom MAEA . i jest zupełnie inny niż jego macierzyste reaktory. Jest to przerobu paliwa plutonu i działa jako pilotażowy zakład przerobu ⁹⁴ Pu z możliwością wykorzystania ~ 7% ²³⁹ Pu do obsługi izotopów i wykorzystania emisji i promieniowania ⁸⁶ Kr . Jest to również zakład przetwórczy, który zmienia <~7% ²³⁹ Pu w <~7% paliwo ²⁴⁰ Pu klasy broni. Nowe laboratoria zostały zaprojektowane i zbudowane lokalnie przez Pakistańską Komisję Energii Atomowej (PAEC) pod przewodnictwem jej przewodniczącego Munira Ahmada Khana, podczas gdy dyrektorem projektu był inżynier mechanik Chaudhry Abdul Majeed . Budowę obiektu prowadziła firma NESPAK.

W latach 60. PAEC zlecił realizację projektu British Nuclear Fuels (BNFL) i Saint-Gobain Techniques Nouvelles (SGN). Inżynierowie i naukowcy z PAEC kierowali wstępnym projektem zakładu przerobu na dużą skalę, zdolnego do ponownego przetworzenia 100 ton paliwa rocznie, podczas gdy BNFL i SGN zapewniły fundusze, pomoc techniczną i paliwo jądrowe. Jednak po Operacji Uśmiechnięty Budda w Indiach , zarówno brytyjskie, jak i francuskie firmy konsumenckie natychmiast anulowały swoje umowy z PAEC.

Fabryka została ukończona w 1981 r., A testy ponownego przetwarzania na zimno w celu produkcji plutonu odbyły się w New Labs w 1986 r. Nowe laboratoria znalazły się w centrum uwagi, gdy Pakistan potajemnie przetestował swoje urządzenie jądrowe oparte na plutonie w Kirana Hills . W dniu 30 maja 1998 r. naukowcy z PAEC, pod kierownictwem znanego fizyka jądrowego , dr Samara Mubarakmanda , przetestowali zminiaturyzowane urządzenie jądrowe, które uważa się za urządzenie plutonowe , dla którego pluton został najprawdopodobniej ponownie przetworzony przez pakistańskich naukowców na broń w New Laboratoria. Wydajność testu urządzeń jądrowych wynosiła 12–40 kt .

Akcelerator naładowanych cząstek

Na początku 1983 r. pakistański fizyk jądrowy, dr Samar Mubarakmand, opracował i zbudował neutronowy akcelerator cząstek i jądrowy do prowadzenia badań wybuchów pierwiastków jądrowych i izotopów w urządzeniu jądrowym . Znany jako akcelerator cząstek naładowanych (CPA), akcelerator jądrowy to akcelerator jonów o mocy 250 keV , który może dostarczać wszystkie jony gazowe, takie jak ⁺ H , ⁺ N , ⁺ O , ⁺ He , ⁺ Ne , ⁺ Ar , ⁺ Kr , ⁺ Xe lub jony cząsteczkowe . Zakres energii akceleratora jest bardzo elastyczny, a jony o energii od 50 do 250 keV mogą być dostarczane do celu o wymiarach od kilku mm do wielu cm.

Obiekt cząstek jest przeznaczony do implantacji jonów ⁴²⁺ Mo , ⁵¹⁺ Sn i ⁴⁶⁺ Pb w stal, tarcie można zmniejszyć nawet o ~50%. Podczas procesu implantacji jonów utlenianie jest hamowane przez odpowiednie jony, takie jak ⁵⁺ B , ²⁰⁺ Ca w metale. Z akceleratora PINSTECH można korzystać za obopólną zgodą PINSTECH z przemysłem lub innymi organizacjami.

Generator neutronów szybkich

Zobacz też: Reakcja DT

W 1961 roku rząd Stanów Zjednoczonych kierował utworzeniem eksperymentalnego źródła energii Fusion opartego na ICF w pobliżu Nilore, przed utworzeniem Instytutu PINSTECH. Generator neutronów został zakupiony przez PAEC od Texas A&M Nuclear Science Center . Obiekt jest w stanie wytwarzać monoenergetyczne neutrony o energii 3,5–14,7 MeV z reakcji deuteru z trytem generowanej przez energię termojądrową . To eksperymentalne urządzenie do syntezy jądrowej ma zdolność wychwytywania niskiego strumienia neutronów rzędu 10 ⁵ do 10 ⁸ neutronów na cm ² na sekundę, co skutkuje nukleosyntezą w procesie s ( proces wychwytywania wolnych neutronów ). Został zaprojektowany i zaplanowany do przeprowadzania aktywacji neutronami szybkimi pierwiastków, takich jak tlen i azot, a także niektórych izotopów metali ziem rzadkich.

Linki zewnętrzne

• Reaktory PARR
• PARR-I
• PARR II
• Reaktory jądrowe PARR