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ブルックヘブン黒鉛研究炉（BGRR）は、ニューヨーク州ロングアイランドのアプトンにある米国エネルギー省の国立研究所であるブルックヘブン国立研究所の研究用原子炉であり、ニューヨーク市の東約60マイルに位置していた。[1] BGRRは1950年から1968年まで稼働し、現在は完全に廃止されている。[2]
歴史
BGRRは第二次世界大戦後に平和利用のみを目的として建設された最初の原子炉であり、BNLで建設された最初の原子炉でした。BGRRの主な目的は、科学利用のための中性子を生成し、原子炉の設計を改良することでした。この原子炉は、材料科学、化学、生物学、物理学の多分野にわたる科学研究のための中性子源を提供しました。[1]
原子炉の建設は1947年に始まり、1950年8月に稼働を開始した。[3]
デザイン
BGRR は空冷式、黒鉛減速式、ウラン燃料の研究用原子炉であった。700 トン[3] の原子炉炉心は、60,000 個を超える黒鉛片で作られた一辺 25 フィートの黒鉛立方体で構成されていた。原子炉は、3 台の 1,000 馬力ファンによって炉心を通して引き込まれた空気によって冷却された。[4]生物シールドは、鋼鉄球と非常に密度の高い鉄鉱石である リモナイトを含む高密度コンクリートで構築された。[2] [5]研究用原子炉である BGRR には、電力を生成するための電力変換システムはなかった。核反応による熱は、背の高い煙突を通じて大気中に排出された。[5]
BGRR の燃料要素は、南側のパイル面にあるグラファイト チャネル開口部から装填および排出されました。原子炉の運転は、原子炉ベースの対角線と平行な方向に原子炉を水平に貫通する16 本の制御棒の位置によって制御されました。 [2] BGRR の最初の燃料は天然ウラン(NU) で、長さ 11 フィートのアルミニウム燃料要素を使用し、それぞれ 33 個の NU 燃料スラグが含まれていました。NU 燃料を使用した運転中に、28 個の燃料要素の故障が発生しました。[2]
1958年、核燃料はアルミニウムで覆われた高濃縮ウラン（HEU）燃料に置き換えられました。各HEU要素の長さは24インチでした。 [2]燃料要素にはそれぞれ15グラムのHEUが含まれており、その含有量は93%です。核分裂性物質はウランアルミニウム合金の板で、上下は少なくとも20ミルの厚さのアルミニウムシートで覆われ、縁は全周溶接されていました。[4]
この原子炉は32メガワットの熱出力で設計されており、核燃料の設計運転限界は28メガワットの熱出力である。原子炉は通常、高濃縮ウランで約20メガワットで運転される。[2]
原子炉施設の設計には、原子炉炉心の外部での実験のための中性子ビームラインと、稼働中の原子炉炉心を通って流体が流れている間に実験を行うことができるパイプループの両方が含まれていました。[1]
原子炉建屋の外には、その後建設されたHFBRと共有されていた原子炉バイパスフィルター施設（RBFF）がありました。この施設は、BGRRまたはHFBRのいずれかで燃料要素が故障する可能性のある場合に、大気中に排出される前に空気を浄化する機能を提供しました。また、BGRRでの黒鉛火災の消火方法として空冷を使用するのに十分な空気浄化機能も提供しました。この施設は1965年に稼働を開始しました。[4]
廃止
18年間の稼働後、BGRRは機能的に時代遅れとなった。BGRRは1968年6月にスタンバイモードとなり、1969年に永久に閉鎖された。1972年までにすべての燃料が原子炉から取り出され、サバンナリバーサイトに輸送された。BGRRは13年、1億4800万ドルのプロセスを経て、2012年に完全に廃止された。汚染物質はネバダ州とユタ州に輸送され、処分された。[2] [3]
BGRRと関連施設を収容していたいくつかの建物や構造物は、2020年現在も安全に保管されているか、他の用途に転用されています。 [5]原子炉の寿命を通じて、原子炉とそれに付随する科学者やエンジニアによって推定25,000件の個別の実験が行われました。BGRRは、同じくBNLにある高フラックスビーム原子炉 の前身です。[1]
1949年にBGRRのために建設され、後にHFBRと共有された赤と白の高さ320フィートの排気筒は、2020年に解体されるまでこの地域の特徴的なランドマークでした。[6]
参照
- ブルックヘブン国立研究所
- 高中性子ビーム炉（HFBR）、ブルックヘブン国立研究所のBGRRの後継、BNLで建設される3番目で最後の原子炉
- ブルックヘブン医療研究炉（BMRR）、ブルックヘブン国立研究所で稼働していた2番目の原子炉
- シカゴ・パイル1（CP-1）、最初の人工原子炉、BGRRの前身の原子炉、シカゴ大学にある設計と時代が似ているウラン燃料の黒鉛パイル原子炉[7]
- X-10グラファイト炉、BGRRの前身の原子炉、オークリッジ国立研究所にある設計と時代が似ているウラン燃料のグラファイトパイル原子炉[7]
参考文献
- 引用
- ^ abcd ブルックヘブンの歴史: 原子炉を研究ツールとして利用 - ブルックヘブン黒鉛研究炉ブルックヘブン国立研究所。2020 年 12 月 19 日にアクセス
- ^ abcdefg https://www.bnl.gov/bgrr/ ブルックヘブン黒鉛研究炉。BNL環境保護部門。2020年12月19日にアクセス。
- ^ abc https://riverheadlocal.com/2012/07/19/decommissioning-of-nations-first-peacetime-research-reactor-completed-at-bnl/ Civiletti, Denise. 「BNL で国内初の平和時研究用原子炉の廃止措置が完了」 Riverhead Local. 2012 年 7 月 19 日。
- ^ abc https://www.osti.gov/servlets/purl/4508009 ブルックヘブン国立研究所（BNL）原子炉バイパスフィルター施設の設計、テスト、使用。1966年8月22日。
- ^ abc https://www.bnl.gov/bgrr/bgrr-complex.php ブルックヘブン黒鉛研究炉複合施設の説明。BNL 環境保護部門。2020 年 12 月 19 日にアクセス。
- ^ https://www.energy.gov/em/articles/cleanup-workers-set-tear-down-iconic-brookhaven-reactor-stack-year 清掃作業員が今年、象徴的なブルックヘブン原子炉の排気筒を解体する予定。2020年2月25日。エネルギー省。
- ^ ab https://www.osti.gov/servlets/purl/4061498 チェルニック、ジャック。「原子炉は成熟期を迎える」。ブルックヘブン講演シリーズ。1963 年 11 月 13 日。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのブルックヘブン黒鉛研究炉に関連するメディア- エネルギー省の今週の写真 (2014 年 5 月 30 日): ブルックヘブン黒鉛研究炉 - https://www.energy.gov/articles/photo-week-brookhaven-graphite-research-reactor