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スイミングプール型原子炉[ 1]は、オープンプール型原子炉とも呼ばれ、通常は水の入ったオープンプールに浸された炉心（燃料要素と制御棒で構成）を持つタイプの原子炉です。 [2]
水は中性子減速材、冷却剤、放射線遮蔽材として機能します。原子炉の炉心の真上にある水の層は放射線を完全に遮蔽するため、作業員は原子炉の上で安全に作業できます。この設計には 2 つの大きな利点があります。原子炉に簡単にアクセスできることと、一次冷却システム全体、つまりプールの水が常圧下にあることです。これにより、従来の原子力発電所のような高温と高圧を回避できます。プール原子炉は中性子源として、また訓練、まれに熱処理に使用されますが、発電には使用されません。
説明
オープンプールの高さは 6 メートルから 9 メートル (20 フィートから 30 フィート)、直径は 1.8 メートルから 3.6 メートル (6 フィートから 12 フィート) です。カナダのMAPLE原子炉にあるプールのように、円筒形ではなく長方形のプールもあり、416,000 リットル (110,000 ガロン) もの水が入っていることもあります。ほとんどのプールは床より上に造られていますが、一部または全部が地下にあるプールもあります。通常の (軽)水と重水のみのタイプのほか、冷却用の大きな軽水プール内に設置された小さなタンクで重水減速を行う、いわゆる「タンクインプール」設計もあります。 施設の周囲には、プールに落ちた可能性のある人員を救助するための救命具が置かれていることもあり、プールのような環境の外観をさらに高めています。
通常、原子炉には、アルミニウムやジルコニウムなどのマトリックスと合金化された20% 未満のU-235からなる低濃縮ウラン(LEU) 燃料が充填されます。高濃縮ウラン (HEU) は寿命が長いため好んで使用された燃料でしたが、核拡散問題を避けるため、非軍事用原子炉では段階的に廃止されてきました。しかし、ほとんどの場合は 19.75% の濃縮度が使用され、これは高濃縮となる 20% レベルをわずかに下回ります。燃料要素は、8.5% ～ 45% のウランを含むプレートまたはロッドです。中性子反射体と中性子吸収棒が制御のためにコアを貫通するため、ベリリウムとグラファイトのブロックまたはプレートがコアに追加されることがあります。カリフォルニア州ラホヤのジェネラル アトミックスは、世界中のこのタイプの原子炉のほとんど向けにフランスでTRIGA原子炉燃料要素を製造しています。炉心の冷却は、高温の炉心によって引き起こされる対流によって行われるか、または大型原子炉では強制冷却流と熱交換器によって行われます。
照射する対象物を保管するためのさまざまなステーションが、炉心の内部または炉心に直接隣接して配置されています。サンプルは、上から炉心内に降ろしたり、炉心レベルのタンクの外側から水平チューブを介して空気圧で送ったりすることができます。また、真空またはヘリウムを充填した水平チューブを設置して、原子炉ホールから離れた場所にあるターゲットに中性子ビームを向けることもできます。
アプリケーション
研究用原子炉のほとんどはプール型です。これらは低電力、低メンテナンスの設計になる傾向があります。たとえば、AECLのSLOWPOKEは、最大 18 時間無人で稼働するライセンスを取得しています。ホウ素中性子捕捉療法も医療用途の 1 つです。
参照
参考文献
- ^ Ageron, P.; Denielou, G. (1966 年 7 月 1 日)、スイミングプール型原子炉、米国エネルギー省、OSTI 4458849
- ^ スピンラッド、バーナード、マーカム、ウェイド（2019年9月5日）。「研究用原子炉」。ブリタニカドットコム。 2019年11月8日閲覧。