Reactor reproductor experimental II
Experimental Breeder Reactor-II ( EBR-II ) es un reactor rápido refrigerado por sodio diseñado, construido y operado por Argonne National Laboratory en la National Reactor Testing Station en Idaho. [1] Fue cerrado en 1994. La custodia del reactor se transfirió al Laboratorio Nacional de Idaho después de su fundación en 2005.
Las operaciones iniciales comenzaron en julio de 1964 y alcanzó la criticidad en 1965 a un costo total de más de US $ 32 millones (US $ 260 millones en dólares de 2019). El énfasis original en el diseño y operación de EBR-II fue demostrar una planta de energía de reactor reproductor completo con reprocesamiento in situ de combustible metálico sólido. Los elementos combustibles enriquecidos en aproximadamente un 67% de uranio 235 se sellaron en tubos de acero inoxidable y se retiraron cuando alcanzaron un enriquecimiento de aproximadamente el 65%. Los tubos se abrieron y se volvieron a procesar para eliminar los venenos de neutrones , se mezclaron con U-235 nuevo para aumentar el enriquecimiento y se volvieron a colocar en el reactor.
Las pruebas del ciclo reproductor original se llevaron a cabo hasta 1969, después de lo cual el reactor se usó para probar conceptos para el concepto de Reactor Rápido Integral . En esta función, el entorno de neutrones de alta energía del núcleo EBR-II se utilizó para probar combustibles y materiales para futuros reactores de metales líquidos más grandes. Como parte de estos experimentos, en 1986 EBR-II se sometió a un apagado experimental que simulaba una falla total de la bomba de enfriamiento. Demostró su capacidad para autoenfriar su combustible a través de la convección natural del refrigerante de sodio durante el período de calor de descomposición posterior al apagado. Se utilizó en la función de soporte de IFR, y en muchos otros experimentos, hasta que fue dado de baja en septiembre de 1994.
En funcionamiento a plena potencia, que alcanzó en septiembre de 1969, EBR-II produjo alrededor de 62,5 megavatios de calor y 20 megavatios de electricidad a través de un sistema de turbina de vapor de tres bucles convencional y una torre de enfriamiento de aire forzado terciario . Durante su vida útil, ha generado más de dos mil millones de kilovatios-hora de electricidad, proporcionando la mayor parte de la electricidad y también calor a las instalaciones del Laboratorio Nacional Argonne-West.
El combustible consta de varillas de uranio de 5 milímetros de diámetro y 33 cm (13 pulgadas) de largo. Enriquecido al 67% de uranio-235 cuando está fresco, la concentración se redujo a aproximadamente el 65% al eliminarlo. Las varillas también contenían un 10% de circonio . Cada elemento combustible se coloca dentro de un tubo de acero inoxidable de pared delgada junto con una pequeña cantidad de sodio metálico. El tubo se cierra con soldadura en la parte superior para formar una unidad de 73 cm (29 pulgadas) de largo. El propósito del sodio es funcionar como un agente de transferencia de calor. A medida que más y más uranio sufre fisión, se forman fisuras y el sodio entra en los vacíos. Extrae un importante producto de fisión, el cesio -137, y por tanto se vuelve intensamente radiactivo .. El vacío sobre el uranio acumula gases de fisión, principalmente criptón -85. Los grupos de pasadores dentro de las cubiertas hexagonales de acero inoxidable de 234 cm (92 pulgadas) de largo están ensamblados en forma de panal; cada unidad tiene alrededor de 4,5 kg (10 libras) de uranio. En total, el núcleo contiene aproximadamente 308 kg (680 libras) de combustible de uranio, y esta parte se denomina conductor.
El núcleo EBR-II puede acomodar hasta 65 subconjuntos experimentales para pruebas de irradiación y confiabilidad operativa, alimentados con una variedad de combustibles metálicos y cerámicos: óxidos , carburos o nitruros de uranio y plutonio , y aleaciones de combustibles metálicos como Combustible de uranio-plutonio-circonio. Otras posiciones de subensamblaje pueden contener experimentos de materiales estructurales.
