El SLOWPOKE (acrónimo de Safe LOW-POwer Kritical Experiment) es un reactor de investigación nuclear tipo tanque en piscina de baja energía diseñado por Atomic Energy of Canada Limited (AECL) a fines de la década de 1960. John W. Hilborn es el científico más asociado con su diseño. [ según quién? ] Es berilio reflejado con una masa crítica muy baja , pero proporciona flujos de neutrones más altos que los disponibles en un acelerador de partículas pequeñas u otras fuentes radiactivas .
El SLOWPOKE-2 utilizado originalmente 93% altamente uranio enriquecido en la forma de 28% de uranio - de aluminio de aleación con revestimiento de aluminio, y luego en 1985 un nuevo mínimo enriquecido diseño de uranio (~ 19,9% enriquecido) fue encargado usando cerámica UO 2 de combustible . El núcleo es un conjunto de aproximadamente 200-300 pasadores de combustible , de solo 22 cm de diámetro y 23 cm de alto, rodeado por un anillo fijo de berilio y una losa inferior de berilio. La criticidad se mantiene a medida que el combustible se quema agregando placas de berilio en una bandeja en la parte superior del núcleo. El núcleo del reactorse asienta en una piscina de agua ligera regular, de 2,5 m de diámetro por 6 m de profundidad, que proporciona refrigeración por convección natural. Además del enfriamiento pasivo, el reactor tiene un alto grado de seguridad inherente ; es decir, puede regularse a sí mismo a través de medios naturales pasivos, como la reacción en cadena que se ralentiza si el agua se calienta o forma burbujas . Estas características son tan dominantes, de hecho, que el reactor SLOWPOKE-2 tiene licencia para operar sin supervisión durante la noche (pero monitoreado de forma remota). La mayoría de SLOWPOKES tienen una potencia nominal de 20 kW, aunque es posible el funcionamiento a mayor potencia durante períodos más cortos.
El reactor de investigación SLOWPOKE fue concebido en 1967 en los Laboratorios Whiteshell de AECL. En 1970 se diseñó y construyó un prototipo de unidad en Chalk River Laboratories . Estaba destinado principalmente a universidades canadienses, proporcionando un flujo de neutrones más alto que el disponible en pequeños aceleradores comerciales, evitando al mismo tiempo la complejidad y los altos costos operativos de los reactores nucleares existentes. El prototipo de Chalk River se volvió crítico en 1970 y se trasladó a la Universidad de Toronto en 1971. Tenía un sitio de muestra en el reflector de berilio y funcionaba a un nivel de potencia de 5 kW. En 1973, la potencia se aumentó a 20 kW y el período de funcionamiento sin supervisión se incrementó de 4 horas a 18 horas.
El primer ejemplo comercial se inició en 1971 en la División de Productos Comerciales de AECL en Ottawa ; y en 1976 se instaló un diseño comercial, llamado SLOWPOKE-2, en la Universidad de Toronto, reemplazando la unidad SLOWPOKE-1 original. El modelo comercial tiene cinco sitios de muestra en el reflector de berilio y cinco sitios estacionados fuera del reflector.
Entre 1976 y 1984, se pusieron en servicio siete reactores SLOWPOKE-2 con combustible de uranio altamente enriquecido (HEU) en seis ciudades canadienses y en Kingston, Jamaica . En 1985 se puso en servicio el primer reactor SLOWPOKE-2 alimentado con uranio poco enriquecido (LEU) en el Royal Military College of Canada (RMC) en Kingston, Ontario . Desde entonces, se han clausurado cinco reactores (Consejo de Investigación de Saskatchewan, Universidad de Toronto, Alberta, Dalhousie y Saskatchewan) y uno se ha convertido en LEU ( Polytechnique Montreal ).
AECL también diseñó y construyó una versión ampliada (2-10 MWth) llamada SLOWPOKE Demonstration Reactor (SDR, "SLOWPOKE-3") para calefacción urbana en su Whiteshell Nuclear Research Establishment en Manitoba . Se estimó que la economía de un sistema de calefacción urbana basado en tecnología SDR era competitiva con la de los combustibles fósiles convencionales . Sin embargo, el mercado de esta tecnología no se materializó, y el SES-10 propuesto ("SLOWPOKE-4" basado en la experiencia de SDR) nunca se construyó, y el SDR se cerró por desmantelamiento.
A mediados de la década de 1980, Canadá consideró brevemente convertir sus submarinos de la clase Oberon en energía nuclear utilizando un reactor nuclear SLOWPOKE para recargar continuamente las baterías del barco durante las operaciones sumergidas. [1] Se había realizado una gran [ aclaración necesaria ] de trabajo sobre posibles aplicaciones marinas del reactor en el Royal Military College of Canada . [ cita requerida ]
Los reactores SLOWPOKE se utilizan principalmente para el análisis de activación de neutrones (NAA), en investigación y como servicio comercial, pero también para la enseñanza, la formación, los estudios de irradiación, la radiografía de neutrones (solo en el Royal Military College of Canada ) y la producción de trazadores radiactivos. . Las principales ventajas son la fiabilidad y facilidad de uso de este diseño de reactor y la reproducibilidad del flujo de neutrones. Dado que el combustible no se modifica en absoluto durante al menos 20 años, el espectro de neutrones en los sitios de irradiación no cambia y el flujo de neutrones es reproducible hasta aproximadamente el 1%.
Tres de los reactores originales todavía están en funcionamiento. Aunque se lograron todos los objetivos técnicos de este reactor, la falta de ventas al exterior fue decepcionante.