Bazénový reaktor (též bazénový reaktor ) [1] je typ jaderného reaktoru , ve kterém je aktivní zóna (skládající se z palivových článků a regulačních tyčí ) ponořena v otevřeném bazénu, obvykle s vodou, která působí jako moderátor. [2]
Voda působí jako moderátor neutronů , chladivo a radiační štít. Vrstva vody přímo nad aktivní zónou reaktoru odstíní záření tak silně, že operátoři mohou bezpečně pracovat přímo nad reaktorem. Tato konstrukce má dvě hlavní výhody: reaktor je snadno přístupný a celý primární chladicí systém, tedy voda v bazénu, je pod normálním tlakem. Tím se vyhnete vysokým teplotám a vysokým tlakům vyskytujícím se ve většině jaderných elektráren . Bazénové reaktory se používají jako zdroj neutronů a pro výcvik a ve vzácných případech pro výrobu tepla, nikoli však pro výrobu elektřiny.
Venkovní bazén má hloubku 6 až 9 m a průměr 1,8 až 3,6 m. Některé bazény, jako například bazény v kanadském reaktoru MAPLE , jsou obdélníkové a obsahují až 416 tun vody. Většina bazénů je vyvýšená nad úrovní podlahy, ale některé jsou zcela nebo částečně pod zemí. Existují reaktory na čistou (lehkou) vodu a těžkou vodu , stejně jako takzvané „tank-in-pool“ konstrukce, které používají těžkou vodu pro moderování v malé nádrži umístěné ve velkém bazénu s obyčejnou vodou. Někdy jsou kolem zařízení umístěny pomůcky pro přežití pro personál, který by mohl spadnout do bazénu, což dále zvyšuje dojem z bazénu.
Typicky je reaktor naplněn palivem s nízkým obohaceným uranem (LEU), s ne více než 20 % uranu-235 , dopovaným matricí, jako je hliník nebo zirkonium . Upřednostňuje se vysoce obohacený uran (HEU), protože má delší životnost, ale nebyl použit v nevojenských reaktorech, aby se předešlo problémům s proliferací . Nejčastěji používané obohacení je 19,75 %, což je těsně pod úrovní 20 %, která je považována za minimální úroveň pro vysoce obohacený uran. Palivovými prvky mohou být desky nebo tyče s obsahem uranu od 8,5 % do 45 %. Bloky nebo desky z berylia a grafitu mohou být přidány do aktivní zóny jako reflektory neutronů a absorbující tyče pronikající do aktivní zóny pro řízení výkonu reaktoru. General Atomics v La Jolla ( San Diego , Kalifornie ) vyrábí palivové články reaktorů TRIGA ve Francii pro většinu těchto typů reaktorů po celém světě. Chlazení aktivní zóny se provádí buď konvekcí , vytvořenou horkým aktivním zónou, nebo ve větších reaktorech nuceným prouděním chladiva a výměníky tepla .
Přihrádky pro umístění předmětů, které mají být ozařovány, jsou umístěny uvnitř jádra nebo v těsné blízkosti jádra. Vzorky mohou být spouštěny do aktivní zóny shora nebo dodávány pneumaticky horizontálním potrubím mimo nádrž. Pro nasměrování neutronového paprsku k cílům umístěným ve vzdálenosti od reaktorového sálu lze také instalovat evakuované nebo heliem plněné horizontální trubky.
Většina výzkumných reaktorů je bazénového typu. Ty mají tendenci být nízkoenergetické a nenáročné na údržbu. Například AECL 's SLOWPOKE má licenci k provozu bez dozoru do 18:00. Neutronová záchytná terapie je další lékařská aplikace.