experimentos con bórax

Los experimentos BORAX fueron una serie de experimentos de seguridad sobre reactores nucleares de agua en ebullición realizados por el Laboratorio Nacional Argonne en las décadas de 1950 y 1960 en la Estación Nacional de Pruebas de Reactores en el este de Idaho . ^{[ 1 ]} Se llevaron a cabo utilizando los cinco reactores BORAX diseñados y construidos por Argonne. ^{[ 2 ]} BORAX-III fue el primer reactor nuclear en suministrar energía eléctrica a la red en los Estados Unidos en 1955.

Esta serie de pruebas comenzó en 1952 con la construcción del reactor nuclear BORAX-I . ^{[ 4 ] [ 3 ]} El experimento BORAX-I demostró que un reactor que utiliza la ebullición directa del agua en el núcleo podría ser estable, porque la formación de burbujas crea un coeficiente de vacío negativo . ^{[ 5 ]} Posteriormente, el reactor se utilizó para pruebas de excursión de potencia que demostraron que la conversión rápida de agua en vapor controlaría la reacción de forma segura . La prueba final, deliberadamente destructiva, en 1954 produjo una excursión de potencia inesperadamente grande que "en lugar de la fusión de unas pocas placas de combustible, la prueba fundió una fracción importante de todo el núcleo". Los datos de esta fusión del núcleo y la liberación de combustible nuclear y productos de fisión nuclear ayudaron a mejorar los modelos matemáticos. Las pruebas demostraron principios clave de seguridad del diseño de los reactores de potencia nuclear modernos. La potencia de diseño de BORAX-I era de 1,4 megavatios térmicos. El diseño de BORAX-I fue un precursor de la planta SL-1 , que comenzó a operar en las cercanías en 1958. Los principios descubiertos en los experimentos de BORAX-I ayudaron a los científicos a comprender la fatal fusión del núcleo en SL-1 en 1961.

El reactor BORAX-II fue construido en 1954, con una potencia de diseño de 6 MW(t). En marzo de 1955, BORAX-II fue destruido intencionalmente al llevarlo a "criticidad inmediata".

BORAX-III añadió una turbina al diseño de BORAX-II, demostrando que la contaminación de la turbina no sería un problema. Estuvo conectado a la red eléctrica local durante aproximadamente una hora el 17 de julio de 1955. ^{[ 6 ]} BORAX-III proporcionó 2000  kW para alimentar la cercana Arco, Idaho (500  kW), la instalación de pruebas BORAX (500  kW) y parcialmente la Estación Nacional de Pruebas de Reactores (después de 2004, el Laboratorio Nacional de Idaho ) (1000  kW). De esta manera, Arco se convirtió en la primera comunidad alimentada exclusivamente por energía nuclear. El reactor continuó utilizándose para pruebas hasta 1956.

La central BORAX-IV, construida en 1956, exploró el ciclo del combustible de torio y el combustible de uranio-233 con una potencia térmica de 20 MW. Este experimento utilizó placas de combustible con defectos intencionados para estudiar el funcionamiento a largo plazo de la planta con placas dañadas. Se liberaron gases radiactivos a la atmósfera.

El proyecto BORAX-V continuó trabajando en el diseño de reactores de agua en ebullición, incluyendo el uso de un sobrecalentador . Estuvo en funcionamiento desde 1962 hasta 1964.

Sinopsis de la prueba:

La prueba se llevó a cabo retirando cuatro de las cinco barras de control lo suficiente como para que el reactor alcanzara la criticidad a un nivel de potencia muy bajo. A continuación, se disparó la quinta barra desde el núcleo mediante un resorte. En esta prueba, la barra se expulsó en aproximadamente 0,2 segundos. Tras la expulsión de la barra de control, se produjo una explosión en el reactor que destruyó el mecanismo de control y el núcleo. A media milla de distancia, el nivel de radiación alcanzó los 25 mr/h. El personal fue evacuado durante unos 30 minutos. ^{[ 7 ]}

La destrucción de BORAX-I causó la "distribución aérea de contaminantes resultantes del experimento final del reactor BORAX-I" y la probable contaminación de los 1 pie superiores del suelo en aproximadamente 2 acres en las cercanías. ^{[ 8 ]} El sitio requirió limpieza antes de que pudiera usarse para experimentos posteriores. El área de 84 000 pies cuadrados (7800  m ² ) fue cubierta con 6 pulgadas de grava en 1954, pero desde entonces el área fue resembrada con pasto, artemisa y otras plantas. Los escombros de BORAX-I están enterrados a unos 2730 pies (830 m) al noroeste del Reactor Reproductor Experimental-1 , un monumento nacional de acceso público. Desde 1987, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha clasificado el cementerio como sitio Superfund Unidad Operable 6-01, uno de los dos sitios de este tipo (junto con SL-1 ) en el Laboratorio Nacional de Idaho . En 1995, la EPA ordenó que la principal solución para el cementerio fuera: "Contención mediante el sellado con una barrera de ingeniería construida principalmente con materiales nativos". ^{[ 8 ]} Se espera que el sitio produzca un aumento de no más de 2 en 10 000 en el riesgo de cáncer para el uso residencial a largo plazo después de 320 años, sin un aumento significativo después de ese tiempo. Este cálculo de riesgo ignora la protección que brinda la cubierta del suelo, que en el momento de la decisión de la EPA había reducido la exposición a poco más que el nivel de fondo, y hace suposiciones de modelado muy pesimistas que aumentan enormemente el riesgo proyectado, para centrarse deliberadamente en el lado del efecto alto en lugar del bajo. ^{[ 8 ]} 

• SL-1 , la única demostración de los principios de BORAX-I durante un accidente nuclear real.
• Reactor reproductor experimental I: primera producción de energía eléctrica.

Notas

Bibliografía

• Haroldsen, Ray (2008). "La historia del reactor nuclear BORAX y la fusión del EBR-I" (PDF) . Laboratorio Nacional Argonne.

• Contenido multimedia relacionado con los experimentos con bórax en Wikimedia Commons.
• Descripción del reactor BORAX-I en las instalaciones del Laboratorio Nacional Argonne .
• Descripción del reactor BORAX-II en el sitio web del Laboratorio Nacional Argonne.
• Descripción del reactor BORAX-III en el sitio web del Laboratorio Nacional Argonne.
• Descripción del reactor BORAX-IV en el sitio web del Laboratorio Nacional Argonne.
• Descripción del reactor BORAX-V en el sitio web del Laboratorio Nacional Argonne.
• Resúmenes de experimentos con BORAX en el Apéndice B de la historia del Laboratorio Nacional de Idaho, Proving the Principle .
• Bórax: experimento de seguridad en un reactor de agua hirviendo en YouTube

43°31′05″N 113°00′34″W / 43.51798°N 113.00946°W / 43.51798; -113.00946