El reactor nuclear Ford era una instalación de la Universidad de Michigan en Ann Arbor dedicada a investigar los usos pacíficos de la energía nuclear . Formaba parte del Proyecto Michigan Memorial Phoenix, un monumento conmemorativo creado para honrar a las 585 personas de la universidad que perdieron la vida durante la guerra. El reactor estuvo en funcionamiento desde septiembre de 1957 hasta el 3 de julio de 2003. Durante su funcionamiento, el reactor se utilizó para estudiar medicina , biología celular , química , física , mineralogía , arqueología , antropología y ciencia nuclear .
El reactor era un reactor tipo piscina , que originalmente operaba a 1 MW utilizando combustible de aluminio U-235 enriquecido al 93% . Posteriormente se actualizó a 2 MW, utilizando combustible enriquecido al 19,5%. El Departamento de Energía fabricó, transportó y eliminó el combustible sin costo alguno para la Universidad. El reactor tenía un flujo térmico máximo de 3 × 10 13 n/cm 2 s . Tenía 10 puertos de haz. Fue construido por Babcock & Wilcox bajo un subcontrato con Leeds & Northrup .
El edificio del FNR, ahora fuera de servicio, conocido como Laboratorio Phoenix Memorial, aún se conserva en el Campus Norte de la Universidad de Michigan. El edificio ha sido renovado para albergar el Instituto de Energía Michigan Memorial Phoenix, un programa universitario dedicado a trazar el camino hacia la energía sostenible . En 2015, se inició una renovación de 12 millones de dólares en el espacio del reactor para transformarlo en un nuevo laboratorio para el departamento de Ingeniería Nuclear de la universidad. El edificio del laboratorio, denominado Laboratorio de Ingeniería Nuclear, se inauguró en abril de 2017. [ 1 ]
El Proyecto Fénix Memorial de Michigan
El Proyecto Michigan Memorial Phoenix fue un monumento viviente a la Segunda Guerra Mundial que buscaba usos pacíficos de la energía nuclear . Se originó a partir de una iniciativa estudiantil para establecer un monumento funcional en memoria de los miembros de la comunidad universitaria que murieron en la Segunda Guerra Mundial, y finalmente fue financiado por más de 25 000 contribuyentes privados, entre individuos y corporaciones, como Ford Motor Company , que donó 1 millón de dólares para la construcción de un reactor de investigación. El FNR era una instalación importante en el MMPP, pero el proyecto gestionaba la financiación de becas de investigación en toda la universidad. El proyecto finalmente dio origen a la Oficina del Vicerrector de Investigación y al Fondo de Exalumnos. [ 2 ]


Directores del Proyecto Fénix Conmemorativo de Michigan
- 1951-1959 Dr. Ralph A. Sawyer
- 1959-1961 Henry J. Gomberg
- 1961-1989 William Kerr
- 1989-1998 Ronald F. Fleming
- 1998-2001 John C. Lee (Director interino)
- 2001-2003 David Wehe
Principios
En 1947, estudiantes de la Universidad de Michigan propusieron la creación de un monumento conmemorativo de guerra. Fred Smith, un exalumno local, sugirió un proyecto que investigara los usos pacíficos de la energía nuclear. Se publicó un cartel a página completa en el Michigan Daily que sugería que el Proyecto Phoenix demostraría que los estadounidenses pueden trabajar para el beneficio del mundo. La idea caló hondo y Ralph Sawyer, decano de la Escuela de Posgrado Rackham de la Universidad de Michigan, comenzó a planificarlo.
En febrero de 1955, la Comisión de Energía Atómica autorizó el reactor FNR. En el verano de ese mismo año, se inició la construcción. El reactor fue inaugurado el 16 de noviembre de 1956. El 18 de septiembre de 1957, se llevaron a cabo los últimos ajustes mecánicos y cálculos. Con Ralph Sawyer, Henry Gomberg y Ardath Emmons presentes, el reactor alcanzó su primera criticidad alrededor de las 4 de la mañana del 19 de septiembre de 1957. El 11 de agosto de 1958, la potencia del FNR alcanzó su nivel nominal de 1 megavatio.
Investigación
Se realizaron investigaciones en diversas áreas multidisciplinarias. Se estudió la seguridad de la irradiación de alimentos . El Laboratorio Phoenix contaba con un invernadero, lo que permitió llevar a cabo gran parte del trabajo inicial sobre los efectos de la radiación en la vida vegetal. El departamento de Química dirigió un programa para probar la capacidad de la radiación para descomponer hidrocarburos . Se instaló un reloj de datación por carbono-14 , que permitió a los científicos datar con precisión restos orgánicos. La radiografía de neutrones permitió obtener imágenes de alta resolución de materiales densos.
Los ingenieros nucleares solían utilizar el reactor para el análisis por activación neutrónica , una ciencia capaz de medir cantidades ínfimas de materiales. También se utilizaba para una amplia variedad de otras investigaciones nucleares.
La piscina del reactor
Un experimento de craqueo de hidrocarburos
datación por carbono
Diagnóstico de tiroides
Investigación sobre la irradiación de alimentos
Investigación sobre la conservación de alimentos
Almacenamiento en caliente
Práctica de manipulación
Otros usos
El reactor se utilizó para producir varios isótopos. El yodo-131 y el níquel-59 se produjeron como trazadores radiactivos para la facultad de medicina, y el bromo-82 se produjo para las empresas automovilísticas, que lo utilizaban para controlar el consumo de aceite en los motores de combustión interna . El reactor también se utilizó para capacitar a trabajadores de servicios públicos en cursos de instrumentación nuclear y operación de reactores de una a dos semanas de duración. El reactor ofrecía servicios de pruebas de daños por radiación neutrónica y gamma . El FNR solía estar abierto al público para visitas guiadas.
Comité de Revisión, 1997
En junio de 1997, el Comité de Revisión del Reactor Nuclear de Ford presentó un informe al Vicepresidente de Investigación (Vince Pecoraro, en aquel entonces) sobre el futuro del FNR. El Comité estimó que el reactor le costaba a la universidad 1 millón de dólares al año.
Se habían enviado cartas a varios departamentos universitarios, así como a otras instituciones que utilizaban el reactor, solicitando su opinión sobre el uso que hacían de las instalaciones.
Los profesores Alex Halliday y Eric Essene, del departamento de Geología, dependían en gran medida del reactor para su investigación sobre el envejecimiento por Ar-40-Ar-39 y lo elogiaron efusivamente. Gary Was, del departamento de Ingeniería Nuclear y Ciencias Radiológicas, explicó que más de 15 cursos de NERS dependen del reactor, así como la investigación de casi todos los profesores. El Museo de Antropología también indicó que la pérdida del reactor tendría graves consecuencias negativas para los estudiantes y el profesorado. Otros departamentos, como el de Química, afirmaron no haber utilizado el reactor en 30 años y no tener previsto hacerlo en el futuro.
Fuera de la comunidad universitaria, el Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad Estatal de Michigan , la Universidad Estatal de Luisiana , la Universidad de Nevada Las Vegas , el Buchtel College of Arts and Sciences , la Universidad de California Santa Bárbara , la Universidad de Georgia , el Laboratorio Nacional de Oak Ridge , el NIST , el NRC , los Laboratorios Nacionales Sandia , EPRI , Ford y GM expresaron interés en mantener el reactor operativo, mientras que la NASA (entre otros) no tenía ningún interés.
La decisión final fue cerrar y desmantelar el reactor. La declaración del vicepresidente de investigación de la UM fue la siguiente:
En los últimos años, sin embargo, el uso del reactor por parte de la comunidad académica de la UM ha disminuido sustancialmente, hasta el punto de que la mayoría de los usuarios ahora provienen del gobierno federal y la industria. Dado este cambio, la Universidad ya no puede justificar el elevado costo de operación del reactor, que ahora subsidia en gran medida a usuarios ajenos a la Universidad. [ 3 ]
Trabajos recientes
Aunque el reactor se encuentra fuera de servicio desde 2003, el espacio que lo albergaba ha tenido poca actividad desde su desmantelamiento, que duró una década. Sin embargo, en los últimos años, la Universidad de Michigan ha comenzado a transformar el antiguo espacio del reactor en laboratorios para los Departamentos de Ingeniería Nuclear y Ciencias Radiológicas. A finales de 2015, la Universidad inició una renovación de 12 millones de dólares del espacio, ahora denominado "Laboratorio de Ingeniería Nuclear" [ 4 ].
Datos sobre el reactor nuclear de Ford (1997)
Ciclo operativo típico
Un ciclo típico de plena potencia consistía en 10 días a 2 MW seguidos de 4 días de mantenimiento y parada, lo que daba un promedio semanal de 120 horas a plena potencia. A este ritmo, se requerían 16 nuevos elementos combustibles cada año.
Presupuesto
- Reactor
- Potencia : 2 MW
- Moderador : Agua ligera
- Volumen del núcleo : 6 pies cúbicos (0,17 m³ )
- Configuración de la red : Cuadrícula, 8 × 6
- Estándar : 41 elementos
- Control : 4 elementos
- Densidad de potencia térmica media normal : 333,33 kW/ ft³
- Buque
- Presión del recipiente g : 8,7 psi (60 kPa)
- Temperatura del recipiente : 100 °F (38 °C)
- Combustible
- Configuración : 18 placas de combustible curvas que contienen 0,167 kg de U-235.
- Enriquecimiento : 19,5%
- Composición : UAl x en matriz de aluminio 5214
- Composición del revestimiento : Aluminio 6061
- Frecuencia de reabastecimiento : 3 elementos y 1 elemento de control cada 5 meses.
- Vida útil normal del elemento : 900 MWd
- Termohidráulica
- Dirección del flujo : Verticalmente hacia abajo a través del núcleo.
- Bomba : bomba centrífuga de 25 hp (19 kW) y bomba por gravedad.
- Caudal normal : 1000 galones estadounidenses (3800 litros) por minuto
- Temperatura normal de entrada : 43 °C (109 °F)
- Aumento normal de la temperatura : 7-8 grados (13,5-14,0 °F)
- Experiencia operativa
- Interrupciones forzadas en los últimos 5 años (en 1997)
- Mal funcionamiento del equipo : 39
- Error de personal : 7
- Interrupciones forzadas en los últimos 5 años (en 1997)
- Modificaciones anteriores
- Aumento de potencia : De 1 a 2 MW, 5 de agosto de 1963
- Conversión de combustible de U-Al a U-Al x , noviembre de 1978
- Cambio en el enriquecimiento : del 93% al 19,5%, diciembre de 1981.
- Instalaciones experimentales
- Puertos de haz : 10 horizontales
- Flujo de neutrones térmicos :1,0 × 10⁸ n /cm² / s
- Flujo de neutrones rápidos :1,0 × 10⁶ n /cm² / s
- Tasa de dosis gamma :1,0 × 10⁴ rad /h
- Celdas calientes : 2, una conectada a la piscina del reactor mediante una esclusa de agua.
- Soportes de irradiación : 3 soportes para combustible gastado
- Tasa de dosis gamma :4,5 × 10⁴ rad /h
- Tubos neumáticos : Uno en la cara oeste del núcleo.
- Flujo de neutrones térmicos :2,0 × 10 12 n/cm 2 /s
- Flujo de neutrones rápidos :2,0 × 10¹⁰ n /cm² / s
- Columna térmica : Inoperativa (El reactor fue construido con una columna térmica, para ser una gran fuente de neutrones térmicos. Sin embargo, la columna comenzó a tener fugas poco después de su puesta en funcionamiento y fue desactivada).
- Puertos de haz : 10 horizontales
- Isótopos principales producidos : flúor-18, cloro-36, bromo-80, bromo-82, yodo-131, sodio-24, lantano-140, cesio-134m.
Lista parcial de publicaciones de la FNR
- WW Meinke, "Los tubos neumáticos aceleran el análisis por activación", Nucleonics 17, No. 9, 86-89, septiembre de 1959.
- CW Ricker y WR Dunbar, "Deformaciones de las barras de seguridad de FNR Shim", Ciencia e Ingeniería Nuclear , 9, No. 3, marzo de 1961.
- Billella, Gomberg, Gould, "Inmunidad de los ratones a Schistosoma mansoni", MM-PP-54-1, marzo de 1961
- W. Wegst Jr., "Efectos dependientes de la longitud de onda de los rayos X de baja energía en las células de los tejidos de mamíferos", MMPP-196-2, abril de 1963.
- Bullock, Daniels, King, "Modificación del núcleo del reactor para mejorar los haces para espectrómetros de neutrones térmicos", Reunión anual de la Sociedad Nuclear Americana en Gatlinburg, TN, 21-24 de junio de 1965.
- RD Martin, "Problemas con los materiales de las barras de control de los reactores de investigación", Nuclear Safety , 10, No. 1, 63-72, enero de 1969.
- Expediente n.º 50-2, «Informe de evaluación de seguridad relacionado con la renovación de la licencia de funcionamiento del reactor de formación e investigación de la Universidad de Michigan», NUREG-1138, US NRC, julio de 1985.
- Reed Burn, "El reactor Ford y el laboratorio Phoenix de la Universidad de Michigan: en beneficio de la humanidad", Nuclear News , 65-69, junio de 1993.
Véase también
Referencias
La mayor parte de esta información proviene de la Biblioteca Histórica Bentley en el Campus Norte de la Universidad de Michigan . La colección se titula: "Registros del Proyecto Michigan Memorial Phoenix, 1947-actualidad" y contiene más de 12 metros (40 pies) de material relevante. Número de catálogo: 87278 Bimu C530 2. Véase Para más información. Las fotografías provienen de la colección personal de un residente de Ann Arbor.
- Departamento de Energía de los Estados Unidos, "Directorio de reactores operativos de investigación, capacitación y prueba en los Estados Unidos de América", Cuarta edición, 1997
- ↑ Kim Roth (29 de septiembre de 2017). "Inauguración del Laboratorio de Ingeniería Nuclear: Conectando el pasado y el futuro" . Centro de Noticias de The Michigan Engineer . Archivado del original el 23 de abril de 2018. Consultado el 26 de marzo de 2018 .
- ↑ Martin, Joseph D. (febrero de 2016). "El átomo pacífico llega al campus" . Physics Today . 69 (2): 40– 46. Bibcode : 2016PhT....69b..40M . doi : 10.1063/pt.3.3081 .
- ↑ "Se inició el proceso de planificación para el desmantelamiento del reactor nuclear Ford" . Servicio de noticias de la Universidad de Michigan. 21 de noviembre de 2000. Consultado el 23 de abril de 2007 .
- ↑ "Laboratorios de ingeniería nuclear: comienza la renovación de $12 millones | Michigan Engineering" . Archivado del original el 1 de junio de 2016. Consultado el 10 de abril de 2016 .
Enlaces externos
- El Instituto de Energía Memorial Phoenix de Michigan
- NRC: Reactor nuclear Ford
- EPA: Documentos ambientales del Registro Federal
- NRC: 13 de mayo de 1998 AVISO DE VIOLACIÓN (INFORME DE INSPECCIÓN DE LA NRC N.° 50-002/98202)
42°17′27.1″N 83°42′53.0″W / 42.290861°N 83.714722°W / 42.290861; -83.714722
- Universidad de Michigan
- reactores de investigación nuclear
- Edificios y estructuras en Ann Arbor, Michigan
- Establecimientos de 1957 en Michigan