reactor de investigación

Los reactores de investigación son reactores nucleares de fisión nuclear que sirven principalmente como fuente de neutrones . También se les denomina reactores no productivos , en contraposición a los reactores productivos que se utilizan para la producción de electricidad , la generación de calor o la propulsión marítima .

Los neutrones producidos por un reactor de investigación se utilizan para la dispersión de neutrones , ensayos no destructivos, análisis y pruebas de materiales , producción de radioisótopos , investigación y divulgación y educación pública. Los reactores de investigación que producen radioisótopos para uso médico o industrial a veces se denominan reactores de isótopos . Los reactores optimizados para experimentos con haces de partículas compiten actualmente con las fuentes de espalación .

Los reactores de investigación son más simples que los reactores de potencia y operan a temperaturas más bajas. Necesitan mucho menos combustible y se acumulan muchos menos productos de fisión a medida que se consume el combustible. Por otro lado, su combustible requiere uranio más enriquecido , típicamente hasta un 20 % de U-235 , ^{[ 1 ]} aunque algunos usan 93 % de U-235; mientras que el enriquecimiento del 20 % generalmente no se considera utilizable en armas nucleares, el 93 % se conoce comúnmente como " grado armamentístico ". También tienen una densidad de potencia muy alta en el núcleo, lo que requiere características de diseño especiales. Al igual que los reactores de potencia, el núcleo necesita refrigeración, típicamente convección natural o forzada con agua, y se requiere un moderador para disminuir las velocidades de los neutrones y mejorar la fisión. Como la producción de neutrones es su función principal, la mayoría de los reactores de investigación se benefician de reflectores para reducir la pérdida de neutrones del núcleo.

El Organismo Internacional de Energía Atómica y el Departamento de Energía de los Estados Unidos iniciaron en 1978 un programa para desarrollar los medios para convertir los reactores de investigación, pasando del uso de uranio altamente enriquecido (UHE) al uso de uranio de bajo enriquecimiento (UBE), en apoyo de su política de no proliferación. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Para entonces, Estados Unidos había suministrado reactores de investigación y uranio altamente enriquecido a 41 países como parte de su programa Átomos para la Paz . En 2004, el Departamento de Energía de los Estados Unidos extendió su programa de Aceptación de Combustible Nuclear Gastado de Reactores de Investigación Extranjeros hasta 2019. ^{[ 4 ]}

En 2016, un informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina concluyó que la conversión de todos los reactores de investigación a LEU no se puede completar hasta 2035 como muy pronto. Esto se debe en parte a que el desarrollo de combustible LEU confiable para reactores de investigación de alto flujo de neutrones , que no falle por hinchazón, ha sido más lento de lo esperado. ^{[ 5 ]} En 2020Quedan 72 reactores de investigación de HEU. ^{[ 6 ]}

Si bien en las décadas de 1950, 1960 y 1970 existieron varias empresas especializadas en el diseño y la construcción de reactores de investigación, la actividad de este mercado se enfrió posteriormente y muchas empresas se retiraron.

Actualmente, el mercado se ha consolidado en unas pocas empresas que concentran los proyectos clave a nivel mundial.

La licitación internacional más reciente (1999) para un reactor de investigación fue la organizada por la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear para el diseño, construcción y puesta en marcha del reactor australiano de agua ligera de piscina abierta (OPAL). Cuatro empresas fueron precalificadas: Atomic Energy of Canada Limited (AECL), INVAP , Siemens y Technicatom . El proyecto se adjudicó a INVAP, que construyó el reactor. En los últimos años, AECL se retiró de este mercado y las actividades de Siemens y Technicatom se fusionaron en Areva .

• Reactor homogéneo acuoso
• reactor de clase Argonauta
• Clase DIDO , seis reactores de alto flujo en todo el mundo
• TRIGA , una clase de gran éxito con más de 50 instalaciones en todo el mundo.
• Clase de reactor SLOWPOKE , desarrollado por AECL, Canadá.
• Reactor de clase OPAL , desarrollado por INVAP, Argentina.
• Reactor de fuente de neutrones en miniatura , basado en el diseño SLOWPOKE, desarrollado por AECL, actualmente exportado por China.
• Aerojet General Nucleonics, 201 modelos. Desarrollados por Aerojet General en Estados Unidos. Actualmente hay tres reactores en funcionamiento en la Universidad Estatal de Idaho, la Universidad de Nuevo México y la Universidad Texas A&M.

La lista completa se puede consultar en la Lista de reactores nucleares de investigación .

Centros de investigación que operan un reactor:

Reactores de investigación desmantelados:

• Documento informativo n.º 61 de la WNA: Reactores de investigación. Archivado el 28 de febrero de 2013 en la Wayback Machine.
• No proliferación nuclear: el Departamento de Energía debe tomar medidas para reducir aún más el uso de uranio apto para armas en reactores de investigación civil , GAO , julio de 2004, GAO-04-807

• Listado consultable del OIEA de reactores nucleares de investigación en el mundo.
• La Organización Nacional de Reactores de Prueba, Investigación y Entrenamiento, Inc.
• NMI3 - Iniciativa de infraestructura integrada del programa FP7 de la UE para la dispersión de neutrones y la espectroscopia de muones.