Reactor de investigación Reed

El Reactor de Investigación Reed ( RRR ) ( 45°28′50″N 122°37′48″O / 45.4806, -122.6301 ) es un reactor nuclear de investigación ubicado en el campus del Reed College en Portland, Oregón . Es un reactor TRIGA Mark I de tipo piscina, construido por General Atomics en 1968 y operado desde entonces bajo licencia de la Comisión Reguladora Nuclear . La salida térmica máxima es de 250 kW. El reactor tiene más de 1000 visitantes cada año y presta servicio a los departamentos de Física y Química del Reed College, así como a otros departamentos. ^[1]

El RRR es el único reactor de investigación del mundo que es propiedad de una institución educativa de grado y está operado por ella. Su funcionamiento y mantenimiento está a cargo de estudiantes universitarios de grado bajo la supervisión de un director y un gerente de operaciones que son miembros del personal de la universidad. La instalación proporciona servicios de irradiación científica a una amplia comunidad fuera de la universidad, pero su misión principal es la investigación, la capacitación y la educación práctica iniciadas por los estudiantes.

El reactor de investigación Reed está diseñado para producir neutrones térmicos . Se utiliza principalmente para la activación de neutrones con el fin de producir radioisótopos o analizar la composición de muestras de materiales.

El RRR se distingue de otros reactores de investigación universitarios por el hecho de que es uno de los únicos reactores operados completamente por estudiantes de grado y sirve casi exclusivamente a programas de grado de estudiantes universitarios. Otros reactores operados por estudiantes universitarios incluyen el AGN-201m de la Universidad Estatal de Idaho y el AGN-201m de la Universidad de Nuevo México. ^[2]

La instalación se utiliza en proyectos de investigación, a menudo realizados por el propio campus. A fecha de noviembre de 2018, había aproximadamente 40 estudiantes con licencia para operar el reactor. ^[3] Para obtener dicha licencia, los estudiantes deben asistir a un año de seminarios sobre seguridad nuclear seguido de un examen administrado por la Comisión Reguladora Nuclear . ^[4]

Cuando las instalaciones fueron visitadas por el programa especial de máxima audiencia de la cadena ABC "Radioactive Roadtrip" , el hecho de que la escuela no tuviera un programa de ingeniería se presentó como una prueba de que los reactores universitarios a veces se consideran más un símbolo de estatus que una herramienta de investigación válida. Esta es una cita del sitio web de la ABC:

Reacción de la Universidad: El reactor es una "instalación de riesgo cero" y no hay forma plausible de que constituya una amenaza, dijo Edward Hershey, director de asuntos públicos en el Reed College. Aunque la escuela no tiene un departamento de ingeniería nuclear -o ningún departamento de ingeniería, en realidad- los estudiantes de química y física lo utilizan como un recurso. Hershey dijo que el reactor es un "motivo de orgullo" para Reed. "Es simplemente una instalación genial", dijo. ^[5]

El comentario sobre la "instalación de riesgo cero" refleja el diseño del reactor, que es un reactor de agua ligera de circulación natural con uranio poco enriquecido de tipo pin , con un coeficiente de temperatura negativo muy fuerte . Como tal, es imposible sobrecalentar el reactor, incluso en el caso de una inserción repentina de reactividad .

Las instalaciones de irradiación incluyen equipos que se utilizan para colocar, mover y organizar las muestras que se van a irradiar.

El sistema de transferencia neumática (conocido coloquialmente como el "sistema de conejo") consiste en una cámara de irradiación en el anillo exterior del núcleo con su bomba y tuberías asociadas. Esto permite que las muestras se transfieran dentro y fuera del núcleo del reactor muy rápidamente, mientras el reactor está encendido. El uso rutinario del sistema de transferencia neumática implica colocar muestras en viales, que a su vez se colocan en cápsulas especiales conocidas como "conejos". La cápsula se carga en el sistema en el laboratorio de radioquímica junto al reactor y luego se transfiere neumáticamente a la posición de irradiación del núcleo durante un tiempo predeterminado. Al final de este período, la muestra se transfiere de nuevo a la terminal receptora, donde se retira para la medición. El tiempo de transferencia desde el núcleo a la terminal es inferior a siete segundos, lo que hace que este método de irradiación de muestras sea particularmente útil para experimentos que involucran radioisótopos con vidas medias cortas. El flujo en la terminal del núcleo es de aproximadamente 5×10 ¹² n/cm ² /s cuando el reactor está a plena potencia.

El bastidor de muestras giratorio ( lazy susan ) está ubicado en un pozo en la parte superior del reflector de grafito que rodea el núcleo. El bastidor consta de una matriz circular de 40 receptáculos tubulares. Cada receptáculo puede acomodar dos tubos de irradiación de tipo TRIGA, de modo que se pueden irradiar hasta 80 muestras separadas en un momento dado. Los viales con capacidad de hasta 17 mililitros (0,57 onzas líquidas estadounidenses) (2,57 centímetros (1,01 pulgadas) de diámetro interno, 10 centímetros (3,9 pulgadas) de largo) se utilizan rutinariamente en este sistema. Dependiendo de su geometría, se puede irradiar una muestra de hasta aproximadamente 40 mililitros (1,4 onzas líquidas estadounidenses) uniendo dos viales. Las muestras se cargan en el bastidor de muestras antes de la puesta en marcha del reactor. El bastidor gira automáticamente durante la irradiación para garantizar que cada muestra reciba el mismo flujo de neutrones. Por lo general, los investigadores utilizan el bastidor giratorio cuando se requieren tiempos de irradiación más prolongados (generalmente superiores a cinco minutos). El flujo de neutrones térmicos promedio en la posición de bastidor giratorio es de aproximadamente 2×10 ¹² n/cm ² /s con una proporción de cadmio de 6,0 a plena potencia. El bastidor de muestras también se puede utilizar para irradiaciones gamma cuando el reactor está apagado. El flujo gamma apagado en el bastidor de muestras es de aproximadamente 3 R/min.

El dedal central , que es una cámara de irradiación llena de agua de unos 3 centímetros (1,2 pulgadas) de diámetro, proporciona el flujo de neutrones más alto disponible, aproximadamente 1,4×10 ¹³ n/cm ² /s. Sin embargo, solo contiene un contenedor de irradiación especialmente ubicado, que contiene una cavidad de 7,5 centímetros (3,0 pulgadas) de largo y 2,57 centímetros (1,01 pulgadas) de diámetro.

Se puede conseguir otra ubicación en el núcleo sustituyendo uno de los elementos combustibles por una cámara de irradiación. La cámara encaja en una posición del elemento combustible dentro del propio núcleo.

En varias posiciones de las placas de la rejilla se perforan orificios de inserción de láminas de 0,79 centímetros (0,31 pulgadas) de diámetro. Estos orificios permiten insertar en el núcleo soportes especiales que contienen cables de flujo para obtener mapas de flujo de neutrones del núcleo.

Se pueden instalar instalaciones de irradiación en el interior de la piscina, cerca del núcleo, para muestras más grandes. Los flujos de neutrones serán menores que en el sistema giratorio y dependerán de la ubicación de la muestra.

• Pérez, Pedro B. (2000). "Reactores de investigación universitaria: contribución a la infraestructura científica y de ingeniería nacional desde 1953 hasta 2000 y más allá". Organización Nacional de Reactores de Prueba, Investigación y Entrenamiento . Archivado desde el original el 1 de julio de 2007.

• Sitio web oficial