Un reactor de piscină (de asemenea , reactor de tip bazin ) [1] este un tip de reactor nuclear în care miezul (format din elemente de combustibil și tije de control ) este scufundat într-un bazin deschis, de obicei cu apă, care acționează ca un moderator. [2]
Apa acționează ca moderator de neutroni , lichid de răcire și scut de radiații. Stratul de apă direct deasupra miezului reactorului protejează radiația atât de puternic încât operatorii pot lucra în siguranță direct deasupra reactorului. Acest design are două avantaje principale: reactorul este ușor accesibil și întregul sistem primar de răcire, adică apa din piscină, este la presiune normală. Acest lucru evită temperaturile ridicate și presiunile ridicate întâlnite în majoritatea centralelor nucleare . Reactoarele de bazin sunt folosite ca sursă de neutroni și pentru antrenament și, în cazuri rare, pentru generarea de căldură, dar nu pentru generarea de energie electrică.
Piscina exterioară are o adâncime de 6 până la 9 m și un diametru de 1,8 până la 3,6 m. Unele piscine, precum cele de la reactorul Canadian MAPLE , sunt dreptunghiulare și conțin până la 416 tone de apă. Majoritatea piscinelor sunt ridicate deasupra nivelului podelei, dar unele sunt total sau parțial subterane. Există reactoare cu apă simplă (ușoară) și apă grea , precum și așa-numitele modele „tank-in-pool”, care folosesc apă grea pentru moderare într-un rezervor mic situat într-un bazin mare de apă plată. Ajutoare de supraviețuire sunt uneori plasate în jurul unității pentru personalul care poate cădea în piscină, sporind și mai mult impresia de piscină.
În mod obișnuit, reactorul este încărcat cu combustibil de uraniu slab îmbogățit (LEU), cu nu mai mult de 20% uraniu-235 , dopat cu o matrice precum aluminiu sau zirconiu . Uraniul foarte îmbogățit (HEU) este de preferat deoarece are o durată de viață mai lungă, dar nu a fost utilizat în reactoare non-militare pentru a evita problemele de proliferare . Cea mai des folosită îmbogățire este de 19,75%, care este chiar sub nivelul de 20% considerat nivelul minim pentru uraniul foarte îmbogățit. Elementele de combustibil pot fi plăci sau tije cu conținut de uraniu de la 8,5% la 45%. Blocuri sau plăci de beriliu și grafit pot fi adăugate la miez ca reflectoare de neutroni și tije absorbante care pătrund în miez pentru a controla puterea reactorului. General Atomics din La Jolla ( San Diego , California ) produce elemente de combustibil pentru reactoare TRIGA în Franța pentru majoritatea acestor tipuri de reactoare la nivel mondial. Răcirea miezului se face fie prin convecție , creată de miezul fierbinte, fie în reactoare mai mari prin flux forțat de lichid de răcire și schimbătoare de căldură .
Compartimentele pentru amplasarea articolelor de iradiat sunt situate în interiorul miezului sau în imediata apropiere a miezului. Probele pot fi coborâte în miez de sus sau livrate pneumatic prin țevi orizontale în afara rezervorului. De asemenea, pot fi instalate tuburi orizontale evacuate sau umplute cu heliu pentru a direcționa fasciculul de neutroni către ținte situate la distanță de sala reactorului.
Majoritatea reactoarelor de cercetare sunt de tip bazin. Acestea tind să fie modele de putere redusă, cu întreținere redusă. De exemplu, SLOWPOKE de la AECL este autorizat să funcționeze nesupravegheat până la ora 18:00. Terapia de captare a neutronilor este o altă aplicație medicală.