Принципова схема ядерного реактора Magnox із зображенням потоку газу. Теплообмінник знаходиться поза бетонним захистом від радіації. Це являє собою ранню конструкцію Magnox із циліндричною сталевою посудиною під тиском.Паливний стрижень Magnox ранньої конструкції
Як і в інших реакторах, що виробляють плутоній, збереження нейтронів є ключовим елементом конструкції. У magnox нейтрони сповільнюються у великих блоках графіту. Ефективність графіту як сповільнювача дозволяє Magnox працювати на природному урановому паливі, на відміну від більш поширеного комерційного легководного реактора, який потребує злегка збагаченого урану. Графіт легко окислюється на повітрі, тому серцевина охолоджується CO2, який потім закачується в теплообмінник для генерації пари для приводу традиційного парового турбінного обладнання для виробництва електроенергії. Активна зона відкрита з одного кінця, тому паливні елементи можна додавати або видаляти, поки реактор ще працює.
Загальний опис
Windscale
Першим повномасштабним ядерним реактором Великої Британії був Windscale Pile у Селлафілді. Купа була розроблена для виробництва плутонію-239, який розводився в багатотижневих реакціях, що відбуваються в природному урановому паливі. За нормальних умов природний уран недостатньо чутливий до власних нейтронів, щоб підтримувати ланцюгову реакцію. Для підвищення чутливості палива до нейтронів використовується сповільнювач нейтронів, в даному випадку високоочищений графіт[1][2].
Magnox
Колдер Холл, Велика Британія – перша в світі комерційна атомна електростанція[3]. Вперше підключений до національної електромережі 27 серпня 1956 року та офіційно відкритий королевою Єлизаветою II 17 жовтня 1956 року.
Оскільки ядерний істеблішмент Великої Британії почав звертати увагу на ядерну енергетику, потреба в більшій кількості плутонію для розробки зброї залишалася гострою. Це призвело до спроб адаптувати базову конструкцію Windscale до енергетичної версії, яка б також виробляла плутоній. Щоб бути економічно корисним, завод мав би працювати на набагато вищих рівнях потужності, а щоб ефективно перетворювати цю енергію в електрику, він мав би працювати при вищих температурах.
AGR
Характер «подвійного використання» дизайну Magnox призводить до компромісів у дизайні, які обмежують його економічні показники. Коли розгортався дизайн Magnox, уже велася робота над удосконаленим газоохолоджуваним реактором (AGR) з явним наміром зробити систему більш економічною. Основною серед змін було рішення запустити реактор при значно вищих температурах, близько 650 °C (1 200 °F), що значно підвищить ефективність роботи парових турбін, що витягують електроенергію. Це було занадто гаряче для магноксового сплаву, і AGR спочатку мав намір використовувати нову оболонку на основі берилію, але вона виявилася занадто крихкою. Це було замінено оболонкою з нержавіючої сталі, але вона поглинала достатньо нейтронів, щоб впливати на критичність, і, у свою чергу, вимагала, щоб конструкція працювала на злегка збагаченому урані, а не на природному урані Magnox, що збільшувало витрати на паливо. Зрештою, економіка системи виявилася трохи кращою, ніж Magnox. Колишній економічний радник Міністерства фінансів Девід Хендерсон описав програму AGR як одну з двох найдорожчих помилок проекту, спонсорованого британським урядом, поряд із Concorde[4].
Завантаження палива Magnox на атомній електростанції Calder Hall
Перші реактори Magnox в Колдер-Холлі[6] були розроблені головним чином для виробництва плутонію для ядерної зброї[7]. Виробництво плутонію з урану шляхом опромінення в купі генерує велику кількість тепла, яке потрібно утилізувати, і таким чином генерувати пару з цього тепла, яке можна використовувати в турбіні для виробництва електроенергії, або як технологічне тепло на сусідньому заводі Windscale, розглядався як свого роду «безкоштовний» побічний продукт істотного процесу.
Безпека
Корпуси реакторів АЕС Bradwell Magnox
У той час вважалося, що реактори Magnox мають значний ступінь внутрішньої безпеки через їхню просту конструкцію, низьку питому потужність і газовий теплоносій. Через це вони не були забезпечені функціями вторинного утримання. Принципом проектування безпеки на той час був принцип «максимально вірогідної аварії», і було зроблено припущення, що якщо станція була спроектована таким чином, щоб витримати це, то всі інші менш значущі, але подібні події будуть охоплені. Аварії з втратою теплоносія (принаймні ті, що розглядаються в проекті) не призведуть до великомасштабної відмови палива, оскільки оболонка Magnox утримає основну частину радіоактивного матеріалу, припускаючи, що реактор буде швидко зупинено (SCRAM), оскільки тепло розпаду може видаляються шляхом природної циркуляції повітря. Оскільки теплоносій вже є газом, вибухове підвищення тиску внаслідок кипіння не є ризиком, як це сталося під час катастрофічного вибуху пари під час аварії на Чорнобильській АЕС. Відмова системи зупинки реактора для швидкої зупинки реактора або відмова природної циркуляції в проекті не враховувалися. У 1967 році на Чапелкросі сталося розплавлення палива через обмежений потік газу в окремому каналі, і, хоча екіпаж станції впорався з цим без серйозних інцидентів, ця подія не була розроблена або запланована, і викид радіоактивності був більшим, ніж очікувалося під час дизайн станції.
Побудовані реактори
Атомна електростанція Sizewell A Magnox
Загалом у Сполученому Королівстві, де був розроблений проект, було побудовано 11 електростанцій загальною кількістю 26 одиниць. Крім того, один був експортований до Токаї в Японії[8], а інший до Латини в Італії. Північна Корея також розробила власні реактори Magnox на основі британського проекту, який був оприлюднений на конференції «Атом заради миру».
Перша електростанція Magnox, Calder Hall, була першою в світі атомною електростанцією, яка виробляла електроенергію в промислових масштабах[6] (електростанція в Обнінську, Росія почала постачати мережу в дуже малих некомерційних кількостях 1 грудня 1954 року). Перше підключення до мережі відбулося 27 серпня 1956 року, а станцію офіційно відкрила королева Єлизавета II 17 жовтня 1956 року[9]. Коли станцію закрили 31 березня 2003 року, перший реактор використовувався майже 47 років[10].
Виведення з експлуатації
ChapelCross до знесення градирень у 2007 році
Управління з виведення з експлуатації атомних електростанцій (NDA) несе відповідальність за виведення з експлуатації електростанцій Magnox Великої Британії, орієнтовна вартість якого становить 12,6 мільярдів фунтів стерлінгів. Були дискусії щодо того, чи слід прийняти стратегію виведення з експлуатації на 25 чи 100 років. Після 80років короткочасний радіоактивний матеріал у вивантаженій активній зоні розпався б настільки, що людина могла б отримати доступ до конструкції реактора, що полегшило б роботи з демонтажу. Коротша стратегія виведення з експлуатації вимагала б роботизованої техніки демонтажу активної зони[11]. Поточний приблизно 100-річний план виведення з експлуатації називається Safestore. Також розглядалася 130-річна стратегія відкладеного Safestore з орієнтовною економією коштів у 1,4 мільярда фунтів стерлінгів, але не була обрана[12].
↑ (Звіт). {{cite report}}: |archive-date= вимагає |archive-url= (довідка); Вказано більш, ніж один |archivedate= та |archive-date= (довідка); Пропущений або порожній |title= (довідка)
↑ (Пресреліз). {{cite press release}}: |archive-date= вимагає |archive-url= (довідка); Вказано більш, ніж один |archivedate= та |archive-date= (довідка); Пропущений або порожній |title= (довідка)
.jpg){kind=spacer}
