Reattore nucleare UHTREX: differenze tra le versioni

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L''''Ultra High Temperature Reactor Experiment (UHTREX)''' era un esperimento effettuato su un [[reattore nucleare a gas|reattore nucleare raffreddato a gas]] sperimentaresperimentale iniziato nel 1959 e durato circa 12 anni.<ref name=bradbury>Los Alamos Scientific Laboratory "The Bradbury Years" a Chapter of "Los Alamos Science" Winter/Spring 1983 Edition. Published by Los Alamos National Laboratory document available at http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-02.pdf</ref><ref name=agnew>Los Alamos Scientific Laboratory "The Agnew Years" A chapter of "LOS ALAMOS SCIENCE" Winter/Spring 1983 Edition. Published by Los Alamos Scientific Laboratory

http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00416612.pdf</ref>

UHTREX era situato presso i [[Los Alamos National Laboratory|laboratori di Los Alamos]], e raggiunse la sua piena potenza nel 1969.<ref name=milestones>Los Alamos Scientific Laboratory "Milestones in the history of Los Alamos National Laboratory" Los Alamos Science Document Number 21-1993, Published by Los Alamos National Laboratory available at http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?21-01.pdf</ref>

L'obbiettivo dell'esperimento era di testare i vantaggi di usare un carburante semplice contro gli svantaggi di un ciclo di raffreddamento contaminato<ref name=hazard>Los Alamos Scientific Laboratory, 1962 "ULTRA HIGH TEMPERATURE REACTOR EXPERIMENT (UHTREX) HAZARD REPORT" Published by Los Alamos Scientific Laboratory in 1962 Document #LA-2689 available at https://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/4792064-Th6uOi/4792064.PDF</ref> con l'obbiettivo finale di trovare maniere per ridurre i costi dell'energia nucleare.<ref name=atom>Los Alamos Scientific Laboratory, 1974 "The Atom" Volume 11 #51 Jan-Feb 1974 Edition. Published by Los Alamos Scientific Laboratory available at http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00847038.pdf</ref>

Il concetto dell'UHTREX nacque dalla precedente tecnologia sviluppata nel progetto del [[Razzo termico nucleare|ROVER]].<ref name=bradbury/>

== Struttura del nocciolo ==

[[File:UHTREX Reactor Core Vertical Cross Section 1.jpg|thumb|upright=1.3]]

Il nocciolo dell'UHTREX è costituito da una cilindro di grafite, con 312 canali per il combustibile nucleare. I canali sono posti su 13 file da 24 canali l'una, ogni canale attraversa l'intero reattore e può contenere fino a 4quattro elementi di materiale fissile, tali caratteristiche consentono di poter rifornire il reattore senza interruzioni del servizio.<ref name="hazard" />

Per rifornirlo viene inserito un nuovo elemento all'interno del canale che spinge fuori il vecchio elemento, a piena potenza si cambiano tra 1uno e 6sei elementi al giorno, in base alle caratteristiche del combustibile.

Questo tipo di reattori può produrre 3 &nbsp;MW termici.

== Vantaggi e svantaggi ==

Un tipico reattore nucleare prevede che i pellet di materiale fissile siano mantenuti separati dall'acqua del circuito primario o rivestendo i singoli pellet con appositi materiali o facendo scorrere il liquido refrigerante in apposite condotte,; tale procedura causa l'accumulo di alcuni prodotti di fissione all'interno del combustibile stesso, generando il fenomeno dell'[[Veleno neutronico|avvelenamento del reattore]].

Inoltre il rivestimento metallico o la presenza di condutture, spesso costituite da materiali metallici, impone un funzionamento del reattore a temperature molto minori rispetto a quelle effettivamente sostenibili deldal combustibile nucleare, abbattendo il [[Rendimento (termodinamica)|rendimento]] del reattore.

Nel reattore UHTREX il problema dell'avvelenamento del reattore veniva risolto utilizzando un materiale poroso ottenuto rivestendo di ossido d'uranio dei cilindri in carbonio precedentemente trattati con del nitrato di uranile, in maniera tale da rendere poroso il carbonio e quindi aumentare il rivestimento di ossido d'uranio, in tal modo si consentiva ai prodotti della fissione di migrare dalla barra di combustibile al liquido refrigerante da cui potevano poi essere rimossi e quindi di evitare l'accumulo di veleni neutronici nel reattore, e tra l'altro si prevedeva un ridotto costo nella produzione di tale combustibile rispetto agli altri combustibili del tempo.<ref name="hazard" />

Tale migrazione era possibile grazie alle alte temperature raggiunte dal reattore, e; tali temperature erano ottenibili essendopoiché erano assenti le parti metalliche che costituivano un problema nella tipica configurazione dei reattori.

Il ridotto avvelenamento consentiva infine di utilizzare meglio il combustibile arrivando a consumare anche il 50% del materiale fissile prima di dover cambiare il pellet.

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== Specifiche tecniche ==

* Combustibile: Uranio ad alto arricchimento

* Potenza: 3 &nbsp;MW termici

* Materiale del nocciolo: grafite

* Moderatore: grafite

* Vessel: sferico, 4 metri di diametro 4.,44 centimetri di spessore in acciaio

* Canali per il combustibile: 312 canali, ognuno di 2.,7 centimetri di diametro interno e 60 centimetri di lunghezza in grado di contenere 4 elementi di combustibile

* Elementi di combustibile: ognuno da 25.,4 &nbsp;mm di diametro esterno, 12.,7 &nbsp;mm di diametro interno e 139.,7 &nbsp;mm di lunghezza

* Refrigerante: Elio, pressione: 3.,45 &nbsp;MPa, temperature operative: 871 &nbsp;°C all'ingresso e 1'.316 &nbsp;°C all'uscita, portata 1.,294 &nbsp;kg/s

== Note ==

<references/>

{{portalePortale|energia|fisica|ingegneria}}

[[Categoria:Reattori nucleari]]