INL反应堆清单争议:两座未运行堆引质疑
摘要
Idaho美国国家实验室(INL)官方反应堆清单近期从52座增至55座,但其中两座反应堆(EOCR和EBOR)从未实际运行。INL悄然修改了清单标准,删除了“建造并运行”的限定条件。此外,Antares的Mark-0反应堆是INL合并成立以来首座新反应堆,距上一座NRAD反应堆投运已近49年。

在过去两周里,在《核新闻日报》的“周二趣闻”和“周四回顾”栏目中,我们深入挖掘了Idaho美国国家实验室(INL)厂址上过去和现在的反应堆官方清单的故事。我们现在将这一探索带到新闻专线,汇总为日报所做的研究,并进一步延伸讨论。
从名称说起:如今作为Idaho美国国家实验室运营的厂址,其用途和名称在过去几十年里几经变迁。它的故事始于1942年,当时美国海军在Idaho州的Blackfoot、Arco和Idaho Falls等城镇之间建立了海军试验场,以支持20世纪30年代末因二战紧张局势加剧而修建的沿海和岛屿海军基地。这片大部分空旷的土地非常适合进行弹药测试和研究。
随后,在1949年,根据Argonne美国国家实验室主任Walter Zinn关于在偏远地点建造反应堆测试设施的建议,原子能委员会选择了Idaho厂址作为国家反应堆试验站(NRTS),并制定了投入5亿美元用于反应堆和研究设施的计划。在厂址周边所有城镇的竞争之后,Idaho Falls于当年春天被选为NRTS的总部所在地。
在接下来的二十年里,Argonne美国国家实验室深度参与了NRTS的工作,建造了许多试验反应堆和广泛的研究设施。该园区在本世纪余下的时间里被广泛称为Argonne-West。
与此同时,1974年,NRTS更名为Idaho国家工程实验室(INEL)。另一个转折是,1997年,INEL又变成了Idaho国家工程与环境实验室,即INEEL。
最终,在2005年,实验室的运营权从Bechtel转交给Battelle Energy Alliance后,Argonne-West和INEEL合并,创建了我们今天所知的Idaho美国国家实验室。
在这些众多变迁的过程中,我们现在称之为INL的厂址曾是核历史上许多最重要反应堆实验的所在地。某个特定反应堆是在NRTS、Argonne-West、INEL、INEEL、INL时期和地点,还是在它们不断演变的混合体中启动或运行的,这个问题可能远比其重要性更难回答。可以说,INL的清单记录了在这片如今被称为Idaho美国国家实验室的890平方英里厂址内建造的反应堆。因此,在本次探索的剩余部分,将仅使用INL这一术语。
异常情况:在过去几年里,INL维护着一个名为“INL的52座核反应堆”的历史网页。就在上周,INL页面上的这份清单还被描述为包含自1949年以来在INL厂址上“建造并运行”的每一座反应堆。
不过,有一个问题:INL清单上有两座反应堆实际上从未投入运行。根据INL自身描述中最初设定的参数,这些反应堆不应被计入官方统计。
这两座反应堆被称为实验性有机冷却反应堆(EOCR)和实验性氧化铍反应堆(EBOR)。这些项目的故事反映了核工业早期核研究的多方面探索路径。
解释EOCR:1957年,INL将15兆瓦热的有机慢化剂反应堆实验装置投入运行。据INL称,OMRE“证明了使用液态碳氢化合物同时作为冷却剂和慢化剂的可行性。这种蜡状冷却剂被认为很有前景,因为它在高温下液化但不会腐蚀金属。”
EOCR本打算成为一个基于OMRE研究进行的、放大规模的40兆瓦热实验反应堆。该反应堆于1962年完工,但从未投入运行。据INL称,这是因为“原子能委员会领导层认为该概念不会显著提升核电站性能。”《核新闻》的档案提供了更深入的见解。
在1963年1月刊的《核新闻》中,一篇题为“有机反应堆计划缩减”(第28页)的文章同意INL的说法,但补充说,AEC的决定也受到美国包装公司决定不提交一份既能发电又能产生工艺蒸汽的有机电站提案的影响。“该公司与Atomics International于1962年3月联合向AEC表达了对这样一个电站的兴趣”,但最终并未形成项目提案。
美国有机反应堆的故事并未随着EOCR的取消而结束。接下来是Piqua核能设施,该设施的故事已在新闻专线的其他地方有过记载。
解释EBOR:EBOR的故事在很多方面与EOCR相似。INL的官方清单解释说,其目的“是开发氧化铍作为高温气冷堆中的中子慢化剂”,并接着说“该项目于1966年被取消,因为石墨作为慢化剂获得了青睐。”
在《核新闻》的档案中,EBOR首次出现在1963年2月刊(第32页)。在那里,《核新闻》写道,EBOR“与先进气冷海事反应堆有关联”,并且完工日期“大约在明年年底”。
下一次对EBOR的重要提及出现在1964年10月刊(第75页),《核新闻》记载该反应堆旨在“展示氧化铍作为一类适用于中心电站和船用动力装置的气冷堆慢化剂的技术。”运行被推迟到1965年初,《核新闻》补充说,这座10兆瓦热的反应堆将“以1300°F的氦气出口温度运行。”
1966年2月刊(第36页)提供了更多细节。在那里,该反应堆被描述为具有一个“长而窄的堆芯(6英尺长,2英尺见方)”,以及许多其他技术规格,并解释了铍对于小型反应堆的潜在优势。
一年后,在1967年2月刊中,EBOR在一篇文章(第9页)中最后一次重要亮相,该文章报道原子能委员会已终止该项目。文章对该决定的解释与INL今天的解释相似,不过《核新闻》补充说,成本和时间方面的担忧也影响了AEC的决定。
令人困惑的转折:INL的官方反应堆清单长期保持在52座(或按《核新闻》的统计为50座)。然而,最近几周,该厂址有一系列新反应堆达到临界——Antares的Mark-0、Deployable Energy的Unity以及Aalo Atomics的CTR。这使得官方统计数字现在上升到了55座(或按我们的估计为53座)。
看来,在回头修改这份清单以添加这些新反应堆时,INL认为是时候重新整理该页面了,对反应堆进行了重新分类,并且——对本次讨论至关重要——删除了该清单仅统计“建造并运行”反应堆的限定条件。
这一微妙的变化是在本文撰写和审阅之间推出的,将我们文章的主旨从简单的“按照INL自己定义的标准,其清单在技术上是错误的”变成了更令人困惑的“按照INL现已摒弃的标准,其清单过去在技术上是错误的”。
尽管如此,在几乎没有立足之地的情况下,《核新闻》团队坚持认为EOCR和EBOR不应被计入官方清单,并且INL的官方反应堆数量现在应被视为53座,而非55座。
还有一座反应堆:这个故事还有一条线索可循。当Antares使Mark-0达到临界时,许多人含糊地表示这是INL几十年来首次临界,这引出了一个显而易见的问题:在Mark-0启动之前,INL最近投入运行的反应堆是哪一座,间隔了多长时间?
这个问题的答案是中子射线照相反应堆(NRAD),根据《核新闻》1977年12月刊(第49页)的一篇简短文章,该反应堆于1977年10月12日投入运行。
在次月的一篇后续新闻简报中,《核新闻》报道(第21页),NRAD(至今仍在运行)是一座250千瓦的TRIGA反应堆,“它将一束中子从HFEF[热室燃料检查设施]的主检查室下方穿过,在那里与一根从主室地板向下延伸的垂直、气密的样品管相遇。以前,实验必须通过屏蔽罐送到TREAT反应堆进行射线照相。”据INL称,来自NRAD的第二条束线被引向INL的北部射线照相站,该站提供“对未辐照和瞬态辐照样品的射线照相和断层扫描能力。”
NRAD与Mark-0之间的间隔将近49年。这一事实引出了一个有趣的结论:考虑到NRAD投入运行时,INL厂址仍分为Argonne-West和INEL,严格来说,Mark-0是INL有史以来的第一座反应堆。
