核工程六十载职业生涯回顾
摘要
作者回顾了从1956年至今的核工程职业生涯,涵盖在MIT、Oak Ridge、Atomics International、通用电气等机构的实验研究,包括SNAPTRAN破坏性试验、SEFOR临界实验等。他见证了核工业从早期发展到三哩岛事故影响,再到当前先进反应堆复兴的历程。作者表达了对新反应堆部署中可能存在的安全风险的担忧,强调监管对保持完美安全记录的重要性。
……至今。
韦茨伯格随后……
我第一次接触核工程是在1956-57年,当时我是麻省理工学院化学工程专业的大四学生。前一个夏天,我在新泽西州的一家炼油厂工作,我们班参观了波士顿港的一家孟山都硫酸厂。我对化学工程失去了热情,决定在大四时选修几门核工程入门课程。在Oak Ridge的Y-12工厂暑期工作后,我开始攻读核工程硕士学位。(原子能委员会的奖学金当然帮助我做出了这个决定。)
接下来的夏天,我在布鲁克海文与赫伯·考茨、乔·亨德里、鲁迪·谢尔和亨利·温莎一起进行了反应堆物理实验。1962年1月,在完成关于测量重水中铀棒栅格的铀-238俘获的博士论文答辩后,我前往洛杉矶为原子国际公司从事SNAP反应堆工作。在那里,我进行了临界实验并管理了他们的航空航天安全计划。
我最重要的贡献之一是确定了用于在Idaho美国国家反应堆试验站启动1964年SNAPTRAN-3破坏性瞬态的毒物套筒弹射技术。SNAPTRAN-3测量了将无反射层的SNAP2/10A堆芯浸入水箱中的效果,模拟发射事故。没有太多人被指派故意炸毁核反应堆。
SNAPTRAN-1试验于前一年在NRTS进行。它使用改进的快速移动控制鼓的SNAP 2/10A反应堆测量反应堆动力学参数,所有设备都封装在电加热炉中。尽管有些文件提到,但没有进行SNAPTRAN-2试验。一个冬天的日子,当我到达卡诺加公园工作时,我被告知SNAPTRAN-1的首次装料将在第二天进行,我必须到场。我回家收拾好衣服,把滑雪板放在我的TR-3车后,开始了前往爱达荷福尔斯的985英里车程。第二天早上,我在美国瀑布的路边小睡后到达,却得知装料被推迟了。SNAPTRAN工作非常有趣,与北部试验区的菲利普斯石油公司试验工程师以及来自拉斯维加斯内华达试验场武器试验项目的埃杰顿、格梅肖森和格里尔仪器专家合作。我在北部试验区的热室看到了SL-1反应堆的残骸,并了解了武器试验期间进行的非常快速的摄影和首次表面运动测量。
1965年,我转到通用电气公司,被指派在NRTS担任ZPR-3的西南实验快堆氧化物反应堆临界实验的现场代表。SEFOR旨在证明快堆中的铀-238多普勒效应。1966年,我在Argonne美国国家实验室举行的国际快堆临界实验及其分析会议上发表了一篇论文《使用共振三明治探测器测量快堆组件中的超热谱》。探测器在SEFOR临界实验中辐照。我将箔片放在一个小铅罐中,立即开车到爱达荷福尔斯机场,在那里我登上了前往湾区的西部航空公司航班。当时唯一的要求是通知机长我携带放射性材料,我将铅罐放在座位下。我们在通用电气瓦列西托斯分析了这些箔片。
1966年,我转到通用电气瓦列西托斯工作,在那里我进行了核实验,包括射线照相、活化分析、材料辐照以及用于沸水堆燃料的氧化钆临界实验。我以调到加利福尼亚州圣何塞的通用电气核能总部结束了我的动手实验生涯,在那里我开发了将使用我测量的数据进行基准测试的核芯设计方法。我管理核方法小组几年。我是NQA-1审核员,并在50年前从事先进沸水堆工作。
1971年发生了一个有趣的事件,当时在德累斯顿-2反应堆中首次使用氧化钆代替碳化硼可燃毒物进行全堆芯装料。我们忽略了告知操作员由于钆共振的多普勒展宽在启动加热期间反应性效应的差异。当使用可燃毒物时,在沸水堆中拉出控制棒以增加反应性和功率时,功率单调增加。使用氧化钆燃料时,在拉棒后初始增加后功率意外地略有下降。我们接到紧急电话,问题很快得到解决。
1977年,我搬到华盛顿特区地区为能源部提供技术支持。这是持续至今的计划和技术支持活动的开始。我为几家咨询公司工作直到2002年,然后开始作为独立顾问工作。我首先协调了防扩散替代系统评估计划的支持工作三年。1980年,我开始支持空间和国防办公室,最初从事放射性同位素热电发生器的安全性和可靠性工作。
然后我进入空间反应堆领域,包括所有能源部与美国宇航局、美国空军和国防部的联合地表电力和推进计划,我一直持续到2017年。这包括SP-100和普罗米修斯等重大项目。我还支持稳定和放射性同位素计划15年。
除了能源部的工作外,我还为其他客户执行咨询任务,包括美国宇航局、美国电力研究院、美国核管会和公用事业公司。这些与反应堆相关的活动涵盖了从概念设计到停用和退役、安全和监管以及环境影响的全谱系。
我于1962年加入美国核学会,多年来参加了国家和专题会议的委员会会议,发表论文并参加小组讨论。我在美国核学会的主要活动是在反应堆物理标准领域。我在60年代末开始担任工作组主席,随后担任ANS-19反应堆物理标准委员会主席,至今仍是成员。我还是ANS-1临界实验实施委员会的成员。我曾是N17共识委员会(研究堆、反应堆物理、辐射屏蔽和计算方法)的副主席,以及最近的安全和放射学分析共识委员会的成员,我继续在该委员会任职。我最近的标准活动是共同主持ANS-19.13-2024《同类首创先进反应堆的首次装料和启动物理试验》的工作组。
当我们似乎处于另一个核能“复兴”的边缘时,我回顾了我在核工业的几十年。我看到了早期的发展,动力反应堆基于运行经验和规模经济缓慢增加规模。我看到了三哩岛事故对公众认知和工业的毁灭性影响,尽管没有因放射性排放造成伤害或健康影响。
我现在看到先进反应堆的设计、开发和营销激增——许多由从未建造或运行过核反应堆的组织进行。在部署之前确定反应堆核特性的可用基础设施也非常有限。小型模块化反应堆和微堆应该非常安全,但是近期部署、工厂制造和微堆机队燃料的计划是否为保证承诺寿命内的安全和可靠运行提供了时间?
有人声称美国核管会的监管正在阻碍新反应堆的发展,但正是这种监管迄今产生了完美的美国安全记录。反核者仍然与我们同在,公众认知反复无常。我担心在反应堆部署之前采取的捷径可能导致没有健康影响但对该行业产生负面影响的反应堆事故,就像三哩岛一样。
我们欢迎在社区有长期职业生涯的美国核学会成员提交自己的故事,以便记录核电的个人历史。有关提交故事的信息,请联系[email protected]。
