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功率最大的研究堆
当突然接到抢险任务的时候,28岁的海军上尉卡特(JimmyCarter),后来的美国第39任总统,正在纽约州的斯克内克塔迪海军基地里,在里科夫领导的海军核推进项目中工作。让他有点意外的是,之前学习掌握的核污染治理专业技能,不是在将来的“海狼号”核潜艇,而在邻国的反应堆派上用场。
(来源:核史钩沉)
卡特率领部下乘坐火车,紧急赶赴加拿大。那里的一个反应堆,发生了一起严重事故。
海军上尉卡特
话说在第二次世界大战期间,英国和加拿大政府在蒙特利尔大学建立了一个秘密的联合实验室,在之前英国的重水研究项目基础上,主要从事重水慢化钚生产堆的设计工作。作为美国曼哈顿工程的一个分支,这个秘密项目由加拿大国家研究院负责,对外称为“蒙特利尔实验室”。所以,毫不奇怪,对于重水的研究,加拿大科学家从一开始就独领风骚。
战后,跟盟友美国和英国走的路子不一样,加拿大没有继续开展核武器研发,而是潜心于研究反应堆的和平利用,并在后来设计出一种独特的核电堆型——加拿大重水铀反应堆(CANDU)。
1945年9月5日,作为美国之外的第一座反应堆,零功率实验堆(ZeroEnergyExperimentalPile,简称ZEEP)在加拿大安大略省的恰克河实验室首次临界。
ZEEP零功率实验堆
在此基础上,恰克河实验室随后设计了一座多用途研究性反应堆,国家研究实验堆(NationalResearchExperimental,简称NRX),并于1947年7月22日建成投运。
1945年的恰克河实验室
热功率10MW的NRX,是当时世界上功率最大的研究堆,也是最强的中子源,可以用于核燃料和材料辐照考验、中子束应用研究、同位素生产等用途,让加拿大一跃成为世界核科学研究的前沿。比如,加拿大物理学家布罗克豪斯(BertramBrockhouse),1950年代曾在这个反应堆上开展研究工作,后来因为在凝聚态物质领域的中子散射探测与分析技术贡献,获得1994年的诺贝尔物理学奖。
加拿大物理学家布罗克豪斯
压力管式重水铀反应堆
NRX是一座利用重水慢化、轻水冷却、天然铀作燃料的研究堆。反应堆坐在一个叫作排管容器的大型铝桶里,直径8米、高3米。排管容器中装有14000升的重水,上部空间填充氦气。在排管容器里,呈六角形垂直布置了175根铝制的压力管,每根压力管直径均为6厘米。
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