مفاعل الأبحاث

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

مفاعلات الأبحاث هي مفاعلات نووية تعتمد على الانشطار النووي ، وتُستخدم بشكل أساسي كمصدر للنيوترونات . وتُسمى أيضاً بالمفاعلات غير المخصصة لتوليد الطاقة ، وذلك على عكس مفاعلات الطاقة المستخدمة في إنتاج الكهرباء أو توليد الحرارة أو الدفع البحري .

غاية

صورة علوية لقلب مفاعل الأبحاث والإنتاج RA-3 (CNEA، الأرجنتين)
منظر علوي لقلب مفاعل الأبحاث والإنتاج RA-3 ( CNEA ، الأرجنتين )

تُستخدم النيوترونات المُنتجة من مفاعل الأبحاث في تشتت النيوترونات ، والاختبارات غير المُتلفة، وتحليل المواد واختبارها ، وإنتاج النظائر المشعة ، والبحوث ، والتوعية العامة والتعليم. تُسمى مفاعلات الأبحاث التي تُنتج النظائر المشعة للاستخدامات الطبية أو الصناعية أحيانًا بمفاعلات النظائر . وتتنافس المفاعلات المُحسّنة لتجارب خطوط الحزم حاليًا مع مصادر التفتت النووي .

الجوانب التقنية

تُعدّ مفاعلات الأبحاث أبسط من مفاعلات الطاقة، وتعمل في درجات حرارة منخفضة. فهي تحتاج إلى كمية أقل بكثير من الوقود، ويتراكم فيها عدد أقل بكثير من نواتج الانشطار أثناء استهلاك الوقود. من ناحية أخرى، يتطلب وقودها يورانيومًا عالي التخصيب ، يصل عادةً إلى 20% من اليورانيوم-235 ، [ 1 ] مع أن بعضها يستخدم يورانيومًا بنسبة 93% من اليورانيوم-235؛ وبينما لا يُعتبر تخصيب 20% مناسبًا للاستخدام في الأسلحة النووية، يُشار إلى نسبة 93% عادةً باسم " يورانيوم صالح للاستخدام في الأسلحة ". كما تتميز هذه المفاعلات بكثافة طاقة عالية جدًا في قلبها، مما يتطلب خصائص تصميمية خاصة. ومثل مفاعلات الطاقة، يحتاج قلب المفاعل إلى التبريد، وعادةً ما يكون ذلك عن طريق الحمل الحراري الطبيعي أو القسري بالماء، كما يلزم وجود مُهدِّئ لإبطاء سرعات النيوترونات وتعزيز الانشطار. ولأن إنتاج النيوترونات هو وظيفتها الرئيسية، فإن معظم مفاعلات الأبحاث تستفيد من العواكس لتقليل فقدان النيوترونات من القلب.

التحويل إلى يورانيوم منخفض التخصيب

أطلقت الوكالة الدولية للطاقة الذرية ووزارة الطاقة الأمريكية برنامجًا عام 1978 لتطوير وسائل تحويل مفاعلات الأبحاث من استخدام اليورانيوم عالي التخصيب إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب ، دعمًا لسياسة عدم الانتشار النووي. [ 2 ] [ 3 ] وبحلول ذلك الوقت، كانت الولايات المتحدة قد زودت 41 دولة بمفاعلات أبحاث ويورانيوم عالي التخصيب في إطار برنامجها " الذرة من أجل السلام ". وفي عام 2004، مددت وزارة الطاقة الأمريكية برنامج قبول الوقود النووي المستهلك من مفاعلات الأبحاث الأجنبية حتى عام 2019. [ 4 ]

في عام 2016، خلص تقرير صادر عن الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب إلى أن تحويل جميع مفاعلات الأبحاث إلى استخدام اليورانيوم منخفض التخصيب لن يكتمل قبل عام 2035 على أقرب تقدير. ويعود ذلك جزئيًا إلى أن تطوير وقود اليورانيوم منخفض التخصيب الموثوق به لمفاعلات الأبحاث ذات التدفق النيوتروني العالي ، والذي لا يتعطل بسبب التورم، كان أبطأ من المتوقع. [ 5 ] اعتبارًا من عام 2020لا يزال هناك 72 مفاعلاً بحثياً من نوع HEU. [ 6 ]

المصممون والمنفذون

بينما كان هناك عدد من الشركات المتخصصة في تصميم وبناء مفاعلات الأبحاث في الخمسينيات والستينيات والسبعينيات من القرن الماضي، إلا أن نشاط هذا السوق تراجع بعد ذلك، وانسحبت العديد من الشركات.

لقد اندمج السوق اليوم في عدد قليل من الشركات التي تركز على المشاريع الرئيسية على مستوى العالم.

كان آخر مناقصة دولية (عام ١٩٩٩) لمفاعل بحثي هي تلك التي نظمتها المنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية لتصميم وبناء وتشغيل مفاعل الماء الخفيف الأسترالي ذي الحوض المفتوح (OPAL). تأهلت أربع شركات مسبقًا: هيئة الطاقة الذرية الكندية المحدودة (AECL)، وشركة INVAP ، وشركة سيمنز ، وشركة تكنكاتوم . رُسّي المشروع على شركة INVAP التي قامت ببناء المفاعل. في السنوات الأخيرة، انسحبت هيئة الطاقة الذرية الكندية المحدودة من هذا السوق، ودُمجت أنشطة شركتي سيمنز وتكنيكاتوم في شركة أريفا .

مفاعل أبحاث CROCUS التابع لمدرسة البوليتكنيك الفيدرالية في لوزان ، في سويسرا

أنواع مفاعلات الأبحاث

مركز الأبحاث

يمكن الاطلاع على القائمة الكاملة في قائمة مفاعلات الأبحاث النووية .

مراكز الأبحاث التي تشغل مفاعلاً نووياً:

اسم المفاعلدولةمدينةمؤسسةمستوى الطاقةتاريخ العملية
مفاعل BR2بلجيكامولمركز الأبحاث النووية البلجيكي SCK•CEN100 ميغاواط
مفاعل بودابست للأبحاث [ 7 ]هنغاريابودابستمركز أبحاث الطاقة التابع للأكاديمية الهنغارية للعلوم5 ميغاواط [ 7 ]1959 [ 7 ]
مفاعل التدريب بجامعة بودابست للتكنولوجيا [ 8 ]هنغاريابودابستجامعة بودابست للتكنولوجيا والاقتصاد100  كيلوواط1969
مفاعل التدفق العالي ILLفرنساغرونوبلمعهد لاو-لانجفين63 ميغاواط [ 9 ]
RA-6الأرجنتينباريلوتشيمعهد بالسيرو / مركز باريلوتشي الذري1 ميغاواط [ 10 ]1982 [ 10 ]
زيد-2كنداديب ريفر، أونتاريومختبرات تشوك ريفر التابعة لشركة AECL200 واط [ 11 ]1960
مفاعل ماكماستر النوويكنداهاميلتون، أونتاريوجامعة ماكماستر5 ميغاواط1959
مفاعل التدريب UFالولايات المتحدةغينزفيل، فلوريداجامعة فلوريدا100 كيلوواط1959
المفاعل العالمي للأبحاث الوطنيةكنداديب ريفر، أونتاريومختبرات تشوك ريفر التابعة لشركة AECL135 ميغاواط1957
مفاعلات بيتن النوويةهولندابيتينمجموعة الأبحاث والاستشارات النووية الهولندية، [ 12 ] مركز الأبحاث المشترك للاتحاد الأوروبي30  كيلوواط و 60 ميجاواط1960
أورفيفرنساساكلايمختبر ليون بريلوان14 ميغاواط1980
FRM IIألمانياغارشينغجامعة ميونخ التقنية20 ميغاواط2004
هورهولندادلفتمعهد المفاعلات في دلفت ، جامعة دلفت للتكنولوجيا2 ميغاواط
ماينزألمانياماينزجامعة ماينز، معهد كيرنشيمي100  كيلوواط [ 13 ]
TRIGA Mark II [ 14 ]النمسافييناالجامعة التقنية في فيينا، TU Wien، Atominstitut250  كيلوواط1962 [ 14 ]
IRT-2000بلغارياصوفياموقع أبحاث الأكاديمية البلغارية للعلوم2 ميغاواط
أوبالأستراليالوكاس هايتس، نيو ساوث ويلزالمنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية20 ميغاواط2006
IEA-R1البرازيلساو باولومعهد صيد الأسماك بالطاقة والنووية3.5 ميغاواط1957
IRT-2000 [ 15 ]روسياموسكومعهد موسكو للهندسة الفيزيائية2.5 ميغاواط [ 15 ]1967 [ 15 ]
سفاري-1جنوب أفريقيابيليندابامؤسسة الطاقة النووية في جنوب أفريقيا20 ميغاواط [ 16 ]1965 [ 16 ]
PARR-1باكستانإسلام آبادالمعهد الباكستاني للعلوم والتكنولوجيا النووية5 ميغاواط [ 17 ]1965 [ 18 ]
PARR-llباكستانإسلام آبادالمعهد الباكستاني للعلوم والتكنولوجيا النووية30 كيلوواط [ 17 ]1989 [ 19 ]
مفاعل تطبيقات النيوترونات المتقدمة عالي التدفقكوريا الجنوبيةدايجونمعهد كوريا لأبحاث الطاقة الذرية30 ميغاواط [ 20 ]1995 [ 20 ]
LVR-15الجمهورية التشيكيةŘežمعهد البحوث النووية10 ميغاواط [ 21 ]1995 [ 21 ]
برنامج المفاعلات بجامعة ولاية كارولينا الشماليةالولايات المتحدةرالي، كارولاينا الشماليةجامعة ولاية كارولينا الشمالية1 ميغاواط [ 22 ]1953 [ 22 ]
مفاعل النظائر عالي التدفقالولايات المتحدةأوك ريدج، تينيسيمختبر أوك ريدج الوطني
مفاعل اختبار متقدمالولايات المتحدةأيداهومختبر أيداهو الوطني250 ميغاواط [ 23 ]
مفاعل الأبحاث بجامعة ميسوريالولايات المتحدةكولومبيا، ميزوريجامعة ميسوري10 ميغاواط1966
مفاعل التدريب بجامعة ماريلاندالولايات المتحدةكوليدج بارك، ماريلاندجامعة ميريلاند250  كيلوواط [ 24 ]1970 [ 24 ]
مفاعل جامعة ولاية واشنطنالولايات المتحدةبولمان، واشنطنجامعة ولاية واشنطن1 ميغاواط [ 25 ]
زعفرانسويسرالوزانمدرسة البوليتكنيك الفيدرالية في لوزان
مفاعل ماريابولنداŚwierk- Otwockالمركز الوطني للبحوث النووية30 ميغاواط1974
تريجا مارك 1الولايات المتحدةإرفاين، كاليفورنياجامعة كاليفورنيا، إرفاين
مفاعل التدريب والبحث ITU TRIGA Mark-IIديك رومىإسطنبولجامعة إسطنبول التقنية
ETRR-1مصرإنشاسمركز البحوث النووية2 ميغاواط1961
ETRR-2مصرإنشاسمركز البحوث النووية22 ميغاواط1997
مفاعل الأبحاث في غانا-1 [ 26 ]غاناأكراالمعهد الوطني للبحوث النووية التابع لهيئة الطاقة الذرية الغانية30  كيلوواط

مفاعلات الأبحاث التي تم إيقاف تشغيلها:

اسم المفاعلدولةمدينةمؤسسةمستوى الطاقةتاريخ العمليةتاريخ الإغلاقتم إخراجها من الخدمة
أستراالنمساسيبرسدورفالمعهد النمساوي للتكنولوجيا10 ميغاواط19601999
BER IIألمانيابرلينمركز هيلمهولتز برلين10 ميغاواط19732019 [ 27 ]
كونسورتالمملكة المتحدةأسكوت، بيركشايرإمبريال كوليدج100  كيلوواط1965 [ 28 ]2012 [ 29 ]
مفاعل جيسونالمملكة المتحدةغرينتشالكلية البحرية الملكية10  كيلوواط19621996
مواتاأستراليالوكاس هايتسهيئة الطاقة الذرية الأسترالية100  كيلوواط19611995
مفاعل أسترالي عالي التدفقأستراليالوكاس هايتسهيئة الطاقة الذرية الأسترالية19582007
HTGR (تصميم الدبوس داخل الكتلة)المملكة المتحدةوينفريث ، دورستالوكالة الدولية للطاقة الذرية20 ميجاوات19641976يوليو 2005 [ 30 ]
ديدوالمملكة المتحدةهارويل، أوكسفوردشايرمؤسسة أبحاث الطاقة الذرية1990
عرض توضيحي للطاقة النوويةكنداديب ريفر، أونتاريومصنع رولفتون التابع لشركة AECL20 ميغاواط19611987
NRXكنداديب ريفر، أونتاريومختبرات تشوك ريفر التابعة لشركة AECL19521992
مفاعل بلوتوالمملكة المتحدةهارويل، أوكسفوردشايرمؤسسة أبحاث الطاقة الذرية26 ميغاواط19571990
مفاعل اختبار حوضيكنداديب ريفر، أونتاريومختبرات تشوك ريفر التابعة لشركة AECL10  كيلوواط19571990
WR-1كندابيناوا، مانيتوبامختبرات وايتشيل التابعة لشركة AECL60 ميغاواط19651985
زيبكنداديب ريفر، أونتاريومختبرات تشوك ريفر التابعة لشركة AECL19451973
ملحق قاعة مورالولايات المتحدةسياتلجامعة واشنطن100  كيلوواط19611988
مفاعل إيوابولنداŚwierk- Otwockمعهد بولاتوم للطاقة النووية10 ميغاواط19581995
FiR 1فنلنداإسبوجامعة هلسنكي للتكنولوجيا ، ولاحقاً مركز VTT للأبحاث التقنية في فنلندا250  كيلوواط [ 31 ]1962 [ 31 ]2015 [ 32 ]
RV-1فنزويلاكاراكاسالمعهد الفنزويلي للبحوث العلمية3 ميغاواط19601994
مفاعل سالاسبيلس البحثيلاتفياسالاسبيلسأكاديمية العلوم اللاتفية2 كيلو واط19611998

مراجع

  1. ↑ الرواشدة، محمد، وسعيد أ. العامري. "التحقق من صحة نموذج مونت كارلو للمفاعل (RMC) ومقارنته ببرنامج MCNP للمفاعلات ذات الألواح." AIP Advances 9، العدد 7 (2019): 075112. https://doi.org/10.1063/1.5115807
  2. ↑ "تقرير بحثي حول تحويل مفاعلات الأبحاث المصغرة لمصادر النيوترونات (MNSR) إلى يورانيوم منخفض التخصيب (LEU)" . دورة الوقود النووي وتكنولوجيا النفايات . الوكالة الدولية للطاقة الذرية. 13 يناير 2014. مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 25 أكتوبر 2015 .
  3. ↑ "تقليل تخصيب اليورانيوم في مفاعلات الأبحاث والاختبار" . الإدارة الوطنية للأمن النووي. مؤرشف من الأصل في 29 أكتوبر 2004.
  4. ↑ "قبول الوقود النووي المستهلك في مفاعل الأبحاث الأجنبي الأمريكي" . الإدارة الوطنية للأمن النووي. مؤرشف من الأصل في 22 سبتمبر 2006.
  5. ↑ تشو، أدريان (28 يناير 2016). "إزالة اليورانيوم عالي التخصيب من مفاعلات الأبحاث ستستغرق عقودًا أطول مما كان متوقعًا" . مجلة ساينس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2020 .
  6. ↑ «الوكالة الدولية للطاقة الذرية تسلط الضوء على الجهود المبذولة لتحويل مفاعلات الأبحاث» . أخبار الطاقة النووية العالمية. 24 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أبريل 2020 .
  7. 1 2 3 "مفاعل بودابست للأبحاث | مركز بودابست للنيوترونات... للبحث العلمي والابتكار!" . www.bnc.hu. تاريخ الوصول: 15 فبراير 2018 .
  8. ↑ "معهد التكنولوجيا النووية" . reak.bme.hu. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2019-09-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-09-11 .
  9. ↑ "المفاعلات النووية" . pd.chem.ucl.ac.uk. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  10. 1 2 "RA-6 de Argentina" (بالإسبانية الأوروبية). مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  11. ↑ "مفاعلات الأبحاث - الرابطة النووية الكندية" . الرابطة النووية الكندية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  12. ↑ "مفاعل التدفق العالي - المفوضية الأوروبية" . ec.europa.eu . ١٣ فبراير ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ١٦ فبراير ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه في ١٥ فبراير ٢٠١٨ .
  13. ↑ ماينز، جامعة يوهانس غوتنبرغ. "المفاعل" . www.kernchemie.uni-mainz.de (بالألمانية). مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  14. 1 2 "ATI : Reactor" . ati.tuwien.ac.at . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-02-2018 . 
  15. 1 2 3 "المفاعل | الجامعة الوطنية للأبحاث النووية MEPhI" . eng.mephi.ru . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  16. 1 2 "SAFARI-1" . www.necsa.co.za . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 يناير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  17. 1 2 "مفاعل أبحاث بار" . PNRA .{{cite web}}: CS1 maint: url-status ( link )
  18. ↑ "مفاعل الأبحاث الباكستاني-1" (ملف PDF) . prr.hec.gov.pk. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2016-03-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-05-06 .
  19. ↑ واين، إم إف؛ ميغجي، جيه إتش؛ المعهد الباكستاني للعلوم والتكنولوجيا النووية، إسلام آباد (باكستان)، مركز الدراسات النووية (ديسمبر 1990). PARR-2: وصف المفاعل والتجارب (تقرير). المعهد الباكستاني للعلوم والتكنولوجيا النووية، إسلام آباد (باكستان). مركز الدراسات النووية.
  20. 1 2 "مفاعل تطبيقات النيوترونات المتقدمة عالي التدفق (HANARO) | المرافق | NTI" . www.nti.org . تاريخ الاسترجاع: 15 فبراير 2018 .
  21. 1 2 "مفاعل الأبحاث LVR-15 | سنتروم فيزكومو جيج" . cvrez.cz . مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2018-02-16 . تم الاسترجاع 2018-02-15 .
  22. 1 2 "التاريخ - برنامج المفاعل النووي" . برنامج المفاعل النووي . تم الاسترجاع في 17 يوليو 2018 .
  23. ↑ "صحيفة حقائق ATR" (ملف PDF) . مختبر أيداهو الوطني. مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 يوليو 2008. تم الاطلاع عليها بتاريخ 28 فبراير 2008 .
  24. 1 2 "مفاعل التدريب بجامعة ماريلاند (MUTR) | مفاعل TRIGA بقدرة 250 كيلوواط | مرافق الإشعاع بجامعة ماريلاند" . radiation.umd.edu/ . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يونيو 2018 .
  25. ↑ "مركز العلوم النووية بجامعة ولاية واشنطن" . nsc.wsu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-08-06 .
  26. ↑ "قاعدة بيانات مفاعلات الأبحاث - GHARR-1" . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تم الاطلاع عليها بتاريخ 15 فبراير 2018 .
  27. ^ "نهاية دير النيوترونين-Ära" . pro-physik.de (باللغة الألمانية) . تم الاسترجاع 2024-04-14 .
  28. ↑ "إيقاف تشغيل مفاعلات كونسورت: من الانشطار إلى نفاد الوقود" . imperial.ac.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-10-2024 .
  29. ↑ "إيقاف تشغيل مفاعل الأبحاث البريطاني بالكامل" . world-nuclear-news.org . 28 فبراير 2024. تاريخ الاطلاع: 14 أكتوبر 2024 .
  30. ↑ "تنين وينفريث يفقد بريقه" . www.nda.gov.uk. مؤرشف من الأصل في 6 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 12 يناير 2022 .
  31. 1 2 كارلسن، ويد؛ فيلكامو، أولي (14 ديسمبر 2016). "إيقاف تشغيل مفاعل الأبحاث النووية القديم في فنلندا - مركز جديد للسلامة النووية قيد الإنشاء" . VTT Impulse . تم الاسترجاع في 22 فبراير 2018 .
  32. ↑ "قاعدة بيانات مفاعلات الأبحاث" . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تم الاطلاع بتاريخ 22-02-2018 .