En bassängreaktor (även poolreaktor ) [1] är en typ av kärnreaktor i vilken härden (bestående av bränsleelement och styrstavar ) är nedsänkt i en öppen bassäng, vanligtvis med vatten, som fungerar som en moderator. [2]
Vatten fungerar som en neutronmoderator , kylvätska och strålningssköld. Vattenlagret direkt ovanför reaktorhärden skyddar strålningen så starkt att operatörerna säkert kan arbeta direkt ovanför reaktorn. Denna design har två huvudsakliga fördelar: reaktorn är lättillgänglig och hela det primära kylsystemet, d.v.s. poolvattnet, har normalt tryck. Detta undviker de höga temperaturer och höga tryck som finns i de flesta kärnkraftverk . Poolreaktorer används som en källa till neutroner och för träning, och i sällsynta fall, för värmegenerering, men inte för elproduktion.
Utomhuspoolen har ett djup på 6 till 9 m och en diameter på 1,8 till 3,6 m. Vissa pooler, som de vid den kanadensiska MAPLE- reaktorn , är rektangulära och innehåller upp till 416 ton vatten. De flesta pooler är förhöjda över golvnivå, men några är helt eller delvis underjordiska. Det finns vanligt (lätt) vatten- och tungvattenreaktorer , såväl som så kallade "tank-i-pool"-konstruktioner, som använder tungt vatten för moderering i en liten tank placerad i en stor vanlig vattenpool. Överlevnadshjälpmedel placeras ibland runt anläggningen för personal som kan falla i poolen, vilket ytterligare förstärker intrycket av en simbassäng.
Vanligtvis är reaktorn laddad med låganrikat uran (LEU) bränsle, med högst 20 % uran-235 , dopat med en matris som aluminium eller zirkonium . Höganrikat uran (HEU) föredras eftersom det har en längre livslängd, men det har inte använts i icke-militära reaktorer för att undvika spridningsproblem . Den vanligaste anrikningen är 19,75 %, vilket är strax under den nivå på 20 % som anses vara miniminivån för höganrikat uran. Bränsleelement kan vara plattor eller stavar med uranhalt från 8,5 % till 45 %. Block eller plattor av beryllium och grafit kan läggas till härden som neutronreflektorer och absorberande stavar som penetrerar kärnan för att kontrollera reaktorns kraft. General Atomics i La Jolla ( San Diego , Kalifornien ) tillverkar TRIGA- reaktorbränsleelement i Frankrike för de flesta av dessa reaktortyper över hela världen. Härdkylning sker antingen genom konvektion , skapad av den heta kärnan, eller i större reaktorer genom forcerat kylvätskeflöde och värmeväxlare .
Fack för placering av föremål som ska bestrålas är placerade inuti kärnan eller i närheten av kärnan. Prover kan sänkas ner i kärnan ovanifrån eller levereras pneumatiskt genom horisontella rör utanför tanken. Evakuerade eller heliumfyllda horisontella rör kan också installeras för att rikta neutronstrålen mot mål som finns på avstånd från reaktorhallen.
De flesta forskningsreaktorer är av pooltyp. Dessa tenderar att vara konstruktioner med låg effekt och lågt underhåll. Till exempel är AECL :s SLOWPOKE licensierad att fungera obevakad fram till 18.00. Neutroninfångningsterapi är en annan medicinsk tillämpning.