Аргус — исследовательский гомогенный ядерный реактор на растворах солей тепловой мощностью 20 кВт, созданный в Институте ядерных реакторов РНЦ КИ. Единственный в мире действующий реактор на растворах солей. Всего было построено два реактора: один в Курчатовском институте в Москве, другой в Душанбе, но второй реактор так никогда и не был запущен.

Конструкция

Реактор представляет собой бак из нержавеющей стали, в который залито 22 литра водного раствора уранилсульфата UO₂SО₄, обогащение по урану-235 - 90%, общее содержание урана — около 2 кг. Бак охлаждается змеевиком по периферии. В активной зоне находятся три борных регулирующих стержня. Бак окружен графитовым отражателем, и помещен в бетонную защитную оболочку толщиной около метра.

Цели

Реактор используется, в основном, как источник нейтронов для нейтронно-активационного анализа геологических проб. Предполагается использовать Аргус для наработки изотопа Молибдена-99 (используется в медицинской диагностике).

Безопасность

Ректор обладает естественной безопасностью. При повышении температуры падает реактивность (примерно на 5β на 10°С), поэтому при несанкционированном разогреве реактор глушит сам себя. Тепловая мощность реактора всего 20 кВт, поэтому остаточное тепловыделение не приведет к опасным последствиям. Из-за небольшой мощности выгорание ничтожно (за год непрерывной работы израсходуется 0.5 грамм урана), поэтому может работать без перегрузки топлива десятки лет. Зависимость коэффициента размножения нейтронов от концентрации урана в водном растворе имеет максимум, и реактор при нормальной работе находится на этом максимуме, поэтому любое изменение концентрации урана заглушит реактор. Главной проблемой является возможность выхода активности за пределы активной зоны. Что бы этого не случилось, внутри реактора поддерживается давление ниже атмосферного.^[1]

Наработка изотопов

Преимуществом гомогенных реакторов является большая эффективность наработки изотопов. При традиционном методе наработки изотопов в исследовательский реактор помещается так называемая мишень, которая облучается нейтронами, и при этом в ней нарабатывается необходимый изотоп. Мишень по массе составляет, как правило, не более 0.5% общей загрузки урана в активной зоне. В растворном же реакторе наработка изотопа происходит во всем объеме активной зоны, поэтому эффективность наработки изотопа в расчете на 1 кВт тепловой мощности примерно на два порядка выше, чем в традиционных реакторах. Поэтому, возможности Аргуса по наработке изотопов примерно равны возможностям гетерогенного реактора мощностью единицы мегаватт. Основной проблемой является избирательное извлечение изотопа из раствора, что бы изотоп не был загрязнен ураном и осколками деления. В настоящее время разработана технология извлечения из раствора молибдена-99 и стронция-89, есть проект комплекса из двух гомогенных растворных реакторов мощностью по 50 кВт с годовой мощностью по производству 20000 Ки молибдена-99 и 250 Ки стронция-89^[2].

Примечания