在核潜艇反应堆燃料中使用高浓缩铀 (HEU) 与使用低浓缩铀 (LEU) 之间存在某些设计权衡,这些权衡包括堆芯寿命和大小、总功率和反应堆安全性等因素。为了评估这些权衡,对三种分别使用浓缩度为 7%、20% 和 97.3% 的铀燃料的 50MWt 反应堆设计进行了比较。7% 和 20% 的设计假定使用二氧化铀 (U02) 燃料,燃料为“焦糖配置”,而 97.3% 的设计假定为分散型。(这些设计使用阿贡国家实验室 IBM 3033 上的 EPRI-Cell 计算机代码建模。通过 TYMNET 公共网络系统从麻省理工学院的 DEC VT-100 终端访问该设施)。结论是,20% 浓缩堆芯的设计寿命(1200 天满功率运行)可与 97.3% 浓缩堆芯相同。7% 浓缩堆芯无法维持这段时间的临界状态。但是,堆芯寿命可以达到 600 天满功率运行。7% 和 20% 浓缩堆芯都比 97.3% 浓缩堆芯大。但是,使用整体设计而不是环型设计可以弥补较大的堆芯尺寸。
随着世界范围内的同位素危机持续,NRU 仍处于关闭状态以进行维修。长时间的停运促使加拿大政府成立了一个专家小组来审查并提出建议,以确保可靠的医用同位素供应。专家小组的执行摘要发表在本公报的 2009 年 12 月版中。政府的回应刊登在本期公报中。政府拒绝了专家小组关于用新的多用途研究反应堆取代老化的 NRU 的建议。此外,政府还拒绝了专家小组关于重新考虑完成两座 MAPLE 反应堆的建议。2008 年 5 月,AECL 取消了 MAPLE 项目,促使其客户 MDS Nordion 提起 16 亿美元的诉讼,旨在迫使 AECL 完成 MAPLE 项目。这对未来的医用同位素供应、加拿大中子研究、CANDU 行业的需求以及 CRL 的未来意味着什么?至于两座 MAPLE 反应堆,对完成成本存在不同意见。还有一个问题,即用低浓缩铀替换 MAPLE 堆芯,这将降低产量。堆芯更换最初设计用于高浓缩铀目标,为了履行《核不扩散条约》规定的加拿大义务,堆芯更换是必要的。然而,具体回应是不会再将纳税人的钱花在 MAPLE 上。这为私人投资完成该项目敞开了大门。中子研究和材料测试需要中子
任务说明美国国家科学、工程和医学院将召集一个特设委员会,确定开发和演示未来探索任务所需的空间核推进技术的主要技术和项目挑战、优点和风险。事实证明,核推进可以为人类快速前往火星提供潜力,单程时间少于 9 个月,包括在火星表面停留的总往返时间少于 3 年。委员会还将确定每项技术的关键里程碑和顶层开发与演示路线图。此外,委员会还将确定成功开发每项技术可实现的任务。具体感兴趣的空间核推进技术包括:1. 高性能核热推进 (NTP),将氢推进剂加热到 2500K 或更高,产生至少 900 秒的比推力。 2. 核电推进 (NEP) 将热能转换为电能,为等离子推进器提供动力,用于高效快速地运输大型有效载荷(例如,功率水平至少为 1 MWe 且质量功率比(kg/kWe)远低于当前 NEP 系统水平的推进系统)。 行动计划 本研究应检查任务说明中所述的开发和演示 NTP 和 NEP 系统的优点和挑战。此项审查应考虑以下因素: 关键的技术和计划挑战和风险; 全尺寸系统级地面演示测试的选项; 放弃地面演示测试而进行飞行演示测试的优缺点; 开发一种燃料元件形式或其他反应堆子系统的前景,这些子系统可能对 NTP、NEP 和国防部战略能力办公室正在考虑开发的移动式 1-10 MW 功率反应堆中的至少两个是通用的; 选择高浓缩铀(HEU)而不是高含量低浓缩铀(HALEU)作为裂变材料所涉及的技术、计划和政策考虑; 美国国家航空航天局、能源部和工业界开发关键子系统技术以准备进行任务注入的能力(即技术就绪级别 6);以及 关键里程碑和顶层开发及演示路线图。
核电站运行的最大经验是核海军推进,特别是航空母舰和潜艇。这些积累的经验可能成为拟议的新一代紧凑型核电站设计的基础。核动力潜艇的任务正在根据信号情报收集和特种作战重新定义。核动力舰艇约占美国海军作战舰队的 40%,包括整个海基战略核威慑力量。美国海军的所有作战潜艇和一半以上的航空母舰都是核动力的。这里的主要考虑因素是核动力潜艇不像传统动力装置那样消耗氧气,并且在燃料补给之前具有较长的续航能力或任务时间;仅受船上可用的食物和空气净化用品的限制。另一个独特的考虑是使用高浓缩铀 (HEU) 来提供紧凑的反应堆系统,该系统具有足够的内置反应性,可以克服氙气反应堆的死区时间,从而实现快速重启和加油之间的长燃料燃烧期。在第二次世界大战期间,潜艇使用可以在水面运行的柴油发动机,为大量电池充电。这些可以在潜艇潜水时使用,直到放电。此时,潜艇必须重新浮出水面为电池充电,并且容易受到飞机和水面舰艇的探测。尽管使用特殊的通气管装置将空气吸入和排出浅潜于水面以下的潜艇,但核反应堆理论上为其提供了无限的潜水时间。此外,核燃料的高比能(即每单位重量的能量)消除了跟随水面或水下海军舰艇舰队的脆弱油轮舰队不断加油的需要。另一方面,核反应堆一次加油足以满足长时间的需要。现代海军反应堆的浓缩度高达 93%,U 235 能够达到 97.3%,设计为在其 20-30 年的使用寿命中每隔 10 年或更长时间才加油一次,而陆基反应堆使用的燃料浓缩度低至 U 235 的 3-5%,需要每隔 1-1 1/2 年加油一次。新反应堆的设计使用寿命为航母 50 年,潜艇 30-40 年,这是弗吉尼亚级潜艇的设计目标。核心中含有可燃毒物,例如钆或硼。这些允许较高的初始反应性,以补偿裂变产物毒物的积累
尽管最近有关于 Hunters Point 造船厂 (HPS) 清理工作拙劣的报道,但公众从未完全了解海军放射性活动的范围之广和导致污染的不良环境控制。许多人被误导,认为这些活动主要与几艘暂时停泊在 Hunters Point 的带有放射性的船只以及其他一些未指明但有限的活动有关。然而,HPS 数十年来使用大量各种放射性核素的作业规模远远超出了人们的普遍理解。这些反过来又造成了比海军迄今为止承认的更广泛的污染可能性——数十种放射性核素影响了 HPS 的所有部分。HPS 的核活动可以追溯到原子时代的黎明。1945 年 7 月 16 日“三位一体”爆炸发生后数小时内,美国海军印第安纳波利斯号从亨特斯角驶往太平洋的天宁岛,带走了世界上一半的高浓缩铀和“小男孩”原子弹的零部件。8 月 6 日,原子弹被装载到埃诺拉·盖伊号上,投向广岛。不到一年后,太平洋进行了战后第一次核试验。第二次试验在比基尼环礁泻湖进行,结果严重失控。大量放射性物质污染了数百艘船只,导致海军大部分舰队瘫痪。仅这次试验就有 79 艘放射性船只被带到 Hunters Point 进行“净化”,包括用喷砂和蒸汽清除船上的放射性物质,这反过来又有可能将污染转移到 Hunters Point 各地。由于放射性物质无法通过物理手段中和,“净化”实际上只是将其从放射性船只转移到 Hunters Point。这些太平洋原子弹试验船上的 60 多万加仑放射性污染燃油在 HPS 的锅炉中燃烧,这可能会使污染广泛传播。位于 HPS 的 HPS 海军放射防御实验室 (NRDL) 参与了 1950 年至 1958 年的每次核武器试验。这些原子弹和氢弹试验产生了大量高放射性核武器碎片,这些碎片被带到了 HPS。除了核弹污染和碎片外,国家自然资源局的放射性物质许可证还允许在 Hunters Point 存放大量放射性物质,用于武器效应研究和其他目的。例如:
执行摘要 尽管最近有关于猎人角造船厂 (HPS) 清理工作拙劣的报道,但公众从未被充分告知导致污染的海军放射性活动范围之广以及环境控制不力。许多人被误导认为这些活动主要与几艘暂时停泊在猎人角的带有放射性的船只以及其他一些未指明但有限的活动有关。然而,几十年来 HPS 使用大量多种放射性核素的作业规模远远超出了人们的普遍理解。这反过来又造成了比海军迄今为止承认的更为广泛的污染可能性 — — 数十种放射性核素影响到 HPS 的所有部分。HPS 的核活动可以追溯到原子时代之初。 1945 年 7 月 16 日“三位一体”爆炸发生数小时后,美国海军印第安纳波利斯号从亨特斯角驶往太平洋的天宁岛,随行的还有全世界一半的高浓缩铀和“小男孩”原子弹的零部件。8 月 6 日,原子弹被装载到埃诺拉·盖伊号上,投向广岛。不到一年后,太平洋进行了战后首次核试验。第二次试验在比基尼环礁泻湖进行,结果严重失控。大量放射性物质污染了数百艘船只,导致海军大部分舰队丧失作战能力。仅这次试验就有 79 艘放射性船只被带到亨特斯角进行“净化”,包括用喷砂和蒸汽清洁船只上的放射性物质,而这又有可能将污染转移到整个亨特斯角。由于放射性无法通过物理方法中和,因此实际效果中的“净化”仅仅意味着将其从放射性船只转移到 Hunters Point。来自这些太平洋原子弹试验船的 60 多万加仑放射性污染燃油在 HPS 的锅炉中燃烧,这可能会广泛传播污染。位于 HPS 的 HPS 海军放射防御实验室 (NRDL) 参与了 1950 年至 1958 年的每一次核武器试验。这些原子弹和氢弹试验产生了大量高放射性核武器碎片,并将其带到了 HPS。除了核弹污染和碎片之外,NRDL 的放射性物质许可证还允许在 Hunters Point 使用大量各种放射性物质,用于武器效应研究和其他目的。例如:
执行摘要 尽管最近有关于猎人角造船厂 (HPS) 清理工作拙劣的报道,但公众从未被充分告知导致污染的海军放射性活动范围之广以及环境控制不力。许多人被误导认为这些活动主要与几艘暂时停泊在猎人角的带有放射性的船只以及其他一些未指明但有限的活动有关。然而,几十年来 HPS 使用大量多种放射性核素的作业规模远远超出了人们的普遍理解。这反过来又造成了比海军迄今为止承认的更为广泛的污染可能性 — — 数十种放射性核素影响到 HPS 的所有部分。HPS 的核活动可以追溯到原子时代之初。 1945 年 7 月 16 日“三位一体”爆炸发生数小时后,美国海军印第安纳波利斯号从亨特斯角驶往太平洋的天宁岛,随行的还有全世界一半的高浓缩铀和“小男孩”原子弹的零部件。8 月 6 日,原子弹被装载到埃诺拉·盖伊号上,投向广岛。不到一年后,太平洋进行了战后首次核试验。第二次试验在比基尼环礁泻湖进行,结果严重失控。大量放射性物质污染了数百艘船只,导致海军大部分舰队丧失作战能力。仅这次试验就有 79 艘放射性船只被带到亨特斯角进行“净化”,包括用喷砂和蒸汽清洁船只上的放射性物质,而这又有可能将污染转移到整个亨特斯角。由于放射性无法通过物理方法中和,因此实际效果中的“净化”仅仅意味着将其从放射性船只转移到 Hunters Point。来自这些太平洋原子弹试验船的 60 多万加仑放射性污染燃油在 HPS 的锅炉中燃烧,这可能会广泛传播污染。位于 HPS 的 HPS 海军放射防御实验室 (NRDL) 参与了 1950 年至 1958 年的每一次核武器试验。这些原子弹和氢弹试验产生了大量高放射性核武器碎片,并将其带到了 HPS。除了核弹污染和碎片之外,NRDL 的放射性物质许可证还允许在 Hunters Point 使用大量各种放射性物质,用于武器效应研究和其他目的。例如:
执行摘要 尽管最近有关于 Hunters Point 造船厂 (HPS) 清理工作拙劣的报道,但公众从未完全了解海军放射性活动的范围之广以及导致污染的不良环境控制。许多人被误导,认为这些活动主要与几艘暂时停泊在 Hunters Point 的带有放射性的船只以及其他一些未指明但有限的活动有关。然而,HPS 数十年来使用大量各种放射性核素的作业规模远远超出了人们的普遍理解。这些反过来又造成了比海军迄今为止承认的更广泛的污染可能性——数十种放射性核素影响了 HPS 的所有部分。HPS 的核活动可以追溯到原子时代的黎明。1945 年 7 月 16 日“三位一体”爆炸发生后数小时内,美国海军印第安纳波利斯号从亨特斯角驶往太平洋的天宁岛,带走了世界上一半的高浓缩铀和“小男孩”原子弹的零部件。8 月 6 日,原子弹被装载到埃诺拉·盖伊号上,投向广岛。不到一年后,太平洋进行了战后第一次核试验。第二次试验在比基尼环礁泻湖进行,结果严重失控。大量放射性物质污染了数百艘船只,导致海军大部分舰队瘫痪。仅这次试验就有 79 艘放射性船只被带到 Hunters Point 进行“净化”,包括用喷砂和蒸汽清除船上的放射性物质,这反过来又有可能将污染转移到 Hunters Point 各地。由于放射性物质无法通过物理手段中和,“净化”实际上只是将其从放射性船只转移到 Hunters Point。这些太平洋原子弹试验船上的 60 多万加仑放射性污染燃油在 HPS 的锅炉中燃烧,这可能会使污染广泛传播。位于 HPS 的 HPS 海军放射防御实验室 (NRDL) 参与了 1950 年至 1958 年的每次核武器试验。这些原子弹和氢弹试验产生了大量高放射性核武器碎片,这些碎片被带到了 HPS。例如:除了核弹污染和碎片外,国家自然资源局的放射性物质许可证还允许在 Hunters Point 存放大量放射性物质,用于武器效应研究和其他目的。
核电站运行的最大经验是核海军推进,特别是航空母舰和潜艇。这些积累的经验可能成为拟议的新一代紧凑型核电站设计的基础。核动力潜艇的任务正在根据信号情报收集和特种作战重新定义。核动力舰艇约占美国海军作战舰队的 40%,包括整个海基战略核威慑力量。美国海军的所有作战潜艇和超过一半的航空母舰都是核动力的。这里的主要考虑因素是核动力潜艇不像传统发电厂那样消耗氧气,而且它们在燃料补给之前具有很长的续航能力或任务时间;仅受船上可用的食物和空气净化用品的限制。另一个独特的考虑因素是使用高浓缩铀 (HEU) 来提供紧凑的反应堆系统,该系统具有足够的内置反应性,以克服氙气反应堆的死区时间,从而实现快速重启和加油之间的长燃料燃烧期。第二次世界大战期间,潜艇使用可以在水面运行的柴油发动机,为大量电池充电。这些电池随后可以在潜艇下潜时使用,直到电量耗尽。此时潜艇必须浮出水面为电池充电,并且容易受到飞机和水面舰艇的探测。尽管使用特殊的通气管装置将浅潜水下的潜艇吸入和排出空气,但核反应堆理论上可以为其提供无限的下潜时间。此外,核燃料的高比能或每单位重量的能量消除了跟随水面或水下海军舰艇舰队的脆弱油轮舰队不断加油的需要。另一方面,核反应堆一次加油足以满足长时间的需要。现代海军反应堆的浓缩度高达 93%,铀 235 的浓缩度可达 97.3%,设计为在 20-30 年的使用寿命中每 10 年或更长时间更换一次燃料,而陆基反应堆使用的燃料浓缩度低至铀 235 的 3-5%,每 1-1.5 年需要更换一次燃料。新堆芯的设计使用寿命为在航母上 50 年,在潜艇上 30-40 年,这是弗吉尼亚级潜艇的设计目标。堆芯中加入了可燃毒物,如钆或硼。这允许较高的初始反应性,以补偿裂变产物毒物在反应堆寿命期间的积累
执行摘要 尽管最近有关于猎人角造船厂 (HPS) 清理工作拙劣的报道,但公众从未被充分告知导致污染的海军放射性活动范围之广以及环境控制不力。许多人被误导认为这些活动主要与几艘暂时停泊在猎人角的带有放射性的船只以及其他一些未指明但有限的活动有关。然而,几十年来 HPS 使用大量多种放射性核素的作业规模远远超出了人们的普遍理解。这反过来又造成了比海军迄今为止承认的更为广泛的污染可能性 — — 数十种放射性核素影响到 HPS 的所有部分。HPS 的核活动可以追溯到原子时代之初。 1945 年 7 月 16 日“三位一体”爆炸发生数小时后,美国海军印第安纳波利斯号从亨特斯角驶往太平洋的天宁岛,随行的还有全世界一半的高浓缩铀和“小男孩”原子弹的零部件。8 月 6 日,原子弹被装载到埃诺拉·盖伊号上,投向广岛。不到一年后,太平洋进行了战后首次核试验。第二次试验在比基尼环礁泻湖进行,结果严重失控。大量放射性物质污染了数百艘船只,导致海军大部分舰队丧失作战能力。仅这次试验就有 79 艘放射性船只被带到亨特斯角进行“净化”,包括用喷砂和蒸汽清洁船只上的放射性物质,而这又有可能将污染转移到整个亨特斯角。由于放射性无法通过物理方法中和,因此实际效果中的“净化”仅仅意味着将其从放射性船只转移到 Hunters Point。来自这些太平洋原子弹试验船的 60 多万加仑放射性污染燃油在 HPS 的锅炉中燃烧,这可能会广泛传播污染。位于 HPS 的 HPS 海军放射防御实验室 (NRDL) 参与了 1950 年至 1958 年的每一次核武器试验。这些原子弹和氢弹试验产生了大量高放射性核武器碎片,并将其带到了 HPS。除了核弹污染和碎片之外,NRDL 的放射性物质许可证还允许在 Hunters Point 使用大量各种放射性物质,用于武器效应研究和其他目的。例如: