Flattop es un conjunto crítico de referencia que se utiliza para estudiar las características nucleares del uranio-233 , uranio-235 y plutonio-239 en geometrías esféricas rodeadas por un reflector de neutrones de uranio natural relativamente grueso .
Los conjuntos de superficie plana se utilizan para medir los coeficientes de activación y reactividad de los neutrones. Dado que las energías de los neutrones disminuyen gradualmente en el reflector, se pueden realizar experimentos en varios espectros de energía según la ubicación en la que se coloquen. [1]
Flattop es una máquina de ensamblaje crítico de geometría fija, de referencia y reflejada con uranio natural que puede alojar núcleos de plutonio o uranio. El espectro de neutrones rápidos se utiliza para proporcionar mediciones neutrónicas de referencia en geometría esférica con diferentes materiales impulsores fisionables. Las misiones clave para Flattop incluyen estudios de física fundamental del reactor, irradiación de muestras para investigación radioquímica, estudios de masa crítica mínima de actínidos, calibración de detectores y capacitación. El núcleo de U-233 ya no se puede utilizar debido a su alta actividad de rayos gamma . [1]
El experimento se encontraba originalmente en la Instalación de Experimentos Críticos del Laboratorio Nacional de Los Álamos (LACEF) [2] , ubicada en el Sitio Pajarito de Los Álamos, también conocido como Área Técnica 18. En 2005, el Sitio Pajarito comenzó a cerrar y el material nuclear se trasladó al Centro Nacional de Investigación de Experimentos de Criticidad (NCERC), que se encuentra en el Sitio de Seguridad Nacional de Nevada . Sin embargo, el NCERC sigue siendo operado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Las capacidades principales del NCERC incluyen Flattop junto con otros tres conjuntos críticos, Comet, Planet y Godiva -IV y un inventario significativo de elementos de material nuclear disponibles para uso experimental. Las operaciones críticas del NCERC comenzaron en 2011 y continúan operativas en la actualidad. [3]
En 2012, Flattop se utilizó para una demostración clave del uso de la energía nuclear para aplicaciones espaciales. La prueba Demonstration Using Flattop Fission, o DUFF, [4] fue planificada por el Laboratorio Nacional de Los Álamos para utilizar Flattop como fuente de calor nuclear. Un equipo del Centro de Investigación Glenn de la NASA en asociación con el equipo de diseño del reactor LANL diseñó, construyó y probó un sistema de conversión de energía y tubería de calor para acoplarlo a Flattop con el objetivo final de demostrar la producción de energía eléctrica utilizando tecnología aplicable a aplicaciones espaciales. [4]
El Flattop consta de un reflector fijo hemisférico y dos reflectores de cuarto de esfera móviles que pueden cerrarse sobre el núcleo central. Un reflector móvil se controla mediante presión hidráulica, mientras que el otro se acciona mediante un motor. [1]