El Laboratorio Nacional de Idaho ( INL ) es uno de los laboratorios nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos y está administrado por Battelle Energy Alliance . Históricamente, el laboratorio ha estado involucrado en la investigación nuclear, aunque también realiza otras investigaciones. Gran parte del conocimiento actual sobre cómo se comportan y se portan mal los reactores nucleares se descubrió en lo que hoy es el Laboratorio Nacional de Idaho. John Grossenbacher, ex director del INL, dijo: "La historia de la energía nuclear con fines pacíficos se ha escrito principalmente en Idaho". [1]
Varias organizaciones han construido más de 50 reactores en lo que comúnmente se llama "el Sitio", incluidos los que dieron al mundo su primera cantidad utilizable de electricidad procedente de energía nuclear y la planta de energía para el primer submarino nuclear del mundo. Aunque muchas de ellas ya están desmanteladas, estas instalaciones constituyen la mayor concentración de reactores del mundo. [2]
Está en un complejo de 890 millas cuadradas (2310 km2 ) en el alto desierto del este de Idaho , entre Arco al oeste e Idaho Falls y Blackfoot al este. Atomic City, Idaho, está justo al sur. El laboratorio emplea aproximadamente a 5.700 personas. [3]
Lo que ahora es el Laboratorio Nacional de Idaho, en el sureste de Idaho, comenzó su vida como un campo de pruebas de artillería del gobierno de Estados Unidos en la década de 1940. Poco después de que los japoneses atacaran Pearl Harbor , el ejército estadounidense necesitaba un lugar seguro para realizar el mantenimiento de las torretas más poderosas de la Marina. Las armas fueron llevadas por ferrocarril cerca de Pocatello, Idaho , para volver a enfundarlas, estriarlas y probarlas. [4] A medida que la Armada comenzó a centrarse en las amenazas posteriores a la Segunda Guerra Mundial y la Guerra Fría , los tipos de proyectos en los que se trabajó en el desierto de Idaho también cambiaron. Quizás el más conocido fue la construcción del prototipo de reactor del primer submarino de propulsión nuclear del mundo, el USS Nautilus .
En 1949, el centro de investigación federal se estableció como Estación Nacional de Pruebas de Reactores ( NRTS ). [5] En 1975, la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos (AEC) se dividió en la Administración de Investigación y Desarrollo Energético (ERDA) y la Comisión Reguladora Nuclear (NRC). El sitio de Idaho se llamó durante un corto tiempo ERDA y luego pasó a llamarse Laboratorio Nacional de Ingeniería de Idaho ( INEL ) en 1977 con la creación del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) bajo la presidencia de Jimmy Carter . Después de dos décadas como INEL, el nombre se cambió nuevamente a Laboratorio Nacional de Ingeniería y Medio Ambiente de Idaho ( INEEL ) en 1997. A lo largo de su vida, varias organizaciones han construido más de 50 reactores nucleares únicos en su tipo. instalaciones para realizar pruebas; todos menos tres están fuera de servicio.
El 1 de febrero de 2005, Battelle Energy Alliance asumió la operación del laboratorio de Bechtel , se fusionó con el Laboratorio Nacional Argonne -West y el nombre de la instalación se cambió a "Laboratorio Nacional de Idaho" (INL). [6] En ese momento, las actividades de limpieza del sitio se trasladaron a un contrato separado, el Proyecto de Limpieza de Idaho, que actualmente es administrado por Idaho Environmental Coalition, LLC. Las actividades de investigación se consolidaron en el recién nombrado Laboratorio Nacional de Idaho.
Según informes de noticias de AP en abril de 2018, un solo barril de "lodo radiactivo" se rompió mientras se preparaba para su transporte a la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos en el sureste de Nuevo México para su almacenamiento permanente. El barril de 55 galones que se rompió es parte de los desechos radiactivos mal documentados de la planta Rocky Flats cerca de Denver. [7]
En la llanura del río Snake , la mayor parte del INL es un desierto alto con vegetación de matorral y una serie de instalaciones repartidas por toda el área; La elevación promedio del complejo es de 5000 pies (1520 m) sobre el nivel del mar. Se puede acceder a INL por las rutas 20 y 26 de los EE. UU ., pero la mayor parte del área (excepto el reactor reproductor experimental I ) está restringida al personal autorizado y requiere una autorización de seguridad adecuada . La pequeña ciudad de Atomic City se encuentra en la frontera sur del INL y el Monumento Nacional Cráteres de la Luna está al suroeste.
Una parte de este programa para desarrollar plantas de energía nuclear mejoradas es la " Planta Nuclear de Próxima Generación " o NGNP, que sería la demostración de una nueva forma de utilizar la energía nuclear para algo más que electricidad. El calor generado a partir de la fisión nuclear en la planta podría proporcionar calor de proceso para la producción de hidrógeno y otros fines industriales, al mismo tiempo que generaría electricidad. Y el NGNP utilizaría un reactor de gas de alta temperatura, [8] que tendría sistemas de seguridad redundantes que dependen de procesos físicos naturales más que de la intervención humana o mecánica.
INL trabajó con la industria privada para desarrollar el NGNP entre 2005 y 2011. El Departamento de Energía de los Estados Unidos le encargó liderar este esfuerzo como resultado de la Ley de Política Energética de 2005 . [9] Desde 2011, el proyecto ha languidecido y cesó su financiación. El diseño de este reactor es actualmente propiedad de Framatome.
El programa de Investigación y Desarrollo del Ciclo del Combustible tiene como objetivo ayudar a ampliar los beneficios de la energía nuclear abordando algunas de las cuestiones inherentes al ciclo de vida actual del combustible para reactores nucleares en los Estados Unidos. Estos esfuerzos apuntan a hacer que la expansión de la energía nuclear sea segura, económica y sostenible.
Actualmente, Estados Unidos, como muchos otros países, emplea un ciclo de combustible nuclear "abierto", mediante el cual el combustible de las centrales nucleares se utiliza sólo una vez y luego se coloca en un depósito para su almacenamiento indefinido. Uno de los principales objetivos del FCRD es investigar, desarrollar y demostrar formas de "cerrar" el ciclo del combustible para que el combustible se reutilice o recicle en lugar de dejarlo de lado antes de que se haya utilizado toda su energía. INL coordina muchos de los esfuerzos de investigación nacionales del FCRD, que incluyen:
El Programa de Sostenibilidad del Reactor de Agua Ligera apoya los esfuerzos nacionales para realizar la investigación y recopilar la información necesaria para demostrar si es seguro y prudente solicitar extensiones más allá de los 60 años de vida operativa.
El Programa tiene como objetivo extender de forma segura y económica la vida útil de las más de 100 plantas de energía nuclear generadoras de electricidad en los Estados Unidos. El programa reúne información técnica, realiza investigaciones importantes y organiza datos para utilizarlos en aplicaciones de extensión de licencia. [11]
El reactor de prueba avanzada del INL es un reactor de investigación ubicado aproximadamente a 50 millas (80 km) de Idaho Falls, Idaho.
El Departamento de Energía nombró al Reactor de Prueba Avanzado (ATR) una Instalación Nacional de Usuario Científico en abril de 2007. Esta designación abrió la instalación para que la utilicen grupos de investigación científica dirigidos por universidades y les brinda acceso gratuito al ATR y otros recursos en el INL y las instalaciones asociadas. . [12] Además de una solicitud de propuesta continua con dos fechas de cierre cada año, INL celebra una "Semana de los Usuarios" anual y una sesión de verano para familiarizar a los investigadores con las capacidades de las instalaciones de usuario disponibles para ellos.
Los Programas Universitarios de Energía Nuclear del DOE brindan financiamiento para subvenciones de investigación universitaria, becas de investigación y mejoras de infraestructura.
Por ejemplo, en mayo de 2010, el programa otorgó 38 millones de dólares para 42 proyectos de investigación y desarrollo liderados por universidades en 23 universidades estadounidenses en 17 estados. En el año fiscal 2009, el programa otorgó alrededor de $44 millones a 71 proyectos de investigación y desarrollo y más de $6 millones en subvenciones para infraestructura a 30 universidades y facultades estadounidenses en 23 estados. [13] El Centro de Estudios Avanzados de Energía del INL administra el programa del DOE. CAES es una colaboración entre INL y las tres universidades públicas de investigación de Idaho: la Universidad Estatal de Idaho, la Universidad Estatal de Boise y la Universidad de Idaho.
El Grupo de Métodos Multifísicos (MMG) es un programa del Laboratorio Nacional de Idaho (dependiente del Departamento de Energía de los Estados Unidos ) iniciado en 2004. Utiliza aplicaciones basadas en el marco de modelado y multifísica MOOSE para simular reacciones físicas y químicas complejas dentro de reactores nucleares . El objetivo final del programa es utilizar estas herramientas de simulación para permitir un uso más eficiente del combustible nuclear , lo que resultará en menores costos de electricidad y menos productos de desecho . [14]
El MMG se centra en los problemas dentro de los reactores nucleares relacionados con su combustible y cómo se transfiere el calor dentro del reactor. La "degradación del combustible" se refiere a cómo los gránulos de uranio y las varillas en las que están encerrados (varias varillas agrupadas es lo que forma un "conjunto de combustible") eventualmente se desgastan con el tiempo debido al alto calor y la irradiación dentro de un reactor. El grupo establece tres objetivos principales: "La misión del MMG es apoyar el objetivo del INL de avanzar en el esfuerzo de energía nuclear de Estados Unidos mediante: [15]
El trabajo realizado por el grupo apoya directamente programas como la investigación sobre combustibles nucleares avanzados del Programa de Sostenibilidad del Reactor de Agua Ligera .
La división de Seguridad Nacional y Nacional del INL se centra en dos áreas principales: proteger infraestructuras críticas como líneas de transmisión de electricidad, servicios públicos y redes de comunicaciones inalámbricas, y prevenir la proliferación de armas de destrucción masiva.
Durante casi una década, INL ha estado realizando evaluaciones de vulnerabilidad y desarrollando tecnología para aumentar la resiliencia de la infraestructura. Con un fuerte énfasis en la colaboración y asociación de la industria, INL está mejorando la confiabilidad de la red eléctrica, la ciberseguridad de los sistemas de control y los sistemas de seguridad física. [dieciséis]
INL lleva a cabo capacitación cibernética avanzada y supervisa ejercicios competitivos simulados para clientes nacionales e internacionales. [17] El laboratorio respalda programas de sistemas de control y seguridad cibernética para los departamentos de Seguridad Nacional , Energía y Defensa . Con frecuencia se pide a los miembros del personal de INL que proporcionen orientación y liderazgo a organizaciones de normalización, agencias reguladoras y comités de políticas nacionales.
En enero de 2011, The New York Times informó que el INL era supuestamente responsable de algunas de las investigaciones iniciales detrás del virus Stuxnet , que supuestamente paralizó las centrífugas nucleares de Irán. El INL, que se asoció con Siemens , llevó a cabo una investigación sobre el sistema de control PCS-7 para identificar sus vulnerabilidades. Según el Times , esa información sería utilizada posteriormente por los gobiernos estadounidense e israelí para crear el virus Stuxnet. [18]
El artículo del Times fue posteriormente cuestionado por otros periodistas, incluido el blogger de Forbes Jeffrey Carr, por ser sensacionalista y carecer de hechos verificables. [19] En marzo de 2011, el artículo de portada de la revista Vanity Fair sobre Stuxnet incluía la respuesta oficial del INL, afirmando: "El Laboratorio Nacional de Idaho no participó en la creación del gusano Stuxnet. De hecho, nuestro objetivo es proteger y defender los sistemas de control. e infraestructuras críticas de amenazas cibernéticas como Stuxnet y todos somos bien reconocidos por estos esfuerzos. Valoramos las relaciones que hemos formado dentro de la industria de sistemas de control y de ninguna manera arriesgaríamos estas asociaciones al divulgar información confidencial". [20]
Aprovechando la misión nuclear y el legado del INL en el diseño y las operaciones de reactores, los ingenieros del laboratorio están desarrollando tecnología, dando forma a políticas y liderando iniciativas para asegurar el ciclo del combustible nuclear y prevenir la proliferación de armas de destrucción masiva. [21]
Bajo la dirección de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, el INL y otros científicos de laboratorios nacionales están liderando una iniciativa global para asegurar reservas extranjeras de uranio altamente enriquecido fresco y gastado y devolverlas a un lugar de almacenamiento seguro para su procesamiento. [22] Otros ingenieros están trabajando para convertir los reactores de investigación estadounidenses y construir nuevos combustibles para reactores que reemplacen el uranio altamente enriquecido con un combustible de uranio poco enriquecido, más seguro. [23] Para protegerse contra las amenazas de la dispersión de dispositivos nucleares y radiológicos, los investigadores del INL también examinan materiales radiológicos para comprender su origen y usos potenciales. Otros han aplicado sus conocimientos al desarrollo de tecnologías de detección que escanean y monitorean contenedores en busca de materiales nucleares.
La amplia ubicación en el desierto del laboratorio, las instalaciones nucleares y la amplia gama de materiales básicos proporcionan un lugar de entrenamiento ideal para personal de respuesta militar, fuerzas del orden y otros socorristas civiles. INL apoya habitualmente a estas organizaciones dirigiendo la capacitación en el aula, realizando ejercicios de campo y ayudando en evaluaciones tecnológicas.
La Actividad de Pruebas Avanzadas de Vehículos del INL recopila información de más de 4.000 vehículos híbridos enchufables. Estos vehículos, operados por una amplia gama de empresas, gobiernos locales y estatales, grupos de defensa y otros, se encuentran en todo Estados Unidos, Canadá y Finlandia . Juntos, han registrado un total combinado de 1,5 millones de millas de datos que son analizados por especialistas del INL.
En el INL también se prueban decenas de otros tipos de vehículos, como los que funcionan con hidrógeno y los eléctricos puros. Estos datos ayudarán a evaluar el rendimiento y otros factores que serán críticos para la adopción generalizada de vehículos enchufables u otros vehículos alternativos. [24] [25]
Los investigadores del INL se están asociando con agricultores, fabricantes de equipos agrícolas y universidades para optimizar la logística de una economía de biocombustibles a escala industrial. Productos de desecho agrícola, como paja de trigo; mazorcas de maíz, [26] [27] tallos u hojas; o cultivos bioenergéticos como el pasto varilla o el miscanthus, podrían usarse para crear biocombustibles celulósicos. Los investigadores del INL están trabajando para determinar las formas más económicas y sostenibles de llevar materias primas para biocombustibles desde los campos a las biorrefinerías. [28]
El programa de robótica del INL investiga, construye, prueba y refina robots que, entre otras cosas, limpian desechos peligrosos, miden la radiación, exploran túneles de contrabando de drogas, ayudan en operaciones de búsqueda y rescate y ayudan a proteger el medio ambiente.
Estos robots ruedan, se arrastran, vuelan [29] y se sumergen en el agua, incluso en enjambres [30] que se comunican entre sí mientras viajan para hacer su trabajo.
El departamento de Sistemas Biológicos está ubicado en 15 laboratorios con un total de 12.000 pies cuadrados (1.100 m 2 ) en el Centro de Investigación INL en Idaho Falls. El departamento participa en una amplia variedad de estudios biológicos, incluido el estudio de bacterias y otros microbios que viven en condiciones extremas, como las piscinas de temperaturas extremadamente altas del Parque Nacional Yellowstone. [31] Este tipo de organismos podrían aumentar la eficiencia de la producción de biocombustibles. Otros estudios relacionados con microbios poco comunes tienen potencial en áreas como el secuestro de dióxido de carbono y la limpieza de aguas subterráneas. [32]
INL es pionero en la investigación y pruebas asociadas con sistemas de energía híbridos que combinan múltiples fuentes de energía para una gestión óptima del carbono y la producción de energía. Por ejemplo, un reactor nuclear podría proporcionar electricidad cuando ciertos recursos renovables no estén disponibles, y al mismo tiempo proporcionar una fuente de calor e hidrógeno libre de carbono que podría usarse, por ejemplo, para producir combustibles líquidos para el transporte a partir del carbón. [33]
A mediados de 2014 [actualizar], estaba por finalizar la construcción de una nueva instalación de procesamiento de residuos líquidos, la Unidad de Tratamiento Integrado de Residuos (IWTU), en el INTEC en el predio del INL. Procesará aproximadamente 900.000 galones de residuos nucleares líquidos mediante un proceso de reformado con vapor para producir un producto granular apto para su eliminación. La instalación es la primera de su tipo y está basada en un prototipo a escala. El proyecto es parte del Proyecto de Limpieza de Idaho del Departamento de Energía destinado a eliminar desechos y demoler antiguas instalaciones nucleares en el sitio de INL. [34] [35] [36]
En mayo de 2022, CNBC informó que se había creado el programa de Investigación Aplicada de Seguridad y Tritio (STAR) para investigar los protocolos de producción y seguridad para trabajar con tritio , el combustible en el que muchas empresas emergentes están trabajando para comercializar la energía de fusión . [37]
La firma distintiva de instrumentación, control y sistemas inteligentes (ICIS) respalda la investigación y el desarrollo relacionados con la misión en áreas de capacidad clave: seguridad de sistemas de control y salvaguardias, tecnologías de sensores, automatización inteligente, integración de sistemas humanos y robótica y sistemas inteligentes. Estas cinco áreas clave apoyan la misión del INL de "garantizar la seguridad energética de la nación con sistemas energéticos seguros, competitivos y sostenibles y una seguridad nacional y nacional única ". [ cita necesaria ] A través de su gran desafío en sistemas de control resilientes, la investigación de ICIS está proporcionando un enfoque holístico a aspectos del diseño que a menudo se han incorporado, incluidos los sistemas humanos, la seguridad y el modelado de interdependencia compleja.
INL apoya la educación en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) en las aulas de todo el estado. Cada año, el laboratorio invierte casi $500,000 en maestros y estudiantes de Idaho. Los fondos se destinan a programas de becas para graduados de secundaria, estudiantes de universidades técnicas y profesores que quieran integrar más actividades científicas prácticas en sus lecciones. INL también proporciona miles de dólares en subvenciones para aulas a profesores que buscan mejorar su equipo científico o infraestructura de laboratorio. [38]
El laboratorio contrata a más de 300 pasantes cada verano para trabajar junto con los empleados del laboratorio. INL figura en Vault, el sitio de recursos laborales en línea, como uno de los mejores lugares en los EE. UU. para obtener una pasantía [39] Las pasantías se ofrecen a estudiantes de secundaria, pregrado, posgrado y posgrado en campos aplicables, incluidos ciencias e ingeniería. , matemáticas, química, negocios, comunicación y otros campos.
Además de subcontratar más de 100 millones de dólares en trabajo de las pequeñas empresas de Idaho, [40] las tecnologías INL a menudo se conceden licencias a empresas nuevas o existentes para su comercialización. En los últimos 10 años, INL ha negociado aproximadamente 500 licencias de tecnología. Y la tecnología INL ha generado más de 40 empresas de nueva creación desde 1995. [41]
Las pequeñas empresas que contraten el laboratorio pueden participar en un programa del Departamento de Energía diseñado para mejorar sus capacidades. INL ha trabajado con una variedad de pequeñas empresas en esta capacidad de tutoría, incluidas International Management Solutions y Portage Environmental. [42]
El Reactor de Prueba Avanzado de INL es mucho más pequeño que los reactores productores de electricidad más comunes: la vasija del reactor mide 3,7 m (12 pies) de ancho y 11 m (36 pies) de alto, con el núcleo de apenas 1,2 m (4 pies) de alto y 50 pulgadas (130 cm) de ancho y no genera electricidad. Como característica especial, permite a los científicos probar materiales simultáneamente en múltiples entornos experimentales únicos. Los científicos investigadores pueden realizar experimentos en una de las más de 70 posiciones de prueba del reactor. Cada uno puede generar condiciones experimentales únicas.
Algunos han llamado al reactor una "máquina del tiempo virtual", [43] por su capacidad para demostrar los efectos de varios años de radiación sobre los materiales en una fracción del tiempo.
El ATR permite a los científicos colocar una variedad de materiales en un entorno con intensidades específicas de radiación, temperatura y presión. Luego se extraen muestras para examinar cómo el tiempo en el reactor afectó a los materiales. La Marina de los EE. UU. es el usuario principal de la instalación, pero el ATR también produce isótopos médicos que pueden ayudar a tratar a pacientes con cáncer e isótopos industriales que pueden usarse para radiografías y soldaduras de rayos X en elementos como rascacielos, puentes y bodegas de barcos.
Muchos experimentos ATR se centran en materiales que podrían hacer que la próxima generación de reactores nucleares sea aún más segura y duradera. [44]
La Instalación de Examen de Combustible Caliente (HFEF) brinda a los investigadores del INL y otros científicos la capacidad de examinar y probar combustible de reactor irradiado altamente radiactivo y otros materiales.
HFEF proporciona 15 estaciones de trabajo de última generación conocidas como celdas calientes. Para las ventanas, cada celda tiene paneles de vidrio emplomado en capas de 4 pies (1,2 m) de espesor y separados por finas capas de aceite. Los manipuladores remotos permiten a los usuarios maniobrar elementos dentro de la celda caliente utilizando brazos robóticos. Los sistemas de escape con filtrado especiales [45] mantienen seguro el aire interior y exterior. En estas estaciones, los científicos y técnicos pueden determinar mejor el rendimiento de los combustibles y materiales irradiados. Los científicos también pueden caracterizar materiales destinados al almacenamiento a largo plazo en la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos en Nuevo México.
La misión New Horizons a Plutón , que se lanzó en 2006, está impulsada por un dispositivo alimentado en la Instalación de Sistemas de Energía Espacial y de Seguridad del INL. El Generador Termoeléctrico de Radioisótopos (RTG) utiliza plutonio no fisionable no apto para armas para producir calor y electricidad para misiones en el espacio profundo como esta.
El uso del RTG en la misión New Horizons es una fuente de energía más práctica para el satélite que los paneles solares porque el satélite viajará a una distancia tan grande que la energía del sol no proporcionaría energía suficiente para la nave. [46] El trabajo en el proyecto comenzó a finales de 2004 y finalizó con el exitoso lanzamiento del cohete en enero de 2006. El equipo implementó el abastecimiento de combustible, las pruebas y la entrega del RTG para la misión Plutón New Horizons y para el próximo rover de Marte. [47]
La instalación de acondicionamiento de combustible del INL utiliza electrólisis para separar ciertos componentes de las barras de combustible nuclear usadas. A diferencia de las técnicas tradicionales de reprocesamiento acuoso, que disuelven las barras de combustible en ácido, el "piroprocesamiento" funde las barras y utiliza electricidad para separar componentes como el uranio y el sodio de la mezcla. El INL está utilizando esta técnica para eliminar el sodio metálico de las barras de combustible del Reactor Reproductor Experimental II (EBR-II) para que puedan almacenarse de forma segura en un depósito nacional. [ cita necesaria ]
La Instalación de prueba de reactores transitorios (TREAT) es un reactor diseñado específicamente para probar nuevos combustibles y materiales para reactores.
El Laboratorio de Radioquímica es una instalación que incluye un laboratorio de instrumentación de radiación, dos laboratorios de química de actínidos y otros laboratorios para investigaciones radiológicas y no radiológicas.
El Complejo de Campo de Pruebas de Infraestructura Crítica (CITRC) de INL, operado por INL, es un banco de pruebas de redes eléctricas a escala de servicios públicos. La red eléctrica es un sistema operativo, alimentado comercialmente, que proporciona energía a todas las instalaciones de investigación clave del INL en su extenso sitio desértico de 890 millas cuadradas (2.300 km 2 ); e incluye: siete subestaciones, un centro de control y despacho con personal las 24 horas, los 7 días de la semana, 61 millas de líneas de transmisión de 138 kV y múltiples circuitos de distribución de 15 kV, 25 kV y 35 kV. Se pueden aislar y reconfigurar secciones de la red para realizar pruebas y demostraciones integradas de sistemas de energía, componentes y tecnologías de redes inteligentes de última generación. [48]
Además, INL posee y opera una red de comunicaciones diseñada para investigar y probar tecnología y protocolos de comunicación de Internet celulares, móviles y emergentes, con plataformas 3-G tanto fijas como móviles que permiten pruebas y demostraciones dentro de un rango de frecuencias experimentales en un nivel bajo. entorno de fondo.
Esta asociación entre INL y las tres universidades públicas de investigación de Idaho ( la Universidad Estatal de Idaho , la Universidad de Idaho y la Universidad Estatal de Boise ) cuenta con una gran experiencia en investigación. Sus investigadores, que tienen acceso al equipo y la infraestructura de cada institución asociada, han competido y ganado millones de dólares en financiación nacional para sus proyectos. CAES posee capacidades e infraestructura únicas en la región y la nación. Los laboratorios del centro están equipados con instrumentos y herramientas de investigación de última generación, incluida una sonda atómica de electrodo local (LEAP) y un entorno virtual asistido por computadora (CAVE).
La instalación de Índice Emparejado de Refracción es la instalación de este tipo más grande del mundo. Utilizando aceite mineral ligero, la instalación permite a los investigadores utilizar modelos de cuarzo fundido construidos a escala para estudiar el flujo de líquidos dentro y alrededor de objetos con geometrías complicadas, como el núcleo de un reactor nuclear. La instalación es básicamente un circuito gigante a través del cual se bombea petróleo, en su mayoría transparente, a velocidades variables. Láseres especiales realizan la "velocimetría Doppler", que produce una imagen tridimensional que permite inspeccionar las propiedades de flujo de un objeto. Los observadores también pueden observar el flujo ellos mismos a través de los cristales de policarbonato situados cerca del equipo láser. [49] [50]
La geocentrífuga de INL ayuda a los investigadores, entre otros esfuerzos, a mejorar los modelos de cómo se mueven los líquidos y los contaminantes a través de tapas y barreras diseñadas que se utilizan en las instalaciones subterráneas de eliminación de desechos. [51]
La centrífuga INL es una de las menos de 25 geocentrífugas de más de dos metros (aproximadamente 6 pies) en los Estados Unidos. [51] La centrífuga, ubicada junto al Centro de Investigación INL en Idaho Falls, puede operarse remotamente por computadora y es capaz de aplicar 130 veces la fuerza de gravedad de la Tierra sobre una muestra. [52]
Muchos de los experimentos que utilizan la geocentrífuga requieren que funcione durante cientos de horas para simular correctamente los efectos gravitacionales de varios años. La carga útil es monitoreada por una computadora a bordo y puede transmitirse a una estación de monitoreo remota fuera de la cámara de la centrífuga donde los técnicos pueden observar los desarrollos. [52]
A primera hora de la tarde del 20 de diciembre de 1951, el científico del Laboratorio Nacional Argonne , Walter Zinn, y un pequeño grupo de asistentes presenciaron cómo se encendía una fila de cuatro bombillas en un anodino edificio de ladrillo en el desierto oriental de Idaho. [53] La electricidad de un generador conectado al Reactor Reproductor Experimental I (EBR-I) fluyó a través de ellos. Esta fue la primera vez que se generó una cantidad utilizable de energía eléctrica a partir de la fisión nuclear .
Sólo unos días después, el reactor produjo toda la electricidad necesaria para todo el complejo EBR. [54] Una tonelada de uranio natural puede producir más de 40 millones de kilovatios-hora de electricidad; esto equivale a quemar 16.000 toneladas de carbón u 80.000 barriles de petróleo. [55]
Sin embargo, más importante para el propósito del EBR-I que simplemente generar electricidad fue su papel de demostrar que un reactor podía crear más combustible nuclear como subproducto del que consumía durante su funcionamiento. En 1953, las pruebas comprobaron que así era. [53] El sitio de este evento está conmemorado como Monumento Histórico Nacional Registrado , abierto al público todos los días desde el Día de los Caídos hasta el Día del Trabajo .
De 1969 a 1994, el EBR-II del Laboratorio Nacional Argonne produjo casi la mitad de la electricidad necesaria para las operaciones del sitio de pruebas.
En 1964, el reactor reproductor experimental II y la cercana instalación de acondicionamiento de combustible demostraron el concepto de reciclaje de combustible y las características de seguridad pasiva. La llamada seguridad "pasiva" incluye sistemas que se basan en leyes de la física natural, como la gravedad, en lugar de sistemas que requieren intervención mecánica o humana.
En una prueba histórica realizada el 3 de abril de 1986, tales sistemas en EBR-II demostraron que las plantas de energía nuclear podían diseñarse para ser inherentemente seguras contra accidentes graves.
El desmantelamiento del EBR-II comenzó en octubre de 1994 con la retirada de los 637 conjuntos combustibles. [56]
El primer reactor de prueba de pérdida de fluido del mundo se puso en marcha en INL el 12 de marzo de 1976. Simuló repetidamente accidentes por pérdida de refrigerante que podrían ocurrir en plantas de energía nuclear comerciales. Muchos diseños de seguridad para reactores en todo el mundo se basan en estas pruebas. Los experimentos LOFT ayudaron en los esfuerzos de recuperación de accidentes después del accidente de Three Mile Island en 1979. [57]
En 1949, la Fuerza Aérea de los EE. UU. y la Comisión de Energía Atómica desarrollaron un área marginal de la propiedad NRTS denominada "Área de prueba norte", o TAN, para apoyar el intento del programa de propulsión nuclear de aeronaves de desarrollar una aeronave de propulsión nuclear. Los experimentos del reactor de transferencia de calor (HTRE) del programa fueron realizados aquí en 1955 por el contratista General Electric , y fueron una serie de pruebas para desarrollar un sistema de transferencia de aire calentado por el reactor a un motor a reacción General Electric J47 modificado . El avión previsto, el Convair X-6 , se iba a realizar en vuelo de prueba en TAN, y en el lugar se construyó un gran hangar con protección radiológica. Sin embargo, el programa fue cancelado antes de que se pudiera construir la pista adjunta de 4.600 m (15.000 pies).
A principios de la década de 1950, se construyó el primer prototipo de planta nuclear a gran escala para uso a bordo de barcos, llamado S1W Prototype, para probar la viabilidad del uso de energía nuclear a bordo de submarinos. Fue la predecesora de una planta nuclear similar de diseño S2W instalada en el primer barco de propulsión nuclear, el submarino USS Nautilus (SSN-571) . Posteriormente, en este lugar se construyeron dos instalaciones de plantas prototipo más, A1W y S5G , llamadas Instalación de Reactores Navales (NRF para abreviar). También hay una Instalación Básica Gastada (ECF para abreviar) también en NRF, así como edificios/instalaciones administrativas. El laboratorio de química de NRF estaba ubicado en el prototipo S1W. A estas alturas, las plantas prototipo para el desarrollo de uso a bordo han sido cerradas. Sólo está en uso la instalación central gastada/área de almacenamiento seco.
Cuando la industria nuclear apenas comenzaba a principios de la década de 1950, era difícil predecir exactamente cómo se verían afectados los diferentes tipos de metales y otros materiales si se utilizaran en un reactor durante períodos prolongados. MTR fue un reactor de investigación diseñado conjuntamente por los Laboratorios Nacionales Argonne y Oak Ridge que funcionó hasta 1970 y proporcionó datos importantes, ayudando a los investigadores a hacer que los reactores de energía nuclear sean más seguros y duraderos. [58]
Los experimentos de los reactores de agua en ebullición (BORAX) fueron cinco reactores construidos entre 1953 y 1964 por el Laboratorio Nacional Argonne . Demostraron que el concepto de agua hirviendo era un diseño factible para un reactor nuclear productor de electricidad. El reactor BORAX III también fue el primero del mundo en alimentar una comunidad ( Arco, Idaho ) el 17 de julio de 1955. [59] [60]
La planta de procesamiento químico de Idaho procesó químicamente material de núcleos de reactores usados para recuperar material nuclear reutilizable. Ahora se llama elCentro de ingeniería y tecnología nuclear de Idaho .
El Área de Pruebas de Materiales probó la exposición de los materiales a las condiciones del reactor. El Área de Pruebas de Materiales es parte del Complejo de Reactores de Pruebas Avanzadas.
El Centro de Investigación y Operaciones de Información y el lote Shelley-New Swedish Park and Ride es una de las catorce propiedades federales incluidas para su eliminación por parte de la Junta de Reforma de Edificios Públicos en sus recomendaciones de 2019. [61]
El 3 de enero de 1961 se produjo en el NRTS el único incidente mortal en un reactor nuclear en Estados Unidos. Un reactor experimental llamado SL-1 (Planta Estacionaria de Baja Energía Número 1) fue destruido cuando una barra de control se sacó demasiado del reactor, lo que provocó una excursión de energía casi instantánea y una explosión de vapor. La vasija del reactor saltó 2,77 m (9 pies 1 pulgada). [62] La conmoción cerebral y la explosión mataron a los tres militares alistados que trabajaban en el reactor. Debido a la extensa contaminación con isótopos radiactivos , los tres fueron enterrados en ataúdes de plomo. Los acontecimientos son el tema de dos libros, uno publicado en 2003, Idaho Falls: The untold story of America's first nuclear accident , [63] y otro, Atomic America: How a Deadly Explosion and a Feared Admiral Changed the Course of Nuclear History , publicado en 2009. [62]
En la tarde del 8 de noviembre de 2011, en el Reactor de Física de Potencia Cero (ZPPR), un contenedor derramó materiales "relacionados con el plutonio", cuando fue abierto por uno de los trabajadores. Los 17 trabajadores en el incidente fueron llevados inmediatamente al Proyecto de Limpieza de Idaho para que les realizaran pruebas en forma de recuentos corporales completos (escanea el cuerpo para detectar cualquier exposición a radiación interna) y se les pidió que enviaran muestras de orina y heces para realizar pruebas adicionales de radioisótopos internos. . Seis de ellos resultaron estar expuestos a "radiación de bajo nivel", dos de ellos de forma bastante extensa. Después, todos los trabajadores fueron mantenidos bajo estrecha observación con repetidos recuentos corporales totales y muestreos de orina y heces. El Laboratorio Nacional de Idaho insistió en que no se filtró radiactividad fuera de las instalaciones. [64]
En abril de 2018, cuatro botes de lodo de uranio empobrecido repentinamente se sobrepresurizaron y expulsaron sus tapas en una instalación del Departamento de Energía de EE. UU. en el Laboratorio Nacional de Idaho. [65] Los desechos se habían originado en la ahora desmantelada planta de producción de plutonio para armas de Rocky Flats. En 2018, el antropólogo Vincent Ialenti realizó un trabajo de campo en Idaho explorando las causas fundamentales del accidente. Comparando el accidente con un accidente de tambor ocurrido en 2014 en el depósito de desechos nucleares WIPP en Nuevo México, Ialenti atribuyó las rupturas de tambor de Idaho a "incentivos sistémicos para acelerar los proyectos de limpieza de desechos más allá de su capacidad organizacional, sin expandir proporcionalmente sus mecanismos de seguridad o supervisión". [66]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda ){{cite web}}: |first=tiene nombre genérico ( ayuda )43°32′00″N 112°56′41″W / 43.53333°N 112.94472°W / 43.53333; -112.94472