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Programa de energía nuclear del ejército

Membrete del Grupo de Reactores de Ingenieros del Ejército de EE. UU.

El Programa de Energía Nuclear del Ejército ( ANPP ) fue un programa del Ejército de los Estados Unidos para desarrollar pequeños reactores de energía nuclear de agua presurizada y de agua hirviendo para generar energía eléctrica y de calefacción espacial principalmente en sitios remotos y relativamente inaccesibles. La ANPP tuvo varios logros, pero finalmente fue considerada como "una solución en busca de un problema". El Grupo de Ingenieros de Reactores del Ejército de EE.UU. gestionaba este programa y tenía su sede en Fort Belvoir , Virginia . El programa comenzó en 1954 y terminó efectivamente alrededor de 1977; la última promoción de operadores de centrales nucleares se graduó en 1977. El trabajo continuó durante algún tiempo después, ya sea para desmantelar las plantas o colocarlas en SAFSTOR (almacenamiento a largo plazo y monitoreo antes del desmantelamiento). . El actual [ ¿cuándo? ] El desarrollo de pequeños reactores modulares ha generado un renovado interés en las aplicaciones militares. [1] [2] [3]

Fondo

Ya en 1952 había interés en la posible aplicación de la energía nuclear a las necesidades militares terrestres. Un memorando del Secretario de Defensa , fechado el 10 de febrero de 1954, asignó al Ejército la responsabilidad de "desarrollar plantas de energía nuclear para suministrar calor y electricidad". en instalaciones militares remotas y relativamente inaccesibles". El Secretario del Ejército estableció el Programa de Energía Nuclear del Ejército y lo asignó al Cuerpo de Ingenieros . [4]

La Ley de Energía Atómica de 1954 responsabilizó a la Comisión de Energía Atómica (AEC) de la I+D en el campo nuclear, de modo que la ANPP se convirtió entonces en una "actividad" interinstitucional conjunta del Departamento del Ejército (DA) y la AEC. Cuando se revisó la Ley de Energía Atómica en 1954, el párrafo 91b autorizó al Departamento de Defensa a obtener material nuclear especial para su uso en instalaciones de utilización de defensa. El Programa de Energía Nuclear del Ejército se centró en las instalaciones de producción de energía, mientras que el Programa de Reactores Navales se concentró en la propulsión nuclear para submarinos y barcos. El 9 de abril de 1954, el Jefe de Ingenieros estableció el Grupo de Reactores de Ingenieros del Ejército de EE. UU. para realizar las misiones asignadas por DA. Esencialmente, estas misiones eran para: [4]

En un objetivo de desarrollo de material cualitativo para centrales nucleares aprobado por el Departamento del Ejército, de fecha 7 de enero de 1965, se establecieron estos objetivos para el programa: [4]

En última instancia, la AEC concluyó que la probabilidad de lograr los objetivos del Programa de Energía Nuclear del Ejército de manera oportuna y a un costo razonable no era lo suficientemente alta como para justificar la financiación continua de su parte de proyectos para desarrollar reactores pequeños, estacionarios y móviles. Los recortes en la financiación militar para investigación y desarrollo a largo plazo debido a la guerra de Vietnam llevaron a la AEC a eliminar gradualmente su apoyo al programa en 1966. Los costos de desarrollar y producir plantas de energía nuclear compactas eran tan altos que sólo podían justificarse si El reactor tenía una capacidad única y cumplía un objetivo claramente definido respaldado por el Departamento de Defensa. Después de eso, la participación del Ejército en los esfuerzos de investigación y desarrollo de centrales nucleares disminuyó constantemente y finalmente se detuvo por completo. [5]

Lista de plantas

Se construyeron ocho plantas. Debido al requisito de un tamaño físico pequeño, todos estos reactores, excepto el MH-1A, utilizaban uranio altamente enriquecido ( UME ). El MH-1A tenía más espacio para trabajar y más capacidad de carga, por lo que se trataba de un reactor de bajo enriquecimiento; es decir, más grande y más pesado. Se consideró brevemente el uso del MH-1A en Vietnam, pero el Departamento de Estado rechazó rápidamente la idea de algo nuclear en Vietnam. [4]

Las plantas se enumeran en orden de criticidad inicial. Vea la galería de fotos en la siguiente sección. Las fuentes de estos datos incluyen el único libro conocido sobre la ANPP, escrito por Suid, [6] y un documento del DOE. [7]

SM-1
pies. Virginia Belvoir
SL-1
NRTS, Idaho
El 3 de enero de 1961, se estaba preparando el reactor para su reactivación después de una parada de once días durante las vacaciones. Se estaban llevando a cabo procedimientos de mantenimiento que requerían que la varilla de control central principal se retirara manualmente unos centímetros para volver a conectarla a su mecanismo de accionamiento; a las 9:01 pm, esta varilla se retiró repentinamente demasiado, lo que provocó que SL-1 se volviera crítico instantáneamente. En cuatro milisegundos, el calor generado por la enorme oleada de energía resultante provocó que el combustible del núcleo se vaporizara explosivamente. La reacción de fisión nuclear calentó directamente el agua, convirtiendo una gran cantidad en vapor. El aluminio fundido reaccionó con agua produciendo gas hidrógeno. La explosión de las placas de combustible, la violenta reacción entre el metal y el agua y la expansión del vapor de agua presionaron hacia arriba el agua sobre el núcleo, enviando una onda de presión que golpeó la parte superior de la vasija del reactor. La fuerza incidió en la tapa de la vasija del reactor, provocando que agua y vapor salieran rociados desde la parte superior de la vasija. Esta forma extrema de golpe de ariete impulsó el blindaje superior del cabezal, restos de placas de combustible, cinco tapones de blindaje sueltos, una brida de boquilla y toda la vasija del reactor hacia arriba. Una investigación posterior concluyó que la embarcación de 26.000 libras (12.000 kg) había saltado 9 pies 1 pulgada (2,77 m) en el aire antes de golpear el eje de transmisión de la grúa puente elevada. La embarcación volvió a su ubicación original, dejando poca evidencia de ello excepto escombros esparcidos. [8] [9] El rocío de agua y vapor arrojó a dos operadores al suelo, matando a uno e hiriendo gravemente a otro. Uno de los tapones de protección sueltos en la parte superior de la vasija del reactor empaló al tercer hombre a través de su ingle y salió de su hombro, inmovilizándolo contra el techo. [9] Las víctimas fueron los especialistas del ejército John A. Byrnes (27 años) y Richard Leroy McKinley (22 años), y el electricista de primera clase (CE1) de Navy Seabee Construction Richard C. Legg (26 años). [10]
Más tarde se estableció que Byrnes (el operador del reactor) había levantado la varilla y provocado la excursión, Legg (el supervisor de turno) estaba parado encima de la vasija del reactor y fue empalado y clavado al techo, y McKinley, el aprendiz que estaba de pie. cerca, fue encontrado más tarde con vida por los rescatistas. Los tres hombres sucumbieron a heridas por trauma físico; la radiación de la excursión nuclear no habría dado a los hombres ninguna posibilidad de supervivencia.
Este fue el único incidente fatal en un reactor nuclear estadounidense, que destruyó el reactor. Este incidente fue importante en el desarrollo de la energía comercial porque los diseños futuros impidieron que el núcleo se volviera crítico con la eliminación de una sola varilla.
PM-2A
Camp Century , Groenlandia

En 1961, después de la explosión de la planta SL-1, el general Alvin Luedecke , director general de la AEC, impidió temporalmente la puesta en marcha de la PM-2A hasta que se pudiera instalar un enclavamiento en la barra de control central. Si bien el enclavamiento podría ser operado por personal, primero habría que notificar al general Luedecke. [14] El PM-2A era el único reactor además del SL-1 que tenía una barra de control central que podía poner en marcha el reactor por sí solo.

El 8 de enero dimos instrucciones explícitas de que este reactor, que en ese momento estaba cerrado, no se pondría en marcha hasta que hubiéramos examinado la situación. Era necesario que dijéramos instrucciones para modificar los mecanismos del PM-2A de modo que ninguna varilla pudiera elevarse hasta un punto en el que pudiera ocurrir automáticamente la criticidad. [14]

El PM-2A impulsó con éxito Camp Century durante tres años. El recipiente a presión también se utilizó para investigar la fragilización por neutrones en acero al carbono. Esta planta se cerró entre 1963 y 1964. Sin embargo, a pesar de los éxitos del reactor, el Proyecto Iceworm nunca se puso en marcha y Camp Century fue abandonado más tarde.

Planta de energía nuclear PM-1, Estación de la Fuerza Aérea de Sundance

Estación McMurdo PM-3A , Antártida
La PM-3A (Portátil, Media potencia, 3.ª generación) fue una planta instalada para proporcionar energía a la Base McMurdo en la Antártida. Durante 1970-1971, logró un récord mundial de potencia. Fue una de las primeras centrales eléctricas costeras en utilizar equipos de estado sólido. El PM-3A no era operado por el Ejército, pero estaba bajo el NAVFAC (Comando de Ingeniería de Instalaciones Navales), la división de energía en tierra de la Marina de los EE. UU. Aunque la mayoría del personal era de la Marina, el PM-3A era una estación de tres servicios. Durante 1970-1971, hubo un sargento del Ejército y un sargento de la Fuerza Aérea estacionados con la tripulación. La planta se enfrió por aire con los condensadores y ventiladores funcionando con glicol. El calor residual también se utilizó para la desalinización mediante destilación instantánea al vacío. El reactor estaba ubicado en tanques enterrados en el suelo.
La planta sufrió multitud de problemas, incluido un incendio y una fuga de refrigerante. Se cerró en septiembre de 1972. [17] [18] Después del desmantelamiento, la planta fue cortada en pedazos y transportada a los EE. UU. para su entierro. El suelo que rodeaba los tanques se había vuelto radiactivo, por lo que también fue retirado y transportado a la Base Naval de Port Hueneme, California, donde se incorporó al pavimento asfáltico.
SM-1A
pies. Grely, Alaska

Barcaza motora MH-1A Sturgis, Gunston Cove, pies. belvoir,
Simulador de sala de control MH-1A

Clave de los códigos:

De los ocho construidos, seis produjeron energía operativamente útil durante un período prolongado. Muchos de los diseños se basaron en reactores navales de los Estados Unidos , que eran diseños de reactores compactos probados. [ cita necesaria ]

Línea de tiempo

SM-1
SM-1A
SL-1
PM-1
PM-2A
PM-3A
MH-1A
ML-1
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
Criticidad inicial al apagado (aproximada)

Logros importantes

Las referencias para esta lista incluyen el documento DOE, [7] el libro Suid, [6] y el Briefing Book. [4]

Formación de operadores de centrales nucleares.

El Curso para Operadores de Plantas de Energía Nuclear (NPPOC) se llevó a cabo en Ft. Belvoir. Los solicitantes del programa eran hombres alistados que debían comprometerse a servir un mínimo de dos años después de completar la formación. Los requisitos para la admisión al NPPOC incluían puntajes en pruebas de aptitud al menos tan estrictos como los requeridos para la admisión a la Escuela de Candidatos a Oficiales. [22] Más de 1.000 operadores de centrales nucleares obtuvieron licencias entre los años 1958 y 1977. El NPPOC fue un curso de un año de duración intenso y académicamente desafiante. [23]

Ver también

Referencias

  1. ^ Pfeffer, Robert A; Macon, William A (septiembre-octubre de 2001). "Energía nuclear: una opción para el futuro del ejército". Logístico del Ejército . 33 (5). Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009 . Consultado el 18 de septiembre de 2017 .
  2. ^ Trakimavičius, Lukas. "¿Es lo pequeño realmente hermoso? El papel futuro de los pequeños reactores nucleares modulares (SMR) en el ejército" (PDF) . Centro de Excelencia en Seguridad Energética de la OTAN . Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  3. ^ COL Paul E. Roege - ¿Puede la energía nuclear llenar vacíos críticos en la cartera de energía militar? @TEAC3-YouTube
  4. ^ Programa de energía nuclear del ejército abcde: pasado, presente, futuro . Un documento informativo preparado y presentado al Grupo de Estudio Ad Hoc del Panel Asesor Científico del Ejército, 10 y 11 de febrero de 1969.
  5. ^ Pfeffer, Macon, Energía nuclear: una opción para el futuro del ejército , Army Logistician, PB 700-01-5, Vol 33, Número 5, septiembre/octubre de 2001, recuperado de [1] Archivado el 5 de febrero de 2009 en Wayback. Máquina el 30 de enero de 2009.
  6. ^ ab Suid, LH, Programa de energía nuclear del ejército: la evolución de una agencia de apoyo , Greenwood (1990), ISBN 978-0-313-27226-4 
  7. ^ ab Oficina del Administrador Adjunto de Programas de Defensa (enero de 2001), Uranio altamente enriquecido: lograr un equilibrio: un informe histórico sobre las actividades de producción, adquisición y utilización de uranio altamente enriquecido en los Estados Unidos desde 1945 hasta el 30 de septiembre de 1996 (Revisión 1 (Redactado para publicación pública) ed.), Departamento de Energía de EE. UU., Administración Nacional de Seguridad Nuclear , consultado el 13 de junio de 2009
  8. ^ Stacy, Susan M. (2000). Demostración del principio: una historia del Laboratorio Nacional de Ingeniería y Medio Ambiente de Idaho, 1949-1999 (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Operaciones de Idaho. Capítulo 15. ISBN 0-16-059185-6. Archivado desde el original (PDF) el 7 de agosto de 2011.
  9. ^ ab IDO-19311 Informe final de la operación de recuperación de SL-1, estación de pruebas de Idaho, General Electric Corporation, 27 de julio de 1962.
  10. ^ "Expertos nucleares investigan la explosión fatal de un reactor". Veces al día . 5 de enero de 1961 . Consultado el 30 de julio de 2010 .
  11. ^ "La planta nuclear PM-2A establece un récord de potencia continua" (PDF) . Revista de Investigación y Desarrollo del Ejército . vol. 4, núm. 4. Cuartel General, Departamento del Ejército. Abril de 1963. pág. 26. Archivado desde el original (PDF) el 19 de octubre de 2012 . Consultado el 30 de septiembre de 2013 .{{cite magazine}}: CS1 maint: date and year (link)
  12. ^ PM-2A
  13. ^ Mirónov, N.; Kostogarov, S.; Mamedov, AM; Lokhanin, GN; Sinitsyn, VI; Lokhanin, GN; Sinitsyn, VI (1961). "Noticias de ciencia y tecnología". La revista soviética de energía atómica . 9 (4): 873–887. doi :10.1007/BF01832133. S2CID  189794486.
  14. ^ ab Audiencias sobre regulación y seguridad radiológica, Comité Conjunto de Energía Atómica, Congreso de los Estados Unidos, 12 al 15 de junio de 1961, incluido el Informe de la Junta de Investigación de la Comisión de Energía Atómica del Accidente SL-1, Comité Conjunto de Energía Atómica Congreso de los Estados Unidos, Primera sesión sobre Regulación y seguridad radiológica, Washington, DC, consulte la página 185.
  15. ^ CARACTERÍSTICAS DEL PM-1 (SUNDANCE)
  16. ^ Páginas de concientización sobre el medio ambiente antártico
  17. ^ "Diseño y construcción de PM-3A". Adams Atomic Engines, Inc. Octubre de 1996. Archivado desde el original el 2 de diciembre de 1998 . Consultado el 2 de enero de 2020 .
  18. ^ Spindler, Bill. "Las páginas de concienciación medioambiental de la Antártida". Estación del Polo Sur Amundsen-Scott . Consultado el 2 de enero de 2020 .
  19. ^ "Westinghouse desmantelará el prototipo de reactor estadounidense". Noticias nucleares mundiales. 5 de agosto de 2022 . Consultado el 7 de agosto de 2022 .
  20. ^ "Se reanudará el desmantelamiento de la planta nuclear de Alaska suspendida". Internacional de Ingeniería Nuclear. 30 de agosto de 2023 . Consultado el 4 de septiembre de 2023 .
  21. ^ "Desmantelada la planta nuclear flotante Sturgis". El Ejecutivo Marítimo . 16 de marzo de 2019 . Consultado el 9 de marzo de 2021 .
  22. ^ Suid, pág. 36
  23. ^ "Historia del PPS". Archivado desde el original el 9 de enero de 2009 . Consultado el 26 de febrero de 2009 .

enlaces externos