El Laboratorio Nacional de Idaho ( INL ) es uno de los laboratorios nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos y está gestionado por la 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 cómo fallan los reactores nucleares se descubrió en lo que ahora es el Laboratorio Nacional de Idaho. John Grossenbacher, ex director del INL, dijo: "La historia de la energía nuclear para aplicaciones pacíficas se ha escrito principalmente en Idaho". [1]
Varias organizaciones han construido más de 50 reactores en lo que comúnmente se denomina "el Sitio", incluidos los que proporcionaron al mundo la primera cantidad utilizable de electricidad a partir de energía nuclear y la planta de energía para el primer submarino nuclear del mundo. Aunque muchos de ellos ya están fuera de servicio, estas instalaciones constituyen la mayor concentración de reactores del mundo. [2]
Está ubicado en un complejo de 2310 km2 en el alto desierto del este de Idaho , entre Arco al oeste y Idaho Falls y Blackfoot al este. Atomic City, Idaho, está justo al sur. El laboratorio emplea aproximadamente a 5700 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 los EE. UU. 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 los cañones con torreta más poderosos de la Armada. Los cañones fueron traídos por ferrocarril a cerca de Pocatello, Idaho , para ser revestidos, estriados y probados. [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 trabajaba en el desierto de Idaho también cambiaron. Quizás el más conocido fue la construcción del prototipo de reactor para el primer submarino de propulsión nuclear del mundo, el USS Nautilus .
En 1949, la instalación de investigación federal se estableció como la 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 de Energía (ERDA) y la Comisión Reguladora Nuclear (NRC). El sitio de Idaho pasó a llamarse Laboratorio Nacional de Ingeniería de Idaho ( INEL ) en 1974. 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 útil, varias organizaciones han construido más de 50 reactores nucleares únicos en su tipo en la instalación para realizar pruebas; todos menos tres están fuera de servicio.
El 1 de febrero de 2005, Battelle Energy Alliance se hizo cargo de la operación del laboratorio de Bechtel , se fusionó con Argonne National Laboratory -West y el nombre de la instalación se cambió a "Idaho National Laboratory" (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 está administrado por la Coalición Ambiental de Idaho, LLC. Las actividades de investigación se consolidaron en el nuevo nombre de 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 arbustiva y una serie de instalaciones diseminadas por toda la zona; la elevación media del complejo es de 5.000 pies (1.520 m) sobre el nivel del mar. Se puede acceder al INL por la Ruta 20 de EE. UU. y la Ruta 26 de EE. UU. , pero la mayor parte del área (excepto el Reactor Reproductor Experimental I ) está restringida al personal autorizado y requiere la autorización de seguridad correspondiente . La pequeña ciudad de Atomic City está en la frontera sur del INL, y el Monumento Nacional de los 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 la 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 tiempo que también generaría electricidad. Y la 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.
El INL colaboró con la industria privada para desarrollar el reactor nuclear de Nueva Gales del Sur entre 2005 y 2011. El Departamento de Energía de los Estados Unidos le encargó que liderara este esfuerzo como resultado de la Ley de Política Energética de 2005. [9] Desde 2011 , el proyecto ha estancado y se ha interrumpido su financiación. El diseño de este reactor actualmente es 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 algunos de los problemas inherentes al ciclo de vida actual del combustible para reactores nucleares en los Estados Unidos. Estos esfuerzos tienen como objetivo lograr que la expansión de la energía nuclear sea segura, económica y sostenible.
En la actualidad, Estados Unidos, al igual que muchos otros países, emplea un ciclo de combustible nuclear "abierto", en el que el combustible de una planta de energía nuclear se utiliza sólo una vez y luego se almacena 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 de modo que éste se reutilice o recicle en lugar de almacenarse antes de que se haya utilizado toda su energía. El INL coordina muchas de las iniciativas nacionales de investigación del FCRD, entre ellas:
El Programa de Sostenibilidad del Reactor de Agua Ligera apoya los esfuerzos nacionales para realizar la investigación y reunir la información necesaria para demostrar si es seguro y prudente solicitar extensiones más allá de los 60 años de vida útil.
El Programa tiene como objetivo prolongar de forma segura y económica la vida útil de las más de 100 centrales nucleares generadoras de electricidad de los Estados Unidos. El programa reúne información técnica, realiza investigaciones importantes y organiza datos que se utilizarán en las solicitudes de prórroga de licencias. [11]
El reactor de pruebas avanzado del INL es un reactor de investigación ubicado aproximadamente a 50 millas (80 kilómetros) de Idaho Falls, Idaho.
En abril de 2007, el Departamento de Energía designó al Reactor de Pruebas Avanzadas (ATR) como Instalación Nacional de Usuarios Científicos. Esta designación abrió la instalación al uso por parte de grupos de investigación científica dirigidos por universidades y les otorga acceso gratuito al ATR y otros recursos del INL y de las instalaciones asociadas. [12] Además de una convocatoria de propuestas continua con dos fechas de cierre cada año, el INL organiza una "Semana de Usuarios" anual y una sesión de verano para familiarizar a los investigadores con las capacidades de las instalaciones de usuarios disponibles para ellos.
Los Programas Universitarios de Energía Nuclear del DOE brindan financiamiento para subvenciones de investigación universitaria, becas, ayudas económicas y mejoras de infraestructura.
Por ejemplo, en mayo de 2010, el programa otorgó 38 millones de dólares para 42 proyectos de I+D dirigidos por universidades en 23 universidades de los Estados Unidos en 17 estados. En el año fiscal 2009, el programa otorgó alrededor de 44 millones de dólares a 71 proyectos de I+D y más de 6 millones de dólares en subvenciones de infraestructura a 30 universidades y colegios estadounidenses en 23 estados. [13] El Centro de Estudios Avanzados de Energía del INL administra el programa para el DOE. CAES es una colaboración entre el 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 ) que comenzó 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 se traduce en menores costos de electricidad y menos productos de desecho . [14]
El MMG se centra en los problemas que se producen en los reactores nucleares relacionados con su combustible y la forma en que se transfiere el calor en su interior. La "degradación del combustible" se refiere a la forma en que los gránulos de uranio y las barras que los recubren (varias barras unidas forman un "conjunto de combustible") acaban desgastándose con el tiempo debido al calor y la irradiación elevados que se producen en el interior del reactor. El grupo establece tres objetivos principales: "La misión del MMG es apoyar el objetivo del INL de impulsar el esfuerzo de energía nuclear de los EE.UU. 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 Seguridad Nacional del INL se centra en dos áreas principales: proteger infraestructuras críticas como líneas de transmisión eléctrica, servicios públicos y redes de comunicaciones inalámbricas, y prevenir la proliferación de armas de destrucción masiva.
Durante casi una década, el 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 la asociación con la industria, el INL está mejorando la confiabilidad de la red eléctrica, la ciberseguridad de los sistemas de control y los sistemas de seguridad física. [16]
El INL lleva a cabo capacitaciones cibernéticas avanzadas 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 solicita a los miembros del personal del INL que brinden orientación y liderazgo a organizaciones de estándares, agencias reguladoras y comités de políticas nacionales.
En enero de 2011, The New York Times informó que el INL supuestamente era responsable de parte de la investigación inicial detrás del virus Stuxnet , que supuestamente paralizó las centrifugadoras nucleares de Irán. El INL, que se asoció con Siemens , realizó una investigación sobre el sistema de control PCS-7 para identificar sus vulnerabilidades. Según el Times , esa información sería utilizada más tarde por los gobiernos estadounidense e israelí para crear el virus Stuxnet. [18]
El artículo del Times fue posteriormente cuestionado por otros periodistas, incluido el bloguero de Forbes Jeffrey Carr, por ser sensacionalista y carecer de hechos verificables. [19] En marzo de 2011, la portada de la revista Vanity Fair sobre Stuxnet incluía la respuesta oficial del INL, que afirmaba: "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 y las infraestructuras críticas de las amenazas cibernéticas como Stuxnet y todos somos reconocidos por estos esfuerzos. Valoramos las relaciones que hemos formado dentro de la industria de los sistemas de control y de ninguna manera arriesgaríamos estas asociaciones divulgando información confidencial". [20]
Basándose en la misión nuclear del INL y su legado en el diseño y operaciones de reactores, los ingenieros del laboratorio están desarrollando tecnología, formulando 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 las reservas extranjeras de uranio altamente enriquecido nuevo y usado y devolverlo a un 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 los contenedores en busca de materiales nucleares.
La amplia ubicación del laboratorio en el desierto, las instalaciones nucleares y la amplia gama de materiales de origen proporcionan un lugar ideal para la formación de personal militar, de las fuerzas del orden y de otros equipos de respuesta a emergencias civiles. El INL apoya de forma rutinaria a estas organizaciones impartiendo formación en el aula, realizando ejercicios de campo y colaborando en las evaluaciones tecnológicas.
La Actividad de Pruebas Avanzadas de Vehículos del INL recopila información de más de 4000 vehículos híbridos enchufables. Estos vehículos, operados por una amplia gama de empresas, gobiernos locales y estatales, grupos de apoyo y otros, se encuentran en todo Estados Unidos, Canadá y Finlandia . En conjunto, han registrado un total 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 puramente eléctricos. Estos datos ayudarán a evaluar el rendimiento y otros factores que serán fundamentales para la adopción generalizada de vehículos enchufables u otros vehículos alternativos. [24] [25]
Los investigadores del INL están colaborando con agricultores, fabricantes de equipos agrícolas y universidades para optimizar la logística de una economía de biocombustibles a escala industrial. Los desechos agrícolas, como la paja de trigo, las mazorcas de maíz, [26] [27] los tallos o las hojas, o los cultivos bioenergéticos como el pasto varilla o el miscanthus, podrían utilizarse para crear biocombustibles celulósicos. Los investigadores del INL están trabajando para determinar las formas más económicas y sostenibles de llevar las materias primas de los biocombustibles desde los campos hasta las biorrefinerías. [28]
El programa de robótica del INL investiga, construye, prueba y perfecciona robots que, entre otras cosas, limpian desechos peligrosos, miden la radiación, exploran túneles de tráfico 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 están en movimiento para realizar su trabajo.
El Departamento de Sistemas Biológicos está ubicado en 15 laboratorios con un total de 12.000 pies cuadrados (1.100 m2 ) en el Centro de Investigación INL en Idaho Falls. El departamento se dedica a 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 de 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]
El INL es pionero en la investigación y las 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 no se disponga de determinados recursos renovables, y al mismo tiempo proporcionar una fuente de calor e hidrógeno sin carbono que podría utilizarse, por ejemplo, para fabricar combustibles líquidos para el transporte a partir del carbón. [33]
A mediados de 2014 [actualizar], la construcción de una nueva instalación de procesamiento de residuos líquidos, la Unidad de Tratamiento Integrado de Residuos (IWTU), estaba a punto de completarse en el INTEC en el sitio INL. Procesará aproximadamente 900.000 galones de residuos nucleares líquidos utilizando un proceso de reformado con vapor para producir un producto granular adecuado para su eliminación. La instalación es la primera de su tipo y se basa en un prototipo a escala. El proyecto es parte del Proyecto de Limpieza de Idaho del Departamento de Energía destinado a eliminar los residuos y demoler las antiguas instalaciones nucleares en el sitio INL. [34] [35] [36]
En mayo de 2022, CNBC informó que se creó el programa de Investigación Aplicada sobre Seguridad y Tritio (STAR) para analizar los protocolos de producción y seguridad para trabajar con tritio , el combustible en el que muchas empresas emergentes están trabajando para comercializar 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 los sistemas de control y salvaguardas, tecnologías de sensores, automatización inteligente, integración de sistemas humanos y robótica y sistemas inteligentes. Estas cinco áreas clave respaldan la misión del INL de "garantizar la seguridad energética de la nación con sistemas de energía seguros, competitivos y sostenibles y una seguridad nacional y nacional única ". [ cita requerida ] 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 agregado, incluidos los sistemas humanos, la seguridad y el modelado de interdependencias complejas.
El 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 dólares en profesores y estudiantes de Idaho. Los fondos se destinan a programas de becas para graduados de la escuela secundaria, estudiantes de escuelas técnicas y profesores que desean integrar más actividades científicas prácticas en sus clases. El INL también ofrece miles de dólares en subvenciones para las aulas a profesores que buscan mejorar su equipo científico o la infraestructura de su laboratorio. [38]
El laboratorio contrata a más de 300 pasantes cada verano para trabajar junto con los empleados del laboratorio. El INL está catalogado por Vault, el sitio de recursos laborales en línea, como uno de los mejores lugares en los EE. UU. para obtener una pasantía [39]. Se ofrecen pasantías a estudiantes de secundaria, de pregrado, de posgrado y de posgrado en campos aplicables que incluyen ciencia, ingeniería, matemáticas, química, negocios, comunicación y otros campos.
Además de subcontratar trabajos por valor de más de 100 millones de dólares de las pequeñas empresas de Idaho, [40] las tecnologías INL suelen concederse bajo licencia 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 dado origen a más de 40 empresas emergentes desde 1995. [41]
Las pequeñas empresas que contratan al laboratorio pueden participar en un programa del Departamento de Energía diseñado para mejorar sus capacidades. El INL ha trabajado con una variedad de pequeñas empresas en esta función de mentoría, incluidas International Management Solutions y Portage Environmental. [42]
El reactor de pruebas avanzado del INL es mucho más pequeño que los reactores más comunes que producen electricidad: el recipiente del reactor mide 3,7 m de ancho y 11 m de alto, mientras que el núcleo mide apenas 1,2 m de alto y 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 colocar experimentos en una de las más de 70 posiciones de prueba del reactor. Cada una puede generar condiciones experimentales únicas.
Algunos han llamado al reactor una "máquina del tiempo virtual", [43] por su capacidad de 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 toman muestras para examinar cómo el tiempo en el reactor afectó a los materiales. La Marina de los EE. UU. es el principal usuario 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 rayos X de soldaduras 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 cuenta con 15 estaciones de trabajo conocidas como celdas calientes. En el caso de las ventanas, cada celda tiene paneles de vidrio con plomo de 1,2 m de espesor y separados por finas capas de aceite. Los manipuladores remotos permiten a los usuarios manipular elementos dentro de la celda caliente utilizando brazos robóticos. Los sistemas especiales de escape filtrados [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 los materiales destinados al almacenamiento a largo plazo en la Planta Piloto de Aislamiento de Residuos en Nuevo México.
La misión New Horizons a Plutón , lanzada en 2006, está alimentada por un dispositivo que se alimenta en las instalaciones de sistemas de energía de seguridad y espacio 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, ya que el satélite viajará a una distancia tan grande que la energía del sol no proporcionaría suficiente energía para la nave. [46] El trabajo en el proyecto comenzó a fines 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 New Horizons a Plutón y para el próximo explorador de Marte. [47]
La instalación de acondicionamiento de combustible del INL utiliza la electrólisis para separar determinados 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 de la mezcla componentes como el uranio y el sodio. 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 requerida ]
La Instalación de Pruebas de Reactores Transitorios (TREAT) es un reactor diseñado específicamente para probar nuevos combustibles y materiales de reactor.
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 investigación radiológica y no radiológica.
El complejo de pruebas de infraestructura crítica (CITRC) del INL, operado por el INL, es un banco de pruebas de red eléctrica 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 (2300 km2 ) ; e incluye: siete subestaciones, un centro de control y despacho con personal las 24 horas del día, los 7 días de la semana, 61 millas de líneas de transmisión de 138 kV y múltiples circuitos de distribución a 15 kV, 25 kV y 35 kV. Secciones de la red se pueden aislar y reconfigurar para pruebas integradas y demostración de sistemas de energía de última generación, componentes y tecnologías de red inteligente. [48]
Además, INL posee y opera una red de comunicaciones diseñada para investigar y probar protocolos y tecnologías de comunicación celular, móvil e Internet emergente, con plataformas 3-G fijas y móviles que permiten realizar pruebas y demostraciones dentro de un rango de frecuencias experimentales en un entorno de bajo fondo.
Se trata de una colaboración entre el 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 . Sus investigadores, que tienen acceso a los equipos y la infraestructura de cada institución asociada, han competido y ganado millones de dólares en financiación nacional para sus proyectos. Los laboratorios del centro están equipados con instrumentos y herramientas de investigación, entre ellos una sonda atómica de electrodos locales (LEAP) y un entorno virtual asistido por ordenador (CAVE).
La instalación de índice de refracción acoplado es la mayor instalación de este tipo en el 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 bucle gigante a través del cual se bombea el aceite, en su mayoría transparente, a velocidades variables. Láseres especiales realizan "velocimetría Doppler", que produce una imagen tridimensional que permite la inspección de las propiedades de flujo de un objeto. Los observadores también pueden ver el flujo ellos mismos a través de los paneles de visualización de policarbonato cerca del equipo láser. [49] [50]
La geocentrífuga del INL ayuda a los investigadores, entre otros esfuerzos, a mejorar los modelos de cómo los líquidos y contaminantes se mueven 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) que existen en los Estados Unidos. [51] La centrífuga, ubicada junto al Centro de Investigación INL en Idaho Falls, puede ser operada de forma remota por computadora y es capaz de aplicar 130 veces la fuerza de la 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 varios años de efectos gravitacionales. 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 acontecimientos. [52]
A primera hora de la tarde del 20 de diciembre de 1951, el científico Walter Zinn del Laboratorio Nacional de Argonne y un pequeño equipo de asistentes presenciaron cómo se encendía una hilera de cuatro bombillas en un anodino edificio de ladrillos en el desierto oriental de Idaho. [53] La electricidad de un generador conectado al reactor reproductor experimental I (EBR-I) fluía a través de ellas. Esta fue la primera vez que se había generado 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, lo que 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 en demostrar que un reactor podía crear más combustible nuclear como subproducto del que consumía durante su funcionamiento. En 1953, las pruebas verificaron que este era el caso. [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 .
Entre 1969 y 1994, el EBR-II del Laboratorio Nacional de 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 instalación de acondicionamiento de combustible situada cerca de allí demostraron el concepto de reciclado de combustible y las características de seguridad pasiva. La denominada seguridad "pasiva" incluye sistemas que se basan en leyes físicas naturales como la gravedad, en lugar de sistemas que requieren intervención mecánica o humana.
En una prueba histórica realizada el 3 de abril de 1986, estos sistemas en el EBR-II demostraron que las centrales nucleares podían diseñarse para que fueran inherentemente seguras frente a accidentes graves.
El desmantelamiento del EBR-II comenzó en octubre de 1994 con la retirada de los 637 conjuntos de combustible. [56]
El primer reactor de prueba de pérdida de fluido del mundo se puso en marcha en el INL el 12 de marzo de 1976. Simuló repetidamente accidentes de 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 a los esfuerzos de recuperación después del accidente de Three Mile Island en 1979. [57]
En 1949, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y la Comisión de Energía Atómica desarrollaron un área de la periferia de la propiedad del NRTS denominada "Área de Pruebas Norte" o TAN, para apoyar el intento del programa de Propulsión Nuclear de Aeronaves de desarrollar un avión de propulsión nuclear. Los Experimentos del Reactor de Transferencia de Calor (HTRE) del programa se llevaron a cabo 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 planeado, el Convair X-6 , iba a ser probado en vuelo en TAN, y se construyó un gran hangar con protección contra la radiación en el sitio. Sin embargo, el programa se canceló antes de que se pudiera construir la pista de aterrizaje de 15.000 pies (4.600 m) que lo acompañaba.
A principios de la década de 1950, se construyó el primer prototipo de planta nuclear a escala real para uso a bordo, llamado Prototipo S1W , para probar la viabilidad del uso de energía nuclear a bordo de submarinos. Fue el predecesor de una planta nuclear similar de diseño S2W instalada en el primer barco de propulsión nuclear, el submarino USS Nautilus (SSN-571) . Más tarde, se construyeron dos instalaciones de plantas prototipo más, A1W y S5G , en esta ubicación llamada Instalación de Reactores Navales (NRF por sus siglas en inglés). También hay una Instalación de Núcleo Expended (ECF por sus siglas en inglés) también en NRF, así como edificios/instalaciones administrativas. El laboratorio de química de NRF estaba ubicado en el prototipo S1W. En la actualidad, el desarrollo de plantas prototipo para uso a bordo se ha cerrado. Solo la Instalación de Núcleo Expended/Área de Almacenamiento en Seco está en uso.
Cuando la industria nuclear estaba empezando a principios de los años 50, era difícil predecir exactamente cómo se verían afectados los distintos tipos de metales y otros materiales al ser utilizados en un reactor durante períodos prolongados. El MTR era un reactor de investigación diseñado conjuntamente por Argonne y Oak Ridge National Laboratories que funcionó hasta 1970 y proporcionó datos importantes que ayudaron a los investigadores a hacer que los reactores nucleares fueran 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 de Argonne . Demostraron que el concepto de agua en ebullición era un diseño factible para un reactor nuclear productor de electricidad. El reactor BORAX III también fue el primero del mundo en suministrar energía a 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 llamaCentro de Tecnología e Ingeniería 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 Avanzados.
El Centro de Investigación y Operaciones de Información y el estacionamiento de Park and Ride de Shelley-New Sweden son una de las catorce propiedades federales que la Junta de Reforma de Edificios Públicos incluyó en sus recomendaciones de 2019 para su disposición. [61]
El 3 de enero de 1961, el único accidente fatal de un reactor nuclear en los EE. UU. ocurrió en el NRTS. Un reactor experimental llamado SL-1 (Stationary Low-Power Plant Number 1) fue destruido cuando una barra de control fue sacada demasiado del reactor, lo que provocó una excursión de potencia crítica casi instantánea y una explosión de vapor. El recipiente del reactor saltó 9 pies 1 pulgada (2,77 m). [62] La conmoción cerebral y la explosión mataron a los tres militares alistados que trabajaban en el reactor. Debido a la extensa contaminación de isótopos radiactivos , los tres fueron enterrados en ataúdes de plomo. Los eventos 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]
El 8 de noviembre de 2011 por la tarde, en el reactor de física de potencia cero (ZPPR), un contenedor derramó materiales "relacionados con el plutonio" cuando uno de los trabajadores lo abrió. Los 17 trabajadores que participaron en el incidente fueron llevados inmediatamente a que el Proyecto de Limpieza de Idaho les hiciera pruebas en forma de recuentos corporales completos (escaneos del cuerpo para detectar cualquier exposición a radiación interna) y se les pidió que presentaran muestras de orina y heces para realizar más pruebas en busca de radioisótopos internos. Se demostró que seis de ellos habían estado expuestos a "radiación de bajo nivel", dos de ellos de manera bastante extensa. Todos los trabajadores fueron mantenidos bajo estrecha observación después con recuentos corporales completos repetidos y muestras de orina y heces. El Laboratorio Nacional de Idaho insistió en que no se había filtrado radiactividad fuera de las instalaciones. [64]
En abril de 2018, cuatro contenedores de lodo de uranio empobrecido se sobrepresurizaron repentinamente y sus tapas se salieron de su sitio en una instalación del Departamento de Energía de Estados Unidos en el Laboratorio Nacional de Idaho. [65] Los desechos se originaron en la planta de producción de plutonio para armas Rocky Flats, ahora fuera de servicio. En 2018, el antropólogo Vincent Ialenti realizó un trabajo de campo en Idaho para explorar las causas fundamentales del accidente. Al comparar el accidente con un accidente de 2014 por rotura de un bidón en el depósito de desechos nucleares WIPP en Nuevo México, Ialenti atribuyó las roturas de bidones de Idaho a "incentivos sistémicos para acelerar los proyectos de limpieza de desechos más allá de su capacidad organizativa, sin ampliar proporcionalmente sus mecanismos de seguridad o supervisión". [66]
En noviembre de 2023, el grupo hacktivista SiegedSec vulneró el sistema Oracle HR del Laboratorio Nacional de Idaho y publicó información de 45.047 empleados anteriores y actuales en su canal de Telegram. [67] [68] El grupo exigió al laboratorio que investigara la creación de híbridos de gato y humano femeninos, " catgirls ", a cambio de la eliminación de la publicación que contenía los datos robados. [69]
43°32′00″N 112°56′41″W / 43.53333°N 112.94472°W / 43.53333; -112.94472
