El reactor nuclear de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri (MSTR o Missouri S&TR) es un reactor nuclear tipo piscina operado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri (Missouri S&T). Alcanzó su criticidad por primera vez en 1961, lo que lo convirtió en el primer reactor nuclear operativo en el estado de Missouri . [2] Missouri S&T opera este reactor con fines de capacitación, educación e investigación.
Según el Informe de Progreso Anual 2020-2021 presentado a la Comisión Reguladora Nuclear , MSTR estuvo en uso durante 1.122,4 horas, incluidas 228,4 horas en funcionamiento, y produjo 13.563,19 kilovatios-hora de energía térmica. [3]
El diseño del reactor se basó en el reactor de blindaje masivo del Laboratorio Nacional de Oak Ridge , y el MSTR alcanzó su criticidad inicial el 9 de diciembre de 1961, convirtiéndose en el primer reactor nuclear en funcionamiento en el estado de Misuri . [3] La potencia inicial autorizada era de 10 kW y se aumentó a 200 kW en 1966. En el verano de 1992, el uranio altamente enriquecido original se convirtió en uranio poco enriquecido durante la carga de combustible. En marzo de 2009, la licencia del MSTR se renovó por otros 20 años. [3]
En junio de 2017, se encontró un paquete sospechoso cerca del reactor, lo que provocó la evacuación de cuatro edificios del campus de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri . El paquete fue examinado y analizado por la policía universitaria y especialistas militares de Fort Leonard Wood , pero se determinó que no era peligroso. [4]
A partir de 2019, las operaciones del reactor se vieron obstaculizadas significativamente debido a la rotación del personal con licencia, y no hubo operadores con licencia a tiempo completo en el personal desde el 14 de junio de 2019 hasta el 18 de diciembre de 2019. [5] Los dos operadores superiores del reactor (SRO) del MSTR a tiempo completo renunciaron debido a que recibían una mala compensación , y la administración del campus no estaba dispuesta a comprometer los recursos necesarios para retener al personal calificado debido a los recortes presupuestarios que afectaron al Sistema de la Universidad de Missouri . [6] La pandemia de COVID-19 también obstaculizó las operaciones del MSTR a partir de principios de marzo de 2020. [5]
El núcleo del reactor está situado dentro de una piscina de agua ligera de alta pureza sobre una placa de rejilla suspendida de un puente ferroviario móvil. La piscina contiene 120 m3 de esta agua en una carcasa de hormigón de 5,8 m × 2,7 m en la base y una profundidad de 8,2 a 9,1 m. Los aproximadamente 19 elementos combustibles contienen entre 9 y 18 placas de combustible de uranio poco enriquecido . El reactor tiene una potencia máxima de salida de 200 kilovatios. La energía producida es toda energía térmica y ninguna de ella se utiliza para generar electricidad. [1]
El reactor utiliza un total de cuatro barras de control . Tres de estas barras de control se utilizan para el control de potencia grueso y las paradas de emergencia SCRAM y utilizan una combinación de acero inoxidable y boro . La otra barra de control se utiliza para el control de potencia fino y simplemente utiliza acero inoxidable. [1]
El edificio alberga varias instalaciones experimentales. Estas instalaciones se utilizan para la investigación y para las actividades de laboratorio del aula. Una columna térmica, que consiste en un bloque de grafito de 3,5 × 3,5 × 5 pies (1,1 × 1,1 × 1,5 m) , proporciona una fuente de neutrones lentos . Un tubo de aluminio de 6 pulgadas (150 mm) de diámetro , llamado puerto de haz, se puede colocar entre el núcleo del reactor y un área experimental en la planta baja del edificio del reactor, lo que permite la irradiación de una muestra con neutrones de mayor energía. Otras instalaciones, llamadas conejos , se utilizan para inyectar neumáticamente una muestra directamente en el núcleo del reactor durante una cantidad de tiempo específica. Una de las instalaciones de conejos está revestida con cadmio para detener los neutrones de baja energía y permitir el bombardeo de la muestra con neutrones de alta energía.
Financiada por el Departamento de Energía , se ha construido una "instalación de doble cámara, fuertemente blindada, accesible a través de Internet y con acceso neumático al núcleo del reactor nuclear de investigación de 200 kW (MSTR) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri (Missouri S&T), que actualmente está disponible para la irradiación y el análisis de muestras. La instalación permite a los usuarios a distancia autorizados que participan en actividades de colaboración con Missouri S&T manipular y analizar de forma remota muestras irradiadas con neutrones". [7]
En octubre de 2012, Westinghouse Electric Corporation firmó un acuerdo de colaboración e investigación plurianual con Missouri S&T para utilizar MSTR y "apoyar el desarrollo de múltiples proyectos de investigación de vanguardia en las instituciones que beneficiarán al proyecto del reactor modular pequeño (SMR) de Westinghouse y a la industria de la energía nuclear en su conjunto". [8]
Los investigadores de Missouri S&T han llevado a cabo investigaciones con MSTR para estudiar los pellets de combustible nuclear para su uso futuro en reactores de cuarta generación . [9] Los investigadores de Missouri S&T también han desarrollado una nueva plataforma móvil para medir los pellets de combustible nuclear irradiados mientras aún están sumergidos en una piscina de enfriamiento, que se está utilizando en MSTR para probar nuevos tipos de combustible nuclear. [10]
El MSTR, que se utiliza en la investigación del cáncer , también se ha utilizado para experimentar con formas de mejorar la síntesis de nanopartículas radiactivas de oro y plata para atacar las células cancerosas. [11]
El departamento de ingeniería nuclear de Missouri S&T participa en programas de divulgación para estudiantes de tercer y cuarto año de secundaria y de primer año de universidad, como su campamento de verano de ingeniería nuclear. El campamento incluye visitas al reactor de Missouri S&T, así como varias áreas de estudio y experimentos de laboratorio relacionados con la ingeniería nuclear. [12]