Amerika Birleşik Devletleri deniz reaktörleri - United States naval reactors

Ayrıca bakınız: Deniz Reaktörleri

Koordinatlar : 46°33′54.8″K 119°31′09.7″W / 46.565222°K 119.519361°B / 46.565222; -119.519361

Donanma Reaktör Bertaraf Bölgesi, Siper 94 200 Bölgesi Doğu Hanford Bölgesi, Kasım 2009'da Washington. Los Angeles öncesi sınıfı, Los Angeles sınıfı ve kruvazörlerin Depolanmış Reaktör Bölmesi Paketleri .

Amerika Birleşik Devletleri donanma reaktörler olan nükleer reaktörler tarafından kullanılan ABD Deniz Kuvvetleri oluşturmak için belirli gemilerde buhar üretmek için kullanılan gücün için tahrik , elektrik enerjisi , içinde catapulting uçaklarda uçak gemilerine ve birkaç daha küçük kullanır. Bu tür deniz nükleer reaktörleri, kendileriyle ilişkili eksiksiz bir enerji santraline sahiptir. 1975'ten beri inşa edilen tüm ABD Donanması denizaltıları ve süper gemileri , bu tür reaktörler tarafından nükleer güçle çalışıyor . Hiçbir Orada görevlendirilen geleneksel geçen konvansiyonel taşıyıcı beri, denizaltılar veya ABD Donanması'na sol uçak gemileri (nükleer olmayan) USS  Kitty Hawk , mayıs ABD Donanması dokuz nükleer güçle vardı 2009'da görevden oldu kruvazör ayrıca reaktörleri ile, ancak o zamandan beri hizmet dışı bırakıldılar. Reaktörler yüklenicilerin çeşitli tarafından tasarlanmıştır, daha sonra geliştirilen ve çeşitli hükümet birinde (test Enerji Bakanlığı ) mülkiyeti ve ana yüklenici çalıştırılan tesisler: Bettis Atomik Güç Laboratuarı içinde Batı Mifflin, Pennsylvania ve ilişkili Deniz Reaktörler Tesisi içinde Idaho ve New York , Niskayuna'daki Knolls Atomik Güç Laboratuvarı ve West Milton, New York'taki ilgili Kesselring sahası , tümü Deniz Reaktörleri ofisinin yönetimi altında . Bazen nükleer santralleri test etmek için Deniz Reaktörleri Tesisi, Kesselring ve Windsor'da ( Connecticut'ta ) inşa edilen tam ölçekli nükleer enerjili prototip tesisler vardı ve bunlar nükleer nitelikli denizcileri eğitmek için yıllarca işletildi.

reaktör tanımları

Her reaktör tasarımına aşağıdakilerden oluşan üç karakterli bir ad verilir:

Örneğin, bir S9G reaktörü bir denizaltıyı ( S ), dokuzuncu nesli ( 9 ), General Electric tasarımlı reaktörü ( G ) temsil eder.

Tarih

Nükleer deniz tahrikinin kavramsal analizi 1940'larda başladı. Donanma için nükleer reaktörlerin geliştirilmesi üzerinde araştırma yapılan edildi Bettis Atomik Güç Laboratuvarı içinde Batı Mifflin, Pennsylvania Amiral uzun vadeli öncülüğünde 1948 yılında başlayan Hyman G. Rickover , ilk test reaktörü tesisi, bir prototip olarak anılacaktır S1W , ABD'de 1953'te Idaho'daki Deniz Reaktörleri Tesisi'nde başladı . Bettis Laboratuvarı ve Deniz Reaktörleri Tesisi başlangıçta ve sonrasında uzun yıllar Westinghouse tarafından işletildi . İlk nükleer enerjili gemi, denizaltı USS  Nautilus , 1955'te denize açıldı. USS Nautilus , denizaltıların nispeten yavaş ve kısa menzilli geleneksel denizaltılardan 20-25 knot (37-46 deniz mili ) sürebilen denizaltılara geçişinin başlangıcını işaret etti. km/s; 23-29 mph) haftalarca su altında kaldı.

Deniz reaktörleri üzerindeki erken geliştirme çalışmalarının çoğu, Idaho Ulusal Laboratuvarı (INL, daha önce INEL) kampüsündeki Deniz Reaktörleri Tesisinde yapıldı . USS Nautilus , S2W reaktörü tarafından desteklendi ve mürettebat , INL'deki kara tabanlı S1W reaktörü konusunda eğitildi .

İkinci nükleer denizaltı, başlangıçta sodyum soğutmalı bir S2G reaktörü tarafından çalıştırılan ve General Electric tarafından işletilen Knolls Atomik Güç Laboratuvarı altındaki Kesselring sahasındaki kara tabanlı S1G reaktörü tarafından desteklenen USS  Seawolf idi . Yedek bir S2G de yapıldı ancak hiç kullanılmadı.

USS Seawolf , kızdırıcı sorunlarıyla boğuştu ve bunun sonucunda USS Nautilus çok daha üstün performans gösterdi. Bu ve denizde bir kaza olması durumunda sıvı sodyumun oluşturduğu riskler, Amiral Rickover'ın standart ABD deniz reaktör tipi olarak basınçlı su reaktörünü (PWR) seçmesine neden oldu . S2G USS çıkarıldı Seawolf ve ile ikame S2Wa reaktör USS parçası olan yedek S2W bileşenleri kullanılarak, Nautilus programı. Sonraki tüm ABD deniz reaktörleri PWR'ler olurken, Sovyet Donanması esas olarak PWR'ler kullandı, ancak aynı zamanda sekiz denizaltıda üç tip kurşun-bizmut soğutmalı sıvı metal soğutmalı reaktörler (LMFR) kullandı: K-27 ve yedi üyeli Alfa sınıfı .

USS Nautilus ile edinilen deneyim , 1960 yılında, tek reaktörlerle çalışan daha fazla ( Skate sınıfı ) denizaltının ve sekiz A2W reaktör ünitesiyle çalışan bir uçak gemisi olan USS  Enterprise'ın paralel olarak geliştirilmesine yol açtı. Bunu 1961'de USS  Long Beach kruvazörü izledi. ve iki C1W reaktör ünitesi tarafından destekleniyordu . USS Enterprise , 50 yılı aşkın bir süredir hizmette kaldı ve 2012'de devre dışı bırakıldı.

Idaho, New York ve Connecticut'taki tam ölçekli kara tabanlı prototip tesisler, hepsi olmasa da, ABD deniz nükleer reaktörlerinin çeşitli türlerinin (nesillerinin) geliştirilmesinden önce geldi. İlk inşaattan sonra, bazı mühendislik testleri yapıldı ve prototipler, daha sonraki yıllarda nükleer nitelikli denizcileri eğitmek için kullanıldı. Örneğin, Naval Reactors Facility'deki A1W prototipi, USS Enterprise'da kullanılan A2W reaktörlerinin geliştirilmesine yol açtı . 1962'de ABD Donanması'nın 26 nükleer denizaltısı operasyonel ve 30'u yapım aşamasındaydı. Nükleer güç, ABD Donanmasında devrim yaratmıştı.

Teknoloji İngiltere ile paylaşılırken, Fransa, Çin ve Sovyetler Birliği'ndeki teknolojik gelişme ayrı ayrı ilerledi.

Skate sınıfı gemilerden sonra , reaktör geliştirme süreci devam etti ve ABD'de hem Westinghouse hem de General Electric tarafından her gemiye güç sağlayan bir reaktörle tek bir standart tasarım serisi inşa edildi . Rolls Royce , Kraliyet Donanması denizaltıları için benzer birimler inşa etti ve ardından tasarımı PWR-2'ye göre geliştirdi. S5W reaktör tesisi olan çok sayıda denizaltı inşa edildi.

1989'da Soğuk Savaş'ın sonunda, 400'ün üzerinde nükleer güçle çalışan denizaltı faaliyete geçti veya inşa edildi. Bu denizaltıların yaklaşık 250'si artık silah azaltma programları nedeniyle hurdaya çıkarıldı ve bazıları sipariş iptal edildi. Rus Donanması ve ABD Deniz Kuvvetleri İngiltere ve Fransa ile daha az yirmi her Çin'de altı yüzden fazla kişiyle her vardı. Bugün toplam 160 civarında.

ABD nükleer enerjili uçak gemilerine (10) sahip ana donanma iken, Rusya nükleer enerjili kruvazörlere sahiptir. Rusya'nın hizmette veya inşa halinde sekiz nükleer buzkıran var . 1948'deki başlangıcından bu yana, ABD Donanması nükleer programı 27 farklı tesis tasarımı geliştirmiş, bunları 210 nükleer güçle çalışan gemiye yerleştirmiş, 500 reaktör çekirdeğini işletmeye almış ve 5.400 reaktör yılı boyunca birikmiş ve 128.000.000 mil güvenli bir şekilde buhar yapmıştır. Ek olarak, 98 nükleer denizaltı ve altı nükleer kruvazör geri dönüştürüldü. ABD Donanması hiçbir zaman bir reaktör kazası yaşamadı.

ABD Donanması nükleer güçle çalışan kruvazörlerinin (CGN) dokuzunun tümünün artık Donanma Gemisi Sicilinden kapıldığını ve halihazırda geri dönüşümle hurdaya çıkarılmayanların geri dönüştürülmesinin planlandığını unutmayın. Reaktör kazaları hiçbir ABD Donanması gemisini veya denizaltısını batırmazken, nükleer enerjiyle çalışan iki denizaltı, USS  Thresher ve USS  Scorpion denizde kayboldu. Her iki enkaz da Robert Ballard tarafından Donanma adına uzaktan kumandalı araçlar (ROV'lar) kullanılarak araştırılmış olmasına rağmen, bu reaktörlerin durumu kamuya açıklanmadı .

Kongre ABD Donanması bir bütün geniş yüzey savaşçıların üzerine seçeneğiyle (kruvazör, nükleer güç düşünün zorunlu hale gelmiş destroyer ) ve amfibi hücum gemileri . Ön gemi tasarımının Alternatiflerin Analizi (AoA) aşaması sırasında bir yaşam döngüsü maliyet analizinde maliyet etkin olduğu kanıtlanırsa , yeni gemi sınıfları (örneğin CG(X)) nükleer tahrik ile devam edebilir.

enerji santralleri

Mevcut ABD donanma reaktörlerinin tümü, elektrik üreten ticari PWR reaktörleriyle aynı olan basınçlı su reaktörleridir.

  • Küçük bir hacimde yüksek bir güç yoğunluğuna sahiptirler ve düşük zenginleştirilmiş uranyumda (bazı Fransız ve Çin denizaltılarında olduğu gibi) veya yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumda (>%20 U-235, mevcut ABD denizaltıları en az 93'e kadar zenginleştirilmiş yakıt kullanır) %)
  • Uzun çekirdek ömürleri vardır, bu nedenle yakıt ikmali ancak 10 veya daha fazla yıl sonra gereklidir ve yeni çekirdekler, gemilerde 25 yıl ve denizaltılarda 10-33 yıl dayanacak şekilde tasarlanmıştır,
  • Tasarım, güvenliği korurken kompakt bir basınçlı kap sağlar.

Uzun çekirdek ömrü, yüksek uranyum zenginleştirmesi ve fisyon ürünleri ve aktinitler gibi yanıcı olmayan zehirler biriktikçe giderek tükenen bir " yanabilir nötron zehri " eklenmesiyle sağlanır . Yanabilir zehirin kaybı, yanmayan zehirlerin oluşumunu dengeler ve istikrarlı uzun vadeli yakıt verimliliği ile sonuçlanır .

Kompakt reaktör basınçlı kabın uzun vadeli bütünlüğü, dahili bir nötron kalkanı sağlanarak korunur. (Bu, çok dar bir basınçlı kabın nötron bombardımanı nedeniyle gevrekleşmenin meydana geldiği erken Sovyet sivil PWR tasarımlarının aksine.)

Daha büyük denizaltılarda ve yüzey gemilerinde reaktör boyutları ~500 MWt (yaklaşık 165 MWe) kadar değişir  . Fransız Rubis sınıfı denizaltıları, 30 yıl boyunca yakıt ikmali gerektirmeyen 48 MW'lık bir reaktöre sahiptir.

Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Rusya Federasyonu'nun nükleer donanmaları buhar türbini tahrikine güveniyor. Fransızlar ve Çinliler, tahrik için elektrik üretmek için türbini kullanıyor. Enterprise'dan bu yana çoğu Rus denizaltısı ve tüm ABD yüzey gemileri iki veya daha fazla reaktör tarafından desteklenmektedir. ABD, İngiliz, Fransız, Çin ve Hint denizaltıları tek bir denizaltıdan güç alıyor.

Nükleer güçle çalışan denizaltıları hizmet dışı bırakmak, Amerikan ve Rus donanmaları için önemli bir görev haline geldi. Yakıt boşaltıldıktan sonra, ABD uygulaması, düşük seviyeli atık olarak sığ arazide gömmek için reaktör bölümünü gemiden kesmektir (bkz. Gemi-Denizaltı geri dönüşüm programı ).

Amerika Birleşik Devletleri Deniz Kuvvetleri'ndeki nükleer reaktörler

Daha fazla bilgi: Amerika Birleşik Devletleri Donanma reaktörlerinin listesi

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar