Grenoble 3b
ILL
Institut (Max von) Laue - (Paul) Langevin är världens bästa neutronkälla (mätt i neutronflöde: antal neutroner per sekund och yta). Det är en kärnreaktor som går på höganrikat uran med tungt vatten som moderator och kylmedium. Neutronerna som frigörs i kärnreaktionen studsar runt mellan vattenmolekylerna och bromsas in till 2000 m/s (termisk rörelse). Vakuumrör sticker in i reaktorn från flera håll, och neutroner som råkar studsa rakt in i änden på ett sådant med rätt vinkel leds ut ur reaktorn och till experimentuppställningar, både inuti själva reaktorbyggnaden och ute i två olika experimenthallar.
Reaktorn genererar knappt 60MW värmeenergi som dumpas rakt ut i floden. (Ett modernt kärnkraftverk genererar omkring 3GW värmeenergi varav 1GW tas omhand och 2GW dumpas.) På grund av profilerationsrisken kommer man tvingas byta från höganrikat (>90% U235) till låganrikat (~20% U235) uran inom några år, vilket kommer minska neutronflödet med 10% (eftersom halten neutronätande U238 ökar). Trots det kommer denna 40 år gamla neutronkälla förbli världsbäst, och detta tyckte min guide antydde att intresset för neutronkällor är väldigt svalt.
Reaktorn har ett enda bränsleelement, som sitter centrerat i botten av D2O-bassängen, som i sin tur är omgiven av en H2O-bassäng. Bränsleelementet har ett hål i mitten, som styrstaven (också bara en) sticker in i underifrån. I händelse av styrstavsförlust/effektspik kommer, precis som i de flesta kärnkraftverk, vattnet runt omkring att koka bort, vilket saktar ner kedjereaktionen (dock inte permanent, eftersom reaktionen startar igen när vattnet slutar förångas).
Det finns också fem extra neutronätande stavar elektromagnetiskt upphängda runt omkring reaktorn som vid strömförlust/på kommando sänks ner genom fjädring/lagrad tryckluft/gravitation. När bränsleelementet är nytt behöver "bara" fyra av stavarna falla ner för att stoppa reaktionen. Resteffekten från fissionsprodukterna, vilket var problemet i Japan, sägs också vara tillräckligt liten för att inte utgöra någon säkerhetsrisk...
Reaktorn står i en stor cylindrisk byggnad med halvmetertjocka betongväggar. Forskarna har normalt endast tillträde till markplan, nivå C (som dock är tre våningar hög). Det är i höjd med bränsleelementet, så det är där alla neutroner kommer ut. Längst upp, på nivå D, håller reaktorteknikerna till som sköter bränslehanteringen, och det finns också en lagringsbassäng för kärnbränsle och apparatur. Längst ner, på nivå A (och B?), finns kontrollsystemen för styrstaven.
Idag besökte jag nivå C, och jag fick bära en elektronisk dosimeter för första gången. Eftersom man håller undertryck i reaktorbyggnaden för att minska risken för radioaktivt utsläpp var vi tvungna att gå igenom en stor luftsluss, och på vägen ut måste man gå igenom en apparat som detekterar eventuell radioaktiv kontamination.
Vi gick ett helt varv kring reaktorn och tittade på en massa experimentapparatur, och det som förvånade mig mest var att det var väldigt stökigt och allting såg ut som saker man skulle kunna tänka sig hitta i en omodern industribyggnad (till skillnad från i ESRF där allting ser modernt och rent ut). Stökigheten kan till viss del förklaras med att reaktorn är avstängd sedan några månader och man håller på att fixa klart allt inför starten om två veckor.
Eftersom ILL:s neutronbriljans är många storleksordningar mindre än ESRF:s fotonbriljans är apparaterna, proven, och experimenttiderna mycket större på ILL än på ESRF. Här har man meterstora monokromatorer, och vissa experimentuppställningar står på datorstyrda svävarfötter ovanpå polerade marmor(?)golv så att de ska kunna flyttas omkring med hög precision.
ILLs neutroner har precis som ESRFs fotoner en våglängd i storleksordningen några ångström, vilket gör att båda lämpar sig bra för att observera molekyler. Skillnaden är dock att ESRF främst detekterar elektroner, vilket lämpar sig för tunga atomer (eftersom de har många elektroner), medan ILL detekterar själva atomkärnorna, vilket då lämpar sig för lätta atomer såsom väte.
Institut (Max von) Laue - (Paul) Langevin är världens bästa neutronkälla (mätt i neutronflöde: antal neutroner per sekund och yta). Det är en kärnreaktor som går på höganrikat uran med tungt vatten som moderator och kylmedium. Neutronerna som frigörs i kärnreaktionen studsar runt mellan vattenmolekylerna och bromsas in till 2000 m/s (termisk rörelse). Vakuumrör sticker in i reaktorn från flera håll, och neutroner som råkar studsa rakt in i änden på ett sådant med rätt vinkel leds ut ur reaktorn och till experimentuppställningar, både inuti själva reaktorbyggnaden och ute i två olika experimenthallar.
Reaktorn genererar knappt 60MW värmeenergi som dumpas rakt ut i floden. (Ett modernt kärnkraftverk genererar omkring 3GW värmeenergi varav 1GW tas omhand och 2GW dumpas.) På grund av profilerationsrisken kommer man tvingas byta från höganrikat (>90% U235) till låganrikat (~20% U235) uran inom några år, vilket kommer minska neutronflödet med 10% (eftersom halten neutronätande U238 ökar). Trots det kommer denna 40 år gamla neutronkälla förbli världsbäst, och detta tyckte min guide antydde att intresset för neutronkällor är väldigt svalt.
Reaktorn har ett enda bränsleelement, som sitter centrerat i botten av D2O-bassängen, som i sin tur är omgiven av en H2O-bassäng. Bränsleelementet har ett hål i mitten, som styrstaven (också bara en) sticker in i underifrån. I händelse av styrstavsförlust/effektspik kommer, precis som i de flesta kärnkraftverk, vattnet runt omkring att koka bort, vilket saktar ner kedjereaktionen (dock inte permanent, eftersom reaktionen startar igen när vattnet slutar förångas).
Det finns också fem extra neutronätande stavar elektromagnetiskt upphängda runt omkring reaktorn som vid strömförlust/på kommando sänks ner genom fjädring/lagrad tryckluft/gravitation. När bränsleelementet är nytt behöver "bara" fyra av stavarna falla ner för att stoppa reaktionen. Resteffekten från fissionsprodukterna, vilket var problemet i Japan, sägs också vara tillräckligt liten för att inte utgöra någon säkerhetsrisk...
Reaktorn står i en stor cylindrisk byggnad med halvmetertjocka betongväggar. Forskarna har normalt endast tillträde till markplan, nivå C (som dock är tre våningar hög). Det är i höjd med bränsleelementet, så det är där alla neutroner kommer ut. Längst upp, på nivå D, håller reaktorteknikerna till som sköter bränslehanteringen, och det finns också en lagringsbassäng för kärnbränsle och apparatur. Längst ner, på nivå A (och B?), finns kontrollsystemen för styrstaven.
Idag besökte jag nivå C, och jag fick bära en elektronisk dosimeter för första gången. Eftersom man håller undertryck i reaktorbyggnaden för att minska risken för radioaktivt utsläpp var vi tvungna att gå igenom en stor luftsluss, och på vägen ut måste man gå igenom en apparat som detekterar eventuell radioaktiv kontamination.
Vi gick ett helt varv kring reaktorn och tittade på en massa experimentapparatur, och det som förvånade mig mest var att det var väldigt stökigt och allting såg ut som saker man skulle kunna tänka sig hitta i en omodern industribyggnad (till skillnad från i ESRF där allting ser modernt och rent ut). Stökigheten kan till viss del förklaras med att reaktorn är avstängd sedan några månader och man håller på att fixa klart allt inför starten om två veckor.
Eftersom ILL:s neutronbriljans är många storleksordningar mindre än ESRF:s fotonbriljans är apparaterna, proven, och experimenttiderna mycket större på ILL än på ESRF. Här har man meterstora monokromatorer, och vissa experimentuppställningar står på datorstyrda svävarfötter ovanpå polerade marmor(?)golv så att de ska kunna flyttas omkring med hög precision.
ILLs neutroner har precis som ESRFs fotoner en våglängd i storleksordningen några ångström, vilket gör att båda lämpar sig bra för att observera molekyler. Skillnaden är dock att ESRF främst detekterar elektroner, vilket lämpar sig för tunga atomer (eftersom de har många elektroner), medan ILL detekterar själva atomkärnorna, vilket då lämpar sig för lätta atomer såsom väte.
Kommentarer