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实验性滋生反应炉一号

实验性滋生反应炉一号（英语：Experimental Breeder Reactor I, EBR-I），是美国一座退役的研究用核子反应炉和国家历史名胜，位于爱达荷州布尤特县阿科市（Arco）东南约18英里（29.0千米）的沙漠中。 它是世界上第一个增殖反应堆[3]。1951年12月20日下午1点50分（UTC-7），它产生的电力足以照亮四个200瓦的灯泡，成为世界上最早的核电厂之一[4][5]。EBR-I随后产生了足够的电力为其建筑供电，并继续用于实验目的，直到1964年退役。这座退役反应炉由爱达荷国家实验室管理，于每年5月下旬至9月初对游客开放。

实验性滋生反应炉一号
Experimental Breeder Reactor I
EBR-I
实验性滋生反应炉一号在爱达荷州的位置
实验性滋生反应炉一号
实验性滋生反应炉一号在美国的位置
实验性滋生反应炉一号
地点 美国爱达荷州布尤特县
最近城市阿科
坐标43°30′41″N 113°00′23″W / 43.51132°N 113.0064°W / 43.51132; -113.0064
建于1950年
建筑师美国原子能委员会
NRHP编号66000307
重要日期
NRHP收录1966年10月15日[1]
指定NHL1965年12月21日[2]

历史

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作为国家反应炉测试站的一部分，EBR-I之建设于1949年底开始。该反应炉由阿贡国家实验室核子物理学家沃尔特·津恩（Walter Zinn）领导的团队在爱达荷州现场设计和建造[6]，当时名为“阿贡-韦斯特”（Argonne-West）。在其早期阶段，反应炉厂房被称为“芝加哥4号炉”（CP-4）和“津恩的地狱炉”（Zinn's Infernal Pile）[7]。1951年初在EBR-I组装了反应炉心，成为爱达荷州的首座反应炉，并于该年8月24日开始运行。同年12月20日，EBR-I首次成功收集了原子能，转换的电力点亮四颗灯泡。第二天，反应堆产生的电力足以照亮整座建筑。该发电厂从反应堆产生的1.4兆瓦热量中产生了200千瓦的电力[8]。

 
1955年局部熔毁后的部分核心

EBR-I的设计目的不是发电，而是验证表明增殖反应堆应该是可行的核物理理论。1953年，实验表明反应堆在核分裂过程中产生了额外的燃料，从而证实了这一假设。1955年11月29日，EBR-I的反应炉心在冷却剂流动试验期间发生了局部熔毁。流量测试试图确定反应堆对冷却剂流量变化的意外响应的原因。随后对其进行了修复以进行进一步的实验，该实验确定燃料棒和支撑燃料棒的厚板之热膨胀是导致反应炉意外响应的原因[9]。

尽管EBR-I生产了第一批内部可用的电力，但附近的一个名为BORAX-III的实验性沸水反应堆工厂（也由阿贡国家实验室设计、建造和运营）连接到外部电网，自1955年起为附近的阿科市供电，这是一座城市首次完全由核能供电[10]。

除了利用原子能发电之外，EBR-I还是世界上第一个增殖反应炉，也是第一个使用钚燃料发电的反应堆。 EBR-I的最初目的是证明恩里科·费米（Enrico Fermi）提出的燃料增殖原理，该原理表明核反应堆产生的燃料原子多于消耗的燃料原子。除了发电，EBR-I还将证明这一原理[11]。

设计

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EBR-I使用铀金属核燃料，以钠钾合金（NaK）做为一次冷却剂[12]。它与之后于1959年首次进入临界状态的苏格兰杜恩雷（Dounreay）快堆之初始配置相同。

退役和历史遗产

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EBR-I于1964年被阿贡国家实验室停用而退役，取而代之的是一个新的反应炉——实验增殖反应堆二号（EBR-II）。

它于1965年被指定为国家历史地标[2][13]，并于1966年8月25日举行了由林登·约翰逊（Lyndon Johnson）总统和时任原子能委员会主席格伦·西奥多·西博格（Glenn Theodore Seaborg）主持的国家历史地标指定仪式[14]。它还在2004年被列为IEEE里程碑[15]。

图片

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    EBR-I的美国国家历史地标铭牌
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    1951年组装EBR-I的炉心
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    第一次可用核电之生产发生在1951年12月20日，当时EBR-I反应炉产生的电力点亮了四个灯泡。
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    EBR-I鸟瞰图，反应炉心位于建筑物的中心；左下方的两个结构体是飞机核动力计划的反应炉。
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    从停车场望向EBR-I建筑物

参考资料

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  1. ^ Experimental Breeder Reactor No. 1. NPGallery. National Park Service. [October 27, 2018]. （原始内容存档于2022-06-10）. 
  2. ^ 2.0 2.1 Experimental Breeder Reactor No. 1. National Historic Landmark summary listing. National Park Service. [February 6, 2008]. （原始内容存档于January 10, 2008）. 
  3. ^ Breeder reactor. Encyclopedia Britannica. [2017-12-31]. （原始内容存档于2022-06-16） （英语）. 
  4. ^ EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Argonne National Laboratory. [2022-05-31]. （原始内容存档于2021-04-18）. 
  5. ^ Rick Michal. Fifty years ago in December: Atomic reactor EBR-I produced first electricity (PDF). Nuclear News. American Nuclear Society. November 2001 [2022-05-31]. （原始内容 (PDF)存档于2008-06-25）. 
  6. ^ Nuclear Reactors Built, Being Built, or Planned in the United States as of June 30, 1970. U.S. Department of Energy, Office of Scientific and Technical Information. October 31, 1970 [2022-05-31]. doi:10.2172/4115425. （原始内容存档于2021-02-26）. 
  7. ^ Argonne’s Nuclear Science and Technology Legacy: Chicago Pile reactors create enduring research legacy （页面存档备份，存于互联网档案馆） part of the Argonne National Laboratory Highlights in the period 1942–1949
  8. ^ Nuclear energy for peace: the birth of nuclear energetics. [July 21, 2009]. （原始内容存档于July 26, 2011）. 
  9. ^ The Story of the Borax Nuclear Reactor and the EBR-I Meltdown — Ray Haroldsen ISBN 978-1-56684-706-3
  10. ^ AEC Press release for BORAX-III lighting Arco, Idaho. U.S. Department of Energy, Argonne National Laboratory. 1999 [July 26, 2012]. （原始内容存档于2013-02-15）. 
  11. ^ Experimental Breeder Reactor I. ASME. [December 18, 2017]. （原始内容存档于2018-12-23）. 
  12. ^ Experimental Breeder Reactor I (PDF). ASME. [October 28, 2019]. （原始内容 (PDF)存档于2022-01-21）. 
  13. ^ Blanche Higgins Schroer. Experimental Breeder Reactor #1 (PDF). National Register of Historic Places Inventory Nomination Form. National Park Service. June 12, 1976 [June 22, 2009].  and Accompanying 4 photos, from 1975. (1.43 MB)
  14. ^ EBR-I now open to the public for tours. Idaho National Laboratory. May 26, 2016 [December 18, 2017]. （原始内容存档于2022-06-11）. 
  15. ^ Milestones:Experimental Breeder Reactor I, 1951. IEEE Global History Network. IEEE. [August 3, 2011]. （原始内容存档于2014-11-20）. 

外部链接

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