20 лет эксплуатации австралийского многоцелевого реактора OPAL: обеспечение ядерной медицины, облучения кремния для промышленности и нейтронных научных исследований

Многоцелевой реактор OPAL, расположенный в кампусе Лукас-Хайтс к югу от Сиднея и принадлежащий Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO), отмечает 20-летие с момента первого достижения критического состояния. 12 августа 2006 года OPAL достиг самоподдерживающейся управляемой цепной ядерной реакции, что ознаменовало переход объекта от стадии строительства к стадии научно-исследовательской эксплуатации. В ANSTO заявили, что за 20 лет OPAL стал одной из ключевых объектов ядерной научной инфраструктуры Австралии, обслуживающей медицину, промышленность и научные исследования.

OPAL не является энергетическим реактором и не используется для выработки электроэнергии. Согласно данным, федеральное законодательство Австралии и законодательство соответствующих штатов и территорий запрещает строительство ядерных энергетических реакторов, производство топлива и объекты по обращению с отходами. В отличие от энергетических реакторов, которые производят пар для приведения в действие турбин и выработки электроэнергии, основной задачей OPAL является генерация нейтронов для научных исследований, производства медицинских радиоизотопов и промышленного облучения.

OPAL представляет собой легководный реактор, использующий обычную воду в качестве теплоносителя и замедлителя нейтронов. Тепловая мощность реактора составляет 20 МВт, он генерирует около 1,5×10¹⁸ нейтронов в секунду. Для сравнения, энергетические реакторы, такие как Westinghouse AP1000, обычно работают на тепловой мощности около 3000 МВт и оснащены парогенераторами, турбинами и оборудованием для подключения к электросети. Исследовательские и многоцелевые реакторы, такие как OPAL, хотя и требуют систем охлаждения, биологической защиты, управления и безопасности, не имеют инфраструктуры для выработки электроэнергии, характерной для атомных электростанций.

В области медицинского применения OPAL поддерживает производство радиоизотопов, таких как молибден-99. Молибден-99 является предшественником технеция-99м, который, в свою очередь, является одним из наиболее часто используемых медицинских диагностических радиоизотопов. По данным ANSTO, за последние 20 лет OPAL обеспечил производство более 10 миллионов доз радиофармпрепаратов для ядерной медицины, которые используются для диагностики и лечения различных заболеваний и еженедельно доставляются в больницы и клиники по всей Австралии.

В промышленной сфере OPAL также является одной из важнейших в мире установок для нейтронного трансмутационного легирования кремния. Высокопроизводительные полупроводники, полученные в результате облучения кремния, используются в таких областях, как электромобили, интеллектуальные электросети, инфраструктура возобновляемой энергетики, робототехника и аэрокосмические технологии. Согласно данным, в облучательном бассейне OPAL было обработано более 900 тонн кремниевых слитков.

В области научных исследований нейтроны, генерируемые OPAL, направляются на несколько научных инструментов Австралийского центра нейтронного рассеяния для изучения структуры и движения материалов на атомном уровне. За последние 20 лет на базе этого объекта было проведено более 8000 научных экспериментов, охватывающих такие направления, как здоровье человека, окружающая среда, изменение климата, передовое производство, материаловедение, пищевая промышленность, машиностроение, горнодобывающая промышленность, культурное наследие, планетарные и космические исследования.

Генеральный директор ANSTO Шон Дженкинсон отметил, что OPAL за последние 20 лет вносил постоянный вклад в работу австралийских больниц, предприятий, университетов и сообществ, а также предоставил важную платформу для подготовки кадров в области ядерной науки и технологий. OPAL был спроектирован, построен и введен в эксплуатацию аргентинской ядерно-технологической компанией INVAP совместно с австралийскими партнерами John Holland Construction and Engineering и Evans Deakin Industries Limited; строительство заняло четыре года. Этот реактор заменил исследовательский реактор HIFAR, проработавший почти 50 лет, и в настоящее время является единственным действующим многоцелевым ядерным реактором в Австралии.