Poolreaktori (myös pool-tyyppinen reaktori ) [1] on eräänlainen ydinreaktori , jossa sydän (joka koostuu polttoaine-elementeistä ja säätösauvoista ) upotetaan avoimeen altaaseen, jossa on yleensä vettä, joka toimii hidastimena. [2]
Vesi toimii neutronien hidastajana , jäähdytysnesteenä ja säteilysuojana. Suoraan reaktorisydämen yläpuolella oleva vesikerros suojaa säteilyltä niin voimakkaasti, että käyttäjät voivat turvallisesti työskennellä suoraan reaktorin yläpuolella. Tällä rakenteella on kaksi pääasiallista etua: reaktoriin pääsee helposti käsiksi ja koko primäärijäähdytysjärjestelmä, eli allasvesi, on normaalipaineessa. Näin vältetään useimmissa ydinvoimalaitoksissa esiintyvät korkeat lämpötilat ja paineet . Allasreaktoreita käytetään neutronien lähteenä ja harjoitteluun, ja harvoin lämmöntuotantoon, mutta ei sähköntuotantoon.
Ulkouima-altaan syvyys on 6-9 m ja halkaisija 1,8-3,6 m. Jotkut altaat, kuten kanadalaisen MAPLE -reaktorin altaat, ovat suorakaiteen muotoisia ja sisältävät jopa 416 tonnia vettä. Useimmat uima-altaat ovat lattiatason yläpuolella, mutta jotkut ovat kokonaan tai osittain maan alla. On olemassa tavallisen (kevyen) veden ja raskaan veden reaktoreita sekä ns. "tank-in-pool" -malleja, jotka käyttävät raskasta vettä maltillisesti pienessä säiliössä, joka sijaitsee suuressa pelkässä altaassa. Altaan ympärille sijoitetaan joskus pelastusapuvälineitä henkilökunnalle, joka saattaa pudota uima-altaaseen, mikä parantaa entisestään uima-altaan vaikutelmaa.
Tyypillisesti reaktori ladataan matalarikastettua uraania (LEU) sisältävällä polttoaineella, jossa on enintään 20 % uraani-235 :tä, seostettuna matriisilla, kuten alumiinilla tai zirkoniumilla . Korkeasti rikastettua uraania (HEU) suositellaan, koska sillä on pidempi käyttöikä, mutta sitä ei ole käytetty ei-sotilaallisissa reaktoreissa leviämisongelmien välttämiseksi . Yleisimmin käytetty rikastus on 19,75 %, mikä on hieman alle korkeasti rikastetun uraanin vähimmäistason 20 %:n tason. Polttoaine-elementit voivat olla levyjä tai sauvoja, joiden uraanipitoisuus on 8,5 % - 45 %. Sydämeen voidaan lisätä beryllium- ja grafiittilohkoja tai -levyjä neutroniheijastimina ja absorboivina tankoina, jotka tunkeutuvat sydämen läpi säätämään reaktorin tehoa. General Atomics in La Jolla ( San Diego , Kalifornia ) valmistaa TRIGA- reaktorin polttoaine-elementtejä Ranskassa useimpiin näistä reaktorityypeistä maailmanlaajuisesti. Sydämen jäähdytys tapahtuu joko konvektiolla , joka syntyy kuumasta sydämestä, tai suuremmissa reaktoreissa jäähdytysnesteen pakkovirtauksella ja lämmönvaihtimilla .
Säteilytettävien esineiden osastot sijaitsevat sydämen sisällä tai sen välittömässä läheisyydessä. Näytteet voidaan laskea ytimeen ylhäältä tai toimittaa pneumaattisesti vaakasuuntaisten putkien kautta säiliön ulkopuolella. Evakuoituja tai heliumilla täytettyjä vaakaputkia voidaan asentaa myös ohjaamaan neutronisäteen etäisyydellä reaktorihallista sijaitseviin kohteisiin.
Useimmat tutkimusreaktorit ovat poolityyppisiä. Nämä ovat yleensä pienitehoisia ja vähän huoltoa vaativia malleja. Esimerkiksi AECL :n SLOWPOKElla on lupa toimia ilman valvontaa klo 18 asti. Neutronien sieppaushoito on toinen lääketieteellinen sovellus.