Estação de energia atômica Shippingport - Shippingport Atomic Power Station

Estação de energia atômica Shippingport
Shippingport Reactor.jpg
O reator Shippingport foi a primeira usina nuclear PWR em escala real nos Estados Unidos.
País Estados Unidos
Localização Shippingport, Pensilvânia
Coordenadas 40 ° 37′16 ″ N 80 ° 26′07 ″ W / 40,62111 ° N 80,43528 ° W / 40.62111; -80.43528 Coordenadas: 40 ° 37′16 ″ N 80 ° 26′07 ″ W / 40,62111 ° N 80,43528 ° W / 40.62111; -80.43528
Status Descomissionado
A construção começou 6 de setembro de 1954 ( 06/09/1954 )
Data da comissão 26 de maio de 1958
Data de desativação Dezembro de 1989
Custo de construção $ 72,5 milhões
Operador (es) Duquesne Light Company
Usina nuclear
Tipo de reator PWR
Fornecedor do reator Reatores navais , Westinghouse Electric Corporation
Geração de energia
Unidades desativadas 1 × 60 MWe (68 MLWth)
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A Central de Energia Atômica Shippingport foi (de acordo com a Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos ) a primeira usina elétrica atômica em escala real do mundo dedicada exclusivamente a usos em tempos de paz. Ele estava localizado perto da atual Estação de Geração Nuclear de Beaver Valley, no rio Ohio, em Beaver County, Pensilvânia , Estados Unidos, a cerca de 25 milhas (40 km) de Pittsburgh .

O reator atingiu a criticidade em 2 de dezembro de 1957 e, além das paradas para três mudanças no núcleo, permaneceu em operação até outubro de 1982. A primeira energia elétrica foi produzida em 18 de dezembro de 1957 quando os engenheiros sincronizaram a planta com a rede de distribuição da Duquesne Light Empresa.

O primeiro núcleo usado em Shippingport originou-se de um porta- aviões movido a energia nuclear cancelado e usava urânio altamente enriquecido (93% U-235) como combustível "semente" cercado por uma "manta" de U-238 natural, em uma chamada semente - design e cobertor ; no primeiro reator, cerca de metade da energia vinha da semente. O primeiro reator de núcleo do Shippingport revelou-se capaz de uma produção de 60 MWe um mês após seu lançamento. O segundo núcleo foi projetado de forma semelhante, mas mais poderoso, tendo uma semente maior. A semente altamente energética exigia mais ciclos de reabastecimento do que o cobertor nesses dois primeiros núcleos.

O terceiro e último núcleo usado em Shippingport foi um reator térmico reprodutor experimental moderado por água leve . Ele manteve o mesmo desenho de semente e manta, mas a semente agora era urânio-233 e a manta era feita de tório . Por ser um reator reprodutor, ele tinha a capacidade de transmutar o tório relativamente barato em urânio-233 como parte de seu ciclo de combustível. A taxa de reprodução atingida pelo terceiro núcleo de Shippingport foi de 1,01. Ao longo de sua vida de 25 anos, a usina de energia Shippingport operou por cerca de 80.324 horas, produzindo cerca de 7,4 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade.

Devido a essas peculiaridades, algumas fontes não governamentais rotulam a Shippingport de "reator PWR de demonstração" e consideram que o "primeiro PWR totalmente comercial" nos Estados Unidos foi Yankee Rowe . As críticas se concentram no fato de que a fábrica de Shippingport não foi construída de acordo com as especificações comerciais. Conseqüentemente, o custo de construção por quilowatt em Shippingport foi cerca de dez vezes o de uma usina convencional.

Construção

Vaso de pressão do reator durante a construção (1956)

Em 1953, o presidente dos Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower, fez seu discurso sobre Atoms for Peace nas Nações Unidas . A geração de energia nuclear comercial foi a pedra angular de seu plano. Uma proposta da Duquesne Light Company foi aceita pelo Almirante Rickover e os planos para a Central de Energia Atômica de Shippingport começaram.

A terra foi aberta no Dia do Trabalho, 6 de setembro de 1954. O presidente Eisenhower iniciou remotamente a primeira coleta de sujeira na cerimônia. O reator atingiu a primeira criticidade às 4h30 de 2 de dezembro de 1957. Dezesseis dias depois, em 18 de dezembro, a primeira energia elétrica foi gerada e a potência total foi alcançada em 23 de dezembro de 1957, embora a estação permanecesse em modo de teste. Eisenhower inaugurou a Central de Energia Atômica Shippingport em 26 de maio de 1958. A usina foi construída em 32 meses a um custo de US $ 72,5 milhões.

O tipo de reator usado em Shippingport foi uma questão de conveniência. A Comissão de Energia Atômica incentivou a construção de um reator integrado à rede elétrica. O único reator adequado disponível na época era o que se destinava ao porta-aviões de propulsão nuclear desejado pela Marinha, mas que Eisenhower acabara de vetar.

Kenneth Nichols da AEC disse que "ficou óbvio" que o reator de água pressurizada Rickover-Westinghouse destinado a um porta-aviões era "a melhor escolha para um reator para demonstrar a produção de eletricidade" com Rickover "tendo uma organização em funcionamento e um reator projeto em andamento que agora não tinha uso específico que o justificasse ". Isso foi aceito por Lewis Strauss e pela Comissão em janeiro de 1954. A aceitação da Duquesne Light como parceira de serviço público foi anunciada em 11 de março. A cerimônia de inauguração foi iniciada por Eisenhower, de Denver, onde deu uma palestra sobre energia atômica no Dia do Trabalho; Rickover assegurou-se de que a escavadeira não tripulada que empurrava a terra não cavasse e parasse por ter a lâmina estabilizadora passando ao longo de dois trilhos de ferrovia enterrados sob quinze centímetros de terra.

A origem do projeto explica porque o reator Shippingport utilizava urânio enriquecido a 93%, ao contrário dos reatores comerciais posteriores que não ultrapassam o enriquecimento de 5%. Outras diferenças significativas em relação aos reatores comerciais incluem o uso de háfnio para suas hastes de controle , embora estas fossem necessárias e usadas apenas na semente do reator. A Shippingport foi criada e operada sob os auspícios do Almirante Hyman G. Rickover , cuja autoridade incluía um papel substancial dentro da Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos (AEC).

Núcleos

O reator Shippingport foi projetado para acomodar diferentes núcleos durante sua vida útil; três foram usados.

O primeiro, instalado em 1957, continha 14,2 toneladas de urânio natural (a "manta") e 165 libras de urânio altamente enriquecido (93% U-235) (a "semente"); apesar dessa disparidade de massa, cerca de metade da energia foi gerada na semente. A semente se esgotou mais rápido do que o cobertor e foi reabastecida três vezes durante a vida do primeiro caroço. Sete anos depois (quando funcionando com sua quarta semente), o primeiro núcleo foi aposentado, após ter produzido 1,8 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade.

O segundo núcleo tinha capacidade de geração aumentada (mais de cinco vezes) e instrumentação para medir o desempenho, mas fora isso usava o mesmo projeto de semente e manta. Para o segundo núcleo, o volume da semente foi 21% do volume total do núcleo. O segundo núcleo exigia, portanto, apenas um reabastecimento de sementes. Ele começou a operar em 1965 e nos nove anos seguintes gerou quase 3,5 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade. Em 1974, o turbogerador sofreu falha mecânica, causando o desligamento da usina.

O terceiro e último núcleo foi um criador de água leve, que começou a operar em agosto de 1977 e, após o teste, foi levado à potência máxima no final daquele ano. Usou pelotas feitas de dióxido de tório e óxido de urânio-233 ; inicialmente, o teor de U233 dos pellets era de 5-6% na região da semente, 1,5-3% na região do cobertor e nenhum na região do refletor. Ela operou a 236 MWt, gerando 60 MWe e, por fim, produziu mais de 2,1 bilhões de quilowatts-hora de eletricidade. Depois de cinco anos (29.000 horas de força total efetiva), o núcleo foi removido e descobriu-se que continha quase 1,4% mais material físsil do que quando foi instalado, demonstrando que a reprodução havia ocorrido.

Descomissionamento

Em 1 de outubro de 1982, o reator cessou as operações após 25 anos. O desmantelamento da instalação começou em setembro de 1985. Em dezembro de 1988, o vaso de pressão do reator de 956 toneladas (870-T) / conjunto de tanque de proteção de nêutrons foi retirado do prédio de contenção e carregado no equipamento de transporte terrestre em preparação para a remoção do local e remessa para um cemitério no estado de Washington. O site foi limpo e liberado para uso irrestrito. Enquanto o Reator do Shippingport foi desativado, as Unidades 1 e 2 da Estação de Geração Nuclear de Beaver Valley ainda estão licenciadas e em operação no local.

A limpeza de $ 98 milhões (estimativa de 1985) de Shippingport foi usada como um exemplo de descomissionamento bem-sucedido de um reator por proponentes da energia nuclear; no entanto, os críticos apontam que Shippingport era menor do que a maioria das usinas nucleares comerciais , a maioria dos reatores nos Estados Unidos tem cerca de 1.000 MWe, enquanto Shippingport tinha apenas 60 MWe. Outros argumentam que foi um excelente caso de teste para provar que um local do reator poderia ser descomissionado com segurança e um local liberado para uso irrestrito. A Shippingport, embora um pouco menor do que um grande reator comercial hoje, era representativa, com quatro geradores de vapor, pressurizador e reator. O reator sozinho, quando embalado para embarque, pesava mais de 1000 toneladas (921 toneladas de peso da embarcação mais o peso de uma derrapagem de aço estrutural) e foi transportado com sucesso por hidrovia para sepultamento na Reserva de Hanford . A embarcação do reator da Trojan Nuclear Power Plant (localizada em Oregon), também foi enviada com sucesso por via navegável para o local de Hanford; uma viagem muito mais curta do que o reator Shippingport.

Após o descomissionamento de Shippingport , três outros grandes reatores comerciais foram totalmente destruídos: A Central Nuclear de Yankee Rowe foi totalmente descomissionada em 2007 com a Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos (NRC) notificando a Yankee em agosto de que o local da antiga usina havia sido totalmente descomissionado de acordo com os procedimentos e regulamentos do NRC; Usina Nuclear Maine Yankee totalmente desativada em 2005; e a Usina Nuclear de Connecticut Yankee . Todos os três locais de reatores comerciais anteriores foram devolvidos às condições de greenfield e estão abertos aos visitantes.

Veja também

Notas

Referências

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