Concept SLOWPOKE
Le combustible du réacteur SLOWPOKE-2 est une pastille frittée de dioxyde d’uranium (UO2) dans laquelle l’uranium est considéré comme faiblement enrichi (enrichi à environ 20 % avec la matière fissile, U-235). Les pastilles sont placées de bout en bout sur une longue aiguille d’environ 20 cm de longueur et 1 cm de diamètre.
Le cœur du réacteur (illustré) est composé d’un alliage de zirconium et contient 195 aiguilles de combustible. L’ensemble du cœur est recouvert de béryllium pour réfléchir les neutrons dans le cœur afin d’accroître la probabilité de causer une réaction de fission.
Dans des conditions de fonctionnement normales, le réacteur SLOWPOKE-2 a une puissance maximale de 20 kW. Toutefois, la puissance est réglable selon les besoins de l’opérateur. Le réacteur peut contenir jusqu’à 20 échantillons, qui peuvent être insérés dans cinq sites d’introduction dans le cœur, exposé à un flux maximum de 1012 neutrons∙cm-2∙s-1, cinq sites dans l’anneau de béryllium (autour du cœur), où le flux est de 5×1011 neutrons∙cm-2∙s-1, en plus de plusieurs sites dans la piscine aadjacente au réacteur. Outre le réglage de la puissance, le choix du site d’introduction offre différentes options en matière de flux de neutrons et de ratio neutrons-rayons gamma.
Comme illustré, le cœur de combustible repose dans une piscine d’eau de 6 m de profondeur. Les molécules d’eau modèrent – ou ralentissent – les neutrons et les confinent. L’opérateur illustré ne reçoit que des doses de rayonnement de fond grâce au confinement efficace du rayonnement provenant du combustible.
Coupe transversale de SLOWPOKE.
Sûreté inhérenteon
De nombreux aspects du concept de réacteur SLOWPOKE-2 procurent une sûreté inhérente, c’est-à-dire qu’il s’agit de moyens naturels et passifs d’assurer une exploitation sûre. L’eau refroidit le cœur du réacteur par convection naturelle. Le réacteur est un concept à sûreté intégrée, étant donné que la réaction de fission en chaîne est conçue pour s’arrêter naturellement dans le cas peu probable d’une défaillance du contrôle actif ou passif de la température. Une barre d’arrêt au cadmium est commandée par le logiciel et de façon mécanique en cas d’urgence. Des capsules de cadmium redondantes dans les sites d’échantillons arrêtent le réacteur indépendamment. Le grand nombre de systèmes de sûreté actifs et passifs fait en sorte que le réacteur peut fonctionner de façon autonome la nuit.
Il y a actuellement quatre opérateurs du réacteur SLOWPOKE-2, dont toujours au moins un disponible sur appel. Le personnel et les scientifiques sont hautement qualifiés dans le secteur nucléaire et en sûreté radiologique. Le réacteur fait l’objet d’entretiens hebdomadaires, lors desquels les procédures d’arrêt d’urgence sont mises à l’essai et confirmées. De plus, tous les stagiaires et étudiants qui travaillent avec le réacteur ou au laboratoire suivent une formation sur la sûreté radiologique donnée par les professionnels hautement qualifiés du laboratoire, avant de travailler de façon indépendante.