مفاعل تريغا
التقنية

يبنى مفاعل الأبحاث الحديثة لأغراض امداد الباحثين بنيوترونات لإجراء بحوثهم على مختلف المواد، هذا إلى جانب إنتاج نظائر مشعة للاستخدامات الطبية والصناعية والزراعية. لهذا يُبنى الحوض المائي الذي يثبت في أرضيته قلب المفاعل النووي في هيئة خزان خرساني شبه دائري، يبلغ سمك جداره نحو 3 أمتار من الخرسانة المسلحة لحجب الإشعاعات الخارجة من قلب المفاعل عن إصابة الباحثين العاملين على تجاربهم في صالة أبحاث تحيط بخزان الماء. لكي يحصل الباحثون على النيوترونات تبني أنابيب معدنية تتخلل الجدار شبه الدائري الخرساني. تمتد تلك الأنابيب من مسافة قريبة من (نحو 12 سمتيمتر) من قلب المفاعل، واما من طرف خروج النيوترونات من الأنبوب فهو مزود بباب من الرصاص السميك لغلق الأنبوب في حالة عدم استخدام شعاع النيوترونات، وكذلك في وقت بناء تجربة ما في صالة التجارب تستخدم شعاع النيوترونات؛ كما يخرج مع شعاع النيوترونات من الأنابيب أشعة جاما ناتجة من التفاعل النووي في قلب المفاعل. وهذه الاشعة قد تستخدم هي أيضا لإجراء بعض التجارب. قد يبلغ عدد الأنابيب المبنية خلال الجدار الخرساني السميك 10 أنابيب، متفرعة أفقيا حول قلب المفاعل إلى صالة التجارب، يبنى على كل مخرج منها تجربة غير الأخرى، يرعى كل منها مجموعة من الباحثين المختصين.
إذن، يمكن الباحثون العمل على تجاربهم في صالة التجارب في أمان من الإصابة بإشعاعات قلب المفاعل. كذلك توجد صالة أخرى فوق خزان مياه المفاعل. خزان مياه المفاعل هذا يكون عاليا حيث يبلغ ارتفاعه نحو 10 أمتار؛ وقلب المفاعل النووي يكون مثبتا في أرضيته على ارتفاع نحو نصف متر، وهو عبارة عن قفص معدني صغير (60 سنتيمتر. 60 سنتيمتر. وبارتفاع 110 سنتيمتر) يحوي وحدات الوقود النووي. يحيط الماء قلب المفاعل بما فيه من وحدات الوقود النووي. هذا الماء يعمل على تهدئة سرعة النيوترونات لاستمرارية التفاعل، كما ترتفع درجة حرارته بسبب الطاقة المتحررة من التفاعل النووي الجاري في وحدات الوقود. ولهذا تُبنى أنابيب كبيرة من خزان الماء إلى الخارج وتمر بمبادل حراري ثم يعود الماء إلى الخزان مبردا فتكون درجة حرارته نحو 55 درجة مئوية.
دورة تبريد طاقة المفاعل هذه تسمى «الدورة الأولية» يكون فيها الماء المحيط بقلب المفاعل ملوثا قليلا بمواد مشعة نتيجة ملامسته لوحدات الوقود النووي. في المبادل الحراري تلتقي الدورة الأولية بدورة ثانوية ثانية (معزولة عنها، بمعنى عدم وجود اختلاط بين ماء خزان المفاعل وماء الدورة الثانوية)؛ في المبادل الحراري تنتقل الحرارة العالية نسبيا من مياه المفاعل إلى مياه الدورة الثانوية. مياه الدورة الثانوية تذهب إلى برج تبريد حيث يبرد ماؤها في الهواء، ثم تعود إلى المبادل الحراري، هذا الماء، ماء الدورة الثانوية، يكون خاليا من الشوائب المشعة ولا خطر منه على العاملين.
في صالة المفاعل العلوية يمكن للعاملين الدخول إليها ويقومون ببعض الواجبات، مثل إدلال عينات مواد في أنابيب رأسية تصل من أعلى من صالة المفاعل العلوية إلى جوار قلب المفاعل، فيضرب فيض نيوترونات المفاعل الكثيف في تلك المنطقة تلك العينات فتصبح مشعة، وهكذا تـُنتج عناصر مشعة من تلك العينات، تختلف عمر النصف لها حسب نوع العينة، كما يمكن تحديد شدة إشعاعها حسب زمن بقائها بالقرب من قلب المفاعل النووي. قد يكون هذا الوقت نصف ساعة أو ثلاثة ساعات حسب العنصر المطلوب وشدة إشعاع العينة المطلوب. فإذا كانت العينة المطلوبة مثلا اليود المشع، فإن نصف العمر له تبلغ دقيقة، وبناءا عليه يجب أرسال العنصر المشع على الفور بعد إخراجه من المفاعل إلى مركز استخدامه سواء كان مصنعا أو مستشفى، في سيارة خصوصية أو بطائرة هلوكوبتر لاستخدام العينة قبل فقدانها خاصية الإشعاع.
إذن، من الصالة العلوية يقوم العاملون بتدلية العينات المراد تحضير عناصر مشعة منها بالقرب من قلب المفاعل. ولحماية هؤلاء العاملين من اشعاعات قلب المفاعل من نيوترونات وأشعة غاما يكون حوض المفاعل مملوءا بالماء حتى علو 7 - 9 أمتار، فيحفظ العاملين من الإصابة بإشعاع فوق القدر الذي يعتبر آمنا (تحت 2و0 مللي ريم في الساعة)، والمحدد قانونا.