Shippingport Atom Enerjisi Santrali

Shippingport Atom Enerjisi Santrali (ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu'na göre) dünyanın yalnızca barış zamanı kullanımlarına ayrılmış ilk tam ölçekli atom elektrik santraliydi. Amerika Birleşik Devletleri, Pensilvanya, Beaver County'deki Ohio Nehri üzerindeki günümüz Beaver Valley Nükleer Üretim İstasyonunun yakınında, yaklaşık 40 km (40 km) uzaklıkta bulunmaktaydı.
Reaktör 2 Aralık 1957'de kritik seviyeye ulaştı ve üç çekirdek değişikliği için yapılan kesintilerin yanı sıra, Ekim 1982'ye kadar operasyonda kalmıştır. İlk elektrik gücü 18 Aralık 1957'de mühendislerin tesisi Duquesne Light dağıtım şebekesiyle senkronize etmesiyle üretilmiştir.
Shippingport'ta kullanılan ilk çekirdek, iptal edilmiş bir nükleer güçle çalışan uçak gemisinden kaynaklanmıştır. Yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumu (%93 U-235) doğal U-238'den bir "örtü" ile çevrili "tohum" yakıt olarak kullanıldı. İlk reaktörde gücün yaklaşık yarısı tohumdan gelmiştir. İlk Shippingport çekirdek reaktörünün piyasaya sürülmesinden bir ay sonra 60 MWe üretim kapasitesine sahip olduğu ortaya çıkmıştır. İkinci çekirdek de benzer şekilde tasarlanmıştı ancak daha güçlüydü ve daha büyük bir tohuma sahipti. Yüksek enerjili tohum, bu ilk iki çekirdekteki battaniyeden daha fazla yakıt ikmali döngüsü gerektirmektedir.
Shippingport'ta kullanılan üçüncü ve son çekirdek, deneysel, hafif su kontrollü, termal üreme reaktörüydü. Aynı tohum ve örtü tasarımı korunmuştur, ancak tohum artık uranyum-233 idi ve örtüsü toryumdan yapılmıştır. Yetiştirici bir reaktör olarak, yakıt döngüsünün bir parçası olarak nispeten ucuz toryumu uranyum-233'e dönüştürme yeteneğine sahipti. Shippingport'un üçüncü çekirdeğinin elde ettiği üreme oranı 1.01 idi. 25 yıllık ömrü boyunca, Shippingport elektrik santrali yaklaşık 80.324 saat çalıştı ve yaklaşık 7,4 milyar kilovat saat elektrik üretmiştir.
Bu özellikler nedeniyle, bazı hükümet dışı kaynaklar Shippingport'u bir "gösteri PWR reaktörü" olarak nitelendirmektedir ve ABD'deki "ilk tamamen ticari PWR"nin Yankee Rowe olduğu düşünülmektedir. Eleştiriler, Shippingport tesisinin ticari şartnamelere göre inşa edilmemiş olmasına odaklanmaktadır. Sonuç olarak, Shippingport'ta kilovat başına inşaat maliyeti, geleneksel bir elektrik santralinin yaklaşık on katıdır.
İnşaat
1953'te ABD Başkanı Dwight D. Eisenhower Barış için Atom konuşmasını Birleşmiş Milletler'e yapmıştır. Ticari nükleer enerji üretimi planının temel taşıydı. Duquesne Light Company'nin önerisi Amiral Rickover tarafından kabul edilmiştir ve Shippingport Atom Santrali için planlar başlamıştır.
9 Eylül 1954 İşçi Bayramı'nda temeli atılmıştır. Başkan Eisenhower törende ilk kepçeyi uzaktan çalıştırmaya başlatmıştır. Reaktör, 2 Aralık 1957'de sabah saat 4:30'da ilk kritikliğe ulaşmıştır. On altı gün sonra, 18 Aralık'ta, ilk elektrik gücü üretilmiştir ve istasyon test modunda kalmasına rağmen 23 Aralık 1957'de tam güç sağlanmıştır. Eisenhower, Shippingport Atom Santrali'ni 26 Mayıs 1958'de açmıştır. Tesis, 32 ayda 72,5 milyon dolara inşa edilmiştir.
Shippingport'ta kullanılan reaktör tipi bir uygunluk meselesiydi. Atom Enerjisi Komisyonu, elektrik şebekesine entegre bir reaktörün inşasını istemiştir. O sırada mevcut olan tek uygun reaktör, donanma tarafından arzu edilen, ancak Eisenhower'ın veto ettiği nükleer güçle çalışan uçak gemisi için tasarlanandı.
AEC'den Kenneth Nichols, bir uçak gemisi için tasarlanan Rickover-Westinghouse basınçlı su reaktörünün "elektrik üretimini göstermek için bir reaktör için en iyi seçim" olduğunun açık hale geldiğini söylemiştir. Bu, Lewis Strauss ve Komisyon tarafından Ocak 1954'te kabul edilmiştir. Duquesne Light'ın kamu hizmeti ortağı olarak kabulü 11 Mart'ta açıklanmıştır. Ağustos ayındaki temel atma töreni, İşçi Bayramı'nda atom enerjisi üzerine bir konuşma yaptığı Denver'dan Eisenhower tarafından başlatılmıştır; Rickover, dozer bıçağının altı inçlik kirin altına gömülü iki demiryolu rayı boyunca sürmesini sağlayarak toprağı iten insansız buldozerin kazmamasını ve durmamasını sağlamıştır.

Projenin kökeni, daha sonraki ticari güç reaktörlerinin %5 zenginleştirmeyi aşmayarak aksine, Shippingport reaktörünün neden %93 zenginleştirilmiş uranyum kullandığını açıklamaktadır. Ticari reaktörlerden diğer önemli farklılıklar, gerekli olmalarına ve yalnızca reaktörün tohumunda kullanılmasına rağmen, kontrol çubukları için hafniyum kullanımını içermektedir. Shippingport, yetkisi Birleşik Devletler Atom Enerjisi Komisyonu içinde önemli bir rolü olan Amiral Hyman G. Rickover'ın himayesinde oluşturulup ve işletilmiştir.
Çekirdekler
Shippingport reaktörü, kullanım ömrü boyunca farklı çekirdekleri barındıracak şekilde tasarlanmıştır.
1957'de kurulan ilkinde 14,2 ton doğal uranyum (örtü) ve 165 pound yüksek oranda zenginleştirilmiş (%93 U-235) uranyum (tohum) vardı; kütledeki bu eşitsizliğe rağmen, gücün yaklaşık yarısı tohumda üretilmiştir. Tohum, örtüden daha hızlı tükenmiştir ve ilk çekirdeğin ömrü boyunca üç kez yenilenmiştir. Yedi yıl sonra (dördüncü tohumunu çalıştırırken) ilk çekirdek, 1.8 milyar kilovat saat elektrik ürettikten sonra emekli olmuştur.
İkinci çekirdek, artan üretim kapasitesine (beş kattan fazla) ve performansı ölçmek için enstrümantasyona sahipti, ancak bunun dışında aynı tohum ve örtü tasarımını kullanmıştır. İkinci çekirdek için, tohum hacmi toplam çekirdek hacminin %21'iydi. İkinci çekirdek bu nedenle yalnızca bir tohum yakıt ikmali gerektirmektedir. 1965'te faaliyete geçmiştir. Sonraki dokuz yıl boyunca yaklaşık 3,5 milyar kilovat saat elektrik üretmiştir. 1974'te türbin-jeneratör mekanik arızaya uğramıştır ve tesisin kapanmasına neden olmuştur.
Üçüncü ve son çekirdek, Ağustos 1977'de faaliyete başlayan ve testten sonra o yılın sonuna kadar tam güce getirilen hafif bir su yetiştiricisidir. Toryum dioksit ve uranyum-233 oksitten yapılmış peletler kullanmıştır; başlangıçta peletlerin U233 içeriği tohum bölgesinde %5-6, örtü bölgesinde %1.5-3 ve yansıtıcı bölgede hiç olmamıştır. 236 MWt'ta çalışmıştır, 60 MWe üretmiştir ve sonuçta 2,1 milyar kilovat saatin üzerinde elektrik üretmiştir. Beş yıl sonra (29.000 etkin tam güç saati) çekirdek çıkarılmıştır ve kurulduğu zamana göre yaklaşık %1.4 daha fazla bölünebilir malzeme içerdiği bulunmuştur, bu da üremenin gerçekleştiğini göstermektedir.
Hizmetten çıkarılması
1 Ekim 1982'de reaktör, 25 yıl sonra faaliyetlerini durdurmuştur. Dismantlement of the facility began in September 1985. Tesisin sökülmesi 1985 yılının Eylül ayında başlamıştır. Aralık 1988'de, 956 tonluk (870-T) reaktör basınçlı kap/nötron kalkanı tankı tertibatı, muhafaza binasından kaldırılmıştır ve sahadan çıkarılmaya hazırlanmak üzere kara nakliye ekipmanına yüklenmiştir. Site temizlenmiştir ve sınırsız kullanım için serbest bırakılmıştır. Shippingport Reaktörü hizmet dışı bırakılmış olsa da, Beaver Valley Nükleer Üretim İstasyonu Üniteleri 1 ve 2 halen lisanslıdır ve sahada çalışır durumdadır.
Shippingport'un 98 milyon dolarlık (1985 tahmini) temizliği, nükleer enerji savunucuları tarafından başarılı bir reaktörün devreden çıkarılmasının bir örneği olarak kullanılmıştır; ancak eleştirmenler Shippingport'un çoğu ticari nükleer santralden daha küçük olduğuna, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çoğu reaktörün yaklaşık 1.000 MWe, Shippingport'un ise yalnızca 60 MWe olduğuna dikkat çekmektedir. Diğerleri, bir reaktör sahasının güvenli bir şekilde hizmet dışı bırakılabileceğini ve bir sahanın sınırsız kullanım için serbest bırakılabileceğini kanıtlamak için mükemmel bir test vakası olduğunu iddia etmektedir. Shippingport, bugün büyük bir ticari reaktörden biraz daha küçük olsa da, dört buhar jeneratörü, basınçlandırıcı ve reaktör ile bunun bir temsiliydi. Tek başına reaktör, sevkiyat için paketlendiğinde 1000 tondan (geminin ağırlığı 921 ton artı yapısal çelik nakliye kızağının ağırlığı) fazlaydı ve Hanford Rezervasyonunda gömülmek üzere su yoluyla başarıyla nakledilmiştir. Trojan Nükleer Santrali'nden (Oregon'da bulunan) reaktör gemisi de su yoluyla Hanford sahasına başarıyla sevk edilmiştir; Shippingport reaktöründen çok daha kısa bir yolculuk yapmıştır.
Shippingport'un hizmetten çıkarılmasının ardından, diğer üç büyük ticari reaktör tamamen yerle bir edilmiştir: Yankee Rowe Nükleer Santrali 2007'de tamamen hizmet dışı bırakılmıştır ve ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu (NRC), Yankee'ye Ağustos ayında eski fabrika sahasının uygun şekilde tamamen hizmet dışı bırakıldığını bildirmiştir. NRC prosedürleri ve düzenlemeleri ile; Maine Yankee Nükleer Santrali 2005 yılında tamamen hizmet dışı bırakılmıştır. Önceki üç ticari reaktör sahasının tamamı sıfırdan saha koşullarına döndürülmüştür ve ziyaretçilere açıktır.