Autres réacteurs de recherche des LNC

Les LNC ont commencé à travailler à la conception du réacteur national de recherche universel (NRU) en 1949. Il a été construit pour succéder au réacteur national de recherche expérimental (NRX) du Projet d’énergie atomique du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) aux Laboratoires de Chalk River. Le réacteur NRX était la plus grande source de neutrons au monde lors de sa mise en service en 1947 et avait attiré une vaste communauté scientifique qui effectuait pour la première fois des recherches sur les neutrons. Le milieu scientifique ne savait pas combien de temps on pouvait s’attendre à ce qu’un réacteur de recherche fonctionne. La direction des Laboratoires de Chalk River a donc commencé à planifier le réacteur NRU pour assurer la continuité des programmes de recherche.

Le réacteur NRU a commencé à fonctionner seul à 6 h 10 le 3 novembre 1957. Grâce à cette réalisation marquante, les sciences et la technologie canadiennes se sont hissées sur la scène mondiale. D’une puissance de 200 millions de watts, le NRU surpassait largement son prédécesseur, le NRX, et présentait de nouveau les Laboratoires de Chalk River du Canada comme un chef de file mondial.

Le réacteur NRU a été le berceau de nombreuses réalisations scientifiques. En 1994, le physicien canadien Bertram Brockhouse a reçu le prix Nobel de physique pour ses travaux influents réalisés au NRX, puis au NRU dans les années 1950, où il utilisait la diffusion des neutrons dans l’étude de la matière. Un faisceau de neutrons est dirigé vers un échantillon de matière et, en examinant la façon dont le faisceau est réfléchi, les scientifiques peuvent en apprendre beaucoup sur la structure de l’échantillon au niveau atomique. À l’aide de la technique mise au point par M. Brockhouse, le Centre canadien des faisceaux de neutrons du CNRC situé au NRU a permis à des scientifiques de partout au Canada et du monde entier d’étudier de nouvelles matières avec des neutrons.

En octobre 1986, l’American Nuclear Society a reconnu le réacteur NRU comme un élément nucléaire historique.

En mai 2007, le réacteur NRU a établi un nouveau record pour la production d’isotopes médicaux.

En juin 2007, un nouvel instrument de diffusion des neutrons a été ouvert au NRU. Le réflectomètre à neutrons D3 était conçu pour examiner les surfaces, les couches minces et les interfaces. La technique de réflectométrie neutronique était relativement nouvelle et capable de fournir des renseignements uniques sur les matières à l’échelle nanométrique.

Un aperçu historique des réacteurs de recherche conçus par les LNC

Depuis le lancement de leur premier réacteur de recherche en 1945, les LNC ont conçu, mis au point et construit 17 réacteurs de recherche dans le monde entier.

1945 – ZEEP (Pile expérimentale d’énergie zéro)
En 1945, ce réacteur de recherche de 10 watts a réalisé la première réaction nucléaire en chaîne contrôlée à l’extérieur des États-Unis. Construit aux Laboratoires des LNC à Chalk River, en Ontario, il a également fourni de précieux renseignements sur les caractéristiques des réseaux de combustible modérés à l’eau lourde pour les réacteurs à venir, y compris les premiers réacteurs commerciaux CANDU. Le ZEEP a été mis hors service en 1970.

1947 – NRX (Réacteur national de recherche expérimental)
Ce réacteur de recherche de 42 mégawatts a atteint la criticité en 1947 et générait le flux de neutrons le plus élevé de l’époque. Le NRX, qui a été mis hors service en 1992, a été exploité par les LNC pour mettre au point des combustibles, des matières et des composantes nucléaires pour les réacteurs de puissance, produire des radio-isotopes pour la médecine et l’industrie, et produire des faisceaux de neutrons pour la recherche fondamentale et appliquée. Des réacteurs du modèle NRX ont été fournis clés en main à l’Inde en 1960 et à Taïwan en 1969.

1957 – PTR (Réacteur d’essai de type piscine)
Ce réacteur de type piscine de 10 kW a été construit à Chalk River en 1957. Il utilisait un combustible à plaques uranium-aluminium enrichi à 93 %. Ce réacteur, qui a été mis hors service en 1990, était utilisé pour effectuer des mesures de combustion massique d’échantillons de matière fissile provenant du réacteur NRX.

1957 – NRU (Réacteur national de recherche universel)
Conçu comme un réacteur de 200 MWt, le NRU est entré en service en 1957 et a été mis hors service le 31 mars 2018. Il produisait un pourcentage élevé des radio-isotopes médicaux et industriels dans le monde, dont le molybdène-99, un isotope essentiel utilisé pour les diagnostics médicaux. Le grand espace d’irradiation du NRU a joué un rôle important dans l’essai des grappes de combustible et des composants des canaux de combustible pour les réacteurs CANDU. Le NRU a servi à la recherche sur les combustibles, les matières et les composantes des réacteurs et a été le centre de recherche sur les faisceaux de neutrons au Canada. Conçu à l’origine pour être utilisé avec de l’uranium naturel, le NRU a été converti à l’uranium hautement enrichi en 1964. Les LNC utilisaient le NRU avec de l’uranium faiblement enrichi depuis 1991.

1960 - ZED-2 (Réacteur à deutérium à énergie nulle-2)
Cette version plus grande du ZEEP a été lancée en 1960 pour faciliter les mesures sur des réseaux CANDU plus grands et plus représentatifs. Elle a également été utilisée pour des études définitives sur les effets de l’eau lourde, et des caloporteurs de rechange organiques et à eau légère. Le réacteur est toujours en fonction à Chalk River, où il sert à la recherche en physique des réacteurs.

1965 - WR-1 (Réacteur Whiteshell-1)
Le WR-1 a été l’installation expérimentale centrale des Laboratoires des LNC à Whiteshell, au Manitoba, de 1965 à 1985.
Le WR-1 présentait la première calandre en acier inoxydable conçue par les LNC. Il démontrait également la faisabilité d’un réacteur nucléaire CANDU à refroidissement organique.

1968 - SLOWPOKE-2 (Réacteur d’expérience critique à faible puissance intrinsèquement sûre-2)
Le prototype de ce réacteur de 20 kW a été mis à l’essai dans la piscine PTR à Chalk River de 1968 à 1970. Il a été conçu pour les analyses par activation neutronique, la production de radio-isotopes traceurs et comme outil d’enseignement des sciences et du génie nucléaires. C’est le seul réacteur considéré comme suffisamment sûr pour être autorisé à fonctionner sans surveillance. Huit réacteurs SLOWPOKE ont été fournis à des universités et des centres de recherche au Canada et en Jamaïque. Six sont toujours en fonction.