مفاعل نووي بجامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا

مفاعل جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا النووي (MSTR أو Missouri S&TR) هو مفاعل نووي من نوع حوض السباحة، تشغله جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا (Missouri S&T). وقد وصل إلى حالة التشغيل الحرجة لأول مرة عام 1961، مما جعله أول مفاعل نووي عامل في ولاية ميسوري . ^{[ 2 ]} وتشغل جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا هذا المفاعل لأغراض التدريب والتعليم والبحث.

وفقًا للتقرير السنوي للتقدم المحرز للفترة 2020-2021 المقدم إلى هيئة التنظيم النووي ، فقد تم استخدام مفاعل MSTR لمدة 1122.4 ساعة، بما في ذلك 228.4 ساعة أثناء التشغيل، وأنتج 13563.19 كيلوواط ساعة من الطاقة الحرارية. ^{[ 3 ]}

استند تصميم المفاعل إلى تصميم مفاعل الحماية الكتلية في مختبر أوك ريدج الوطني ، وبلغ مفاعل MSTR حالة التشغيل الحرجة الأولية في 9 ديسمبر 1961، ليصبح أول مفاعل نووي عامل في ولاية ميسوري . ^{[ 3 ]} كانت القدرة المرخصة الأولية 10  كيلوواط، ثم رُفعت إلى 200 كيلوواط في عام 1966. وفي منتصف عام 1992، جرى تحويل اليورانيوم عالي التخصيب  الأصلي إلى يورانيوم منخفض التخصيب أثناء عملية تحميل الوقود. وفي مارس 2009، جُدد ترخيص مفاعل MSTR لمدة 20 عامًا أخرى. ^{[ 3 ]}

في يونيو/حزيران 2017، عُثر على طرد مشبوه بالقرب من المفاعل النووي، مما استدعى إخلاء أربعة مبانٍ تابعة لجامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا . خضع الطرد للفحص والتحليل من قبل شرطة الجامعة ومتخصصين عسكريين من قاعدة فورت ليونارد وود ، وتبيّن أنه غير ضار. ^{[ 4 ]}

ابتداءً من عام 2019، تعرّضت عمليات المفاعل لعوائق كبيرة نتيجةً لتغيير الموظفين المرخصين، ولم يكن هناك أي مشغلين مرخصين بدوام كامل ضمن الكادر من 14 يونيو إلى 18 ديسمبر 2019. ^{[ 5 ]} استقال اثنان من كبار مشغلي المفاعل بدوام كامل في مفاعل MSTR بسبب تدني رواتبهم ، ولم تكن إدارة الجامعة مستعدة لتخصيص الموارد اللازمة للاحتفاظ بالموظفين ذوي الكفاءة بسبب تخفيضات الميزانية التي طالت نظام جامعة ميسوري . ^{[ 6 ]} كما أعاقت جائحة كوفيد-19 عمليات مفاعل MSTR بدءًا من أوائل مارس 2020. ^{[ 5 ]}

في يوليو 2025، وافق الحاكم مايك كيهو على تخصيص 3 ملايين دولار لمركز أبحاث وتطوير المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة (MSTR) لإنشاء برنامج علمي وتطويري للمفاعلات النووية المعيارية الصغيرة. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

يقع قلب المفاعل داخل حوض راكد من الماء الخفيف عالي النقاء ، على لوحة شبكية معلقة بجسر سكة حديدية متحرك. يتسع الحوض لـ 120 مترًا مكعبًا من هذا الماء، داخل غلاف خرساني أبعاده 5.8 متر × ^2.7 متر عند القاعدة، وعمقه يتراوح بين 8.2 متر و9.1 متر . تحتوي عناصر الوقود، البالغ عددها 19 عنصرًا تقريبًا، على ما بين 9 و18 لوحة وقود من اليورانيوم منخفض التخصيب . تبلغ الطاقة القصوى للمفاعل 200 كيلوواط. الطاقة المنتجة هي طاقة حرارية بالكامل، ولا يُستخدم أي جزء منها لتوليد الكهرباء. ^{[ 1 ]}       

يستخدم المفاعل أربعة قضبان تحكم . ثلاثة منها تُستخدم للتحكم التقريبي في الطاقة وإيقاف التشغيل الطارئ (SCRAM) ، وهي مصنوعة من مزيج من الفولاذ المقاوم للصدأ والبورون . أما قضيب التحكم الرابع فيُستخدم للتحكم الدقيق في الطاقة، وهو مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ فقط . ^{[ 1 ]}

يضم المبنى العديد من المرافق التجريبية، التي تُستخدم لأغراض البحث العلمي والأنشطة المخبرية الصفية. يوفر عمود حراري، يتكون من كتلة من الجرافيت بأبعاد 1.1 × 1.1 × 1.5 متر ، مصدرًا للنيوترونات البطيئة . ويمكن وضع أنبوب ألومنيوم بقطر 150 ملم ، يُسمى منفذ الحزمة، بين قلب المفاعل ومنطقة التجارب في الطابق الأرضي من مبنى المفاعل، مما يسمح بتشعيع العينة بنيوترونات ذات طاقة أعلى. وتُستخدم مرافق أخرى، تُسمى " الأرانب "، لحقن العينة هوائيًا مباشرةً في قلب المفاعل لفترة زمنية محددة. أحد مرافق "الأرانب" مُبطّن بالكادميوم لإيقاف النيوترونات منخفضة الطاقة، مع السماح في الوقت نفسه بقصف العينة بنيوترونات عالية الطاقة.  

بتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية ، تم بناء منشأة مزدوجة الحجرات، مزودة بحماية عالية، ومتصلة بالإنترنت، مع إمكانية الوصول الهوائي إلى قلب مفاعل الأبحاث النووية (MSTR) التابع لجامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا (Missouri S&T) بقدرة 200 كيلوواط، وهي متاحة حاليًا لتشعيع العينات وتحليلها. تتيح هذه المنشأة للمستخدمين المعتمدين عن بُعد، المشاركين في أنشطة تعاونية مع جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا، إمكانية معالجة وتحليل العينات المشععة بالنيوترونات عن بُعد. ^{[ 9 ]}

في أكتوبر 2012، وقّعت شركة وستنجهاوس إلكتريك اتفاقية بحث وتعاون متعددة السنوات مع جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا ( MSTR) للاستفادة من مختبر أبحاث الطاقة النووية (MSTR) و"دعم تطوير العديد من المشاريع البحثية المتطورة في المؤسسات التي ستفيد مشروع مفاعل وستنجهاوس المعياري الصغير (SMR) وصناعة الطاقة النووية ككل". ^{[ 10 ]}

أجرى باحثون في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا أبحاثًا بالتعاون مع مختبر أبحاث ميسوري (MSTR) لدراسة حبيبات الوقود النووي تمهيدًا لاستخدامها في مفاعلات الجيل الرابع . ^{[ 11 ]} كما طوّر باحثون في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا منصة متنقلة جديدة لقياس قضبان الوقود النووي المشعّع وهي لا تزال مغمورة في حوض التبريد، وتُستخدم هذه المنصة في مختبر أبحاث ميسوري لاختبار أنواع جديدة من الوقود النووي. ^{[ 12 ]}

يُستخدم جهاز MSTR، الذي يشارك في أبحاث السرطان ، أيضاً لتجربة طرق لتحسين تركيب جزيئات الذهب والفضة النانوية المشعة لاستهداف الخلايا السرطانية. ^{[ 13 ]}

يشارك قسم الهندسة النووية في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا في برامج توعية لطلاب المرحلة الثانوية (الصفين الحادي عشر والثاني عشر) وطلاب السنة الأولى في الجامعة، مثل مخيم الهندسة النووية الصيفي. يتضمن المخيم جولات في مفاعل جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا، بالإضافة إلى العديد من مجالات الدراسة المتخصصة والتجارب المعملية المتعلقة بالهندسة النووية. ^{[ 14 ]}

• مركز أبحاث المفاعلات بجامعة ميسوري

• الموقع الرسمي