Project WAGR: the UK Demonstration Project for Power Reactor Decommissioning
A Review of the Tools Used to Dismantle the Reactor Core
WAGR : projet britannique de démonstration du déclassement d’un réacteur commercial
Evaluation des outils servant à démanteler le cœur du réacteur
United Kingdom Atomic Energy Authority, Windscale, Cumbria (United Kingdom)
The United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA) has built and operated a wide range of nuclear facilities since the late 1940’s. UKAEA’s mission is to restore the environment of its sites in a safe and secure manner. This restoration includes the decommissioning of a number of redundant research and power reactors.
The Windscale Advanced Gas-cooled Reactor (WAGR) was the UK’s prototype Advanced gas cooled reactor and became the forerunner of a family of 14 reactors built to generate cheaper and more efficient electricity in the UK. WAGR was constructed between 1957 and 1961 and was a carbon dioxide cooled, graphite moderated reactor using uranium oxide fuel in stainless steel cans. The reactor consisted of a graphite moderator housed in a cylindrical reactor vessel with hemispherical ends. The reactor and associated heat exchangers were enclosed in the iconic spherical containment building regularly used by the media in the UK as an illustration of the nuclear industry.
The reactor first produced power in August 1962 and achieved full design output in 1963. It operated at an electrical output of 33 MW (E) for 18 years (average load factor of 75%). In 1981 the reactor was shut down after satisfactory completion of all the research and development objectives.
In anticipation of the UK’s likely nuclear decommissioning needs the UKAEA decided to decommission WAGR to the International Atomic Energy Agency’s (IAEA) stage 3 (restoration of the area occupied by the facility to a condition of unrestricted re-usability) as the national demonstration exercise for power reactor decommissioning.
Since 1998 the UKAEA and its contractors have been undertaking the dismantling of the reactor core components and pressure vessel in a series of 10 campaigns. These contain neutron activated components expected to produce dose rates well in excess of 1Sv/hr. To carry out the work UKAEA installed an £8M remote dismantling machine (RDM), a waste recovery and transport system and a shielded waste route through which to move, sort, assay condition and package the waste. The RDM and associated hoist have been used to deploy the numerous tools and end effectors necessary to effect the painstaking dismantling process.
Now that the remote operations are reaching a conclusion it is possible to review the success of both these tools and the RDM itself.
Résumé
L’“United Kingdom Atomic Energy Authority” (UKAEA) construit et exploite une gamme très large d’installations nucléaires depuis la fin des années quarante. Sa mission consiste à réhabiliter l’environnement de ses réacteurs en toute sécurité. Cette réhabilitation comporte le déclassement de bon nombre de réacteurs commerciaux et de recherche.
Le “Windscale Advanced Gas-cooled Reactor” (WAGR) fut le prototype britannique du réacteur avancé refroidi au gaz et à ce titre il est devenu le précurseur d’une famille de 14 réacteurs construits afin de produire une électricité plus rentable au Royaume-Uni. WAGR a été construit entre 1957 et 1961 ; il s’agissait d’un réacteur refroidi au dioxyde de carbone et modéré par le graphite, alimenté par un combustible en oxyde d’uranium enfermé dans des boîtiers en acier inoxydable. Le réacteur se composait d’un modérateur en graphite contenu dans une cuve cylindrique dont les extrémités étaient hémisphériques. Le réacteur ainsi que les échangeurs associés se trouvaient dans la fameuse enceinte sphérique utilisée régulièrement par les médias britanniques pour illustrer l’industrie nucléaire.
Le réacteur a produit de l’électricité pour la première fois en août 1962 et a atteint sa pleine capacité en 1963. Il a fonctionné à un niveau de production de 33 MWe pendant 18 ans (facteur de charge moyen de 75 %). En 1981, le réacteur a été arrêté après réalisation de tous ses objectifs de recherche et de développement.
Afin d’anticiper les besoins probables de déclassement nucléaire au Royaume-Uni, l’UKAEA a décidé de déclasser WAGR jusqu’au niveau 3 de l’AIEA (revalorisation de la zone permettant son utilisation sans restrictions) à titre d’exercice de démonstration national pour le déclassement d’un réacteur.
Depuis 1998, l’UKAEA et ses fournisseurs ont réalisé le démantèlement des composants du coeur et de la cuve au cours d’une série de 10 campagnes. Ceux-ci comportent des composants activés pour lesquels on prévoit des débits de dose bien au-delà de 1Sv/heure. Afin de réaliser ces travaux, l’UKAEA a mis en place une machine de démantèlement à distance (RDM) d’un coût de £ 8M, un système de récupération et de transport des déchets et une voie de transport blindée servant à acheminer, trier, analyser et conditionner les déchets. La RDM ainsi que son palan associé ont été mis en œuvre afin de déployer les divers outils et préhenseurs nécessaires pour réaliser le processus délicat du démantèlement.
Alors que les opérations à distance sont en voie d’achèvement, il est possible de tirer un bilan de la bonne tenue de ces outils et de la RDM elle-même.
© SFEN 2008