高通量同位素反應堆(HFIR)建于20世紀60年代中期，以滿足生產超鈾同位素的需要，如钚和銫等重元素。從那時起，它的任務已經擴大到包括材料輻照、中子活化，以及最近的中子散射。

美國原子能委員會(AEC)研究部在1958年1月17日的一次會議上對超鈾生產計劃的現狀進行了嚴格審查。從該審查中，AEC啟動了一項旨在滿足超鈾同位素預期需求的計劃。通過在現有反應堆中進行某些輻射。到1958年底，顯然該計劃的步伐需要加快。繼1958年11月24日華盛頓特區會議之后，AEC建議在橡樹嶺國家實驗室(ORNL)設計，建造和運行高通量反應堆，并于1961年開始施工。

1959年7月收到了繼續設計高通量反應堆的授權。反應堆的初步概念設計基于“通量阱”原理，在該原理中，堆芯由圍繞未加燃料的慢化區或“島”的燃料環形區組成。這樣的配置將允許從燃料中泄漏的快中子在島上慢化，從而在島的中心產生一個熱中子通量高的高溫區。

這個蓄熱中子的容器將被“捕獲”在反應堆內，使其可用于同位素生產。通過將空束流管伸入反射層，利用反應堆燃料外反射層中中子的大通量，使中子可以在反應堆屏蔽層外的實驗中使用。最后，反射器上的各種孔可以使材料輻照，以便以后回收。

1965年初，隨著施工完成，最終的液壓和機械測試開始，并于1965年8月25日達到臨界狀態。低功率測試計劃于1966年1月完成，開始了20、50、75、90和100兆瓦的運行周期。

1966年9月達到100兆瓦的設計功率。從它開始建造到1986年底暫時關閉，歷時5年多一點，FIR創造了美國任何其他反應堆都無法超越的運行時間紀錄。到1973年12月，它已經完成了它的第100次燃料循環，每一次大約運行23天。

1986年11月對輻照監測試樣的試驗表明，中子輻照使反應堆容器脆化的速度比預測的要快。關閉HFIR以便對設施的運作進行廣泛的評估。ORNL用了將近2.5年的時間進行了全面的評估，在保護壓力容器完整性的同時，對核電站進行了延長壽命的改造，并改進了管理措施，然后在1989年4月18日重新啟動了288燃料循環反應堆。

HFIR最初運行在非常低的功率水平(8.5MW)，直到所有操作人員都接受了充分的培訓，并可以進行持續的更高功率的操作。更新了文件，必要時會生成新文件。對技術規范進行了修改和重新格式化，以便隨著能源部的接受而及時了解設計變更。為了在保持熱裕度的同時保持容器的完整性，不僅降低了主冷卻劑壓力和核心功率，還對技術和程序升級做出了長期承諾。

1989年4月重新開始后，由于程序是否充分的問題，又關閉了9個月。1990年1月，經當時的能源部長詹姆斯·沃特金斯批準，電力恢復運行。自那時起，HFIR一直在運作。在HFIR的使用壽命期間，已經為其程序和技術升級制定了的計劃。

2007年，HFIR進行了翻新，安裝了一些新的儀器，包括一個冷中子源。改進包括對反應堆結構進行大修，使其更加可靠、持續運轉，對束流室的8臺熱中子光譜儀進行重大升級，新的計算機系統控制，安裝液氫冷源，以及新建一個冷中子引導大廳。

盡管HFIR的主要任務轉移到中子散射研究，它最初的主要目的之一是生產用于研究、工業和醫學應用的锎-252和其他超鈾同位素。HFIR是西方世界唯一的锎-252同位素供應商，锎-252是一種用于癌癥治療和檢測環境中的污染物和行李中的爆炸物的同位素。除了對同位素生產和中子散射的貢獻外，HFIR還提供了各種輻照試驗和實驗，這些試驗和實驗都得益于該設施的超高中子通量。

2014年，美國核學會將HFIR定為核歷史地標，以表彰它在核時代的歷史上發揮的重要作用，以及它對美國同位素生產、中子散射研究和國家安全的持續重要性。

2017年，國際原子能機構(IAEA)將ORNL指定為國際研發中心，原因是HFIR在材料輻照后測試、中子散射和放射性同位素處理方面的重要性。國際原子能機構對美國的認定，使美國成為世界上在核研究方面具有獨特能力和卓越表現的四個國家之一。

顯著的成就

在HFIR進行的中子活化分析為半導體和環境修復行業以及美國食品和藥物管理局的工作提供了依據。聚變能項目由HFIR在三個主要領域提供支持:中子-相互作用材料(結構材料和陶瓷)、高熱流密度材料和等離子體-相互作用材料。HFIR中子散射設備為聚合物、膠體、磁性材料、合金、超導體和生物材料的中子散射等基礎研究項目提供了支持。

HFIR簡介

HFIR的工作功率為85兆瓦，是美國用于研究的最高通量反應堆中子源，它提供了世界上任何研究反應堆中最高的穩態中子通量之一。HFIR產生的熱中子和冷中子用于研究物理、化學、材料科學、工程和生物學。強中子通量、恒功率密度和等長度燃料循環,每年被500多名研究人員用于中子散射研究凝聚態的基本性質。

HFIR的中子散射研究設施包含世界級的儀器，用于物質結構和動力學的基礎和應用研究。HFIR還用于醫療、工業和研究同位素生產;研究中子對材料的嚴重損傷;中子活化分析以及檢測環境中的微量元素。此外，該建筑還擁有一個使乏燃料組件的γ輻射設施，可以為研究輻射對材料的影響提供高γ劑量。

HFIR中子最近的發現有助于揭開材料和能源的秘密。這一新知識也導致了日常產品的改進，如太陽能電池、硬盤驅動器、藥物和生物燃料。此外，HFIRs的能力有助于解決犯罪問題，HFIR生產的同位素正在推動新元素的發現和太空飛行。