Snelle reactor

Hoewel het werk van een kernreactorligt de verdeling van radioactief materiaal, vergezeld van het vrijkomen van temperatuur, afhankelijk van de ontwerpkenmerken onderscheidt twee van hun variëteiten - de reactor op snelle neutronen en langzaam, soms thermisch genoemd.

Neutronen vrijkomen tijdens de reactie,Ze hebben een zeer hoge beginsnelheid, theoretisch overwonnen voor een tweede duizenden kilometers. Dit zijn snelle neutronen. Tijdens het bewegen als gevolg van de botsing met de atomen van de omringende materie, vertraagt ​​hun snelheid. Een van de eenvoudige en betaalbare manieren om de snelheid kunstmatig te verlagen, is door ze op het water- of grafietpad te plaatsen. Dus, nadat hij had geleerd om het niveau van kinetische energie van deze deeltjes te reguleren, kon de mens twee soorten reactoren creëren. De naam "thermische" neutronen werd verkregen vanwege het feit dat de snelheid van hun beweging na vertraging praktisch overeenkomt met de natuurlijke snelheid van de thermische beweging binnen atomair gebied. In het numerieke equivalent is dit maximaal 10 km per seconde. Voor de microwereld is deze waarde relatief laag, dus het invangen van deeltjes door kernen gebeurt heel vaak, waardoor nieuwe wendingen van fissie ontstaan ​​(kettingreactie). Het gevolg hiervan is de behoefte aan veel minder splijtbaar materiaal dan snelle reactoren niet kunnen bogen. Bovendien worden sommige andere overheadkosten verlaagd. Dit moment verklaart waarom de meeste werkende kernstations langzame neutronen gebruiken.

Het lijkt erop dat, als alles wordt berekend, waarom het dan nodig issnelle reactor? Het blijkt dat niet alles zo rechtlijnig is. Het belangrijkste voordeel van dergelijke installaties is het vermogen om nucleaire brandstof te leveren aan andere reactoren, en ook om een ​​verhoogde splijtingscyclus te creëren. Laten we hier verder op ingaan.

De snelle neutronenreactor is volledigergebruikt brandstof die in de kern is geladen. Laten we beginnen op volgorde. Theoretisch kunnen slechts twee elementen als brandstof worden gebruikt: plutonium-239 en uranium (isotopen 233 en 235). In de natuur wordt alleen de isotoop U-235 gevonden, maar het is niet genoeg om te spreken over de vooruitzichten op een dergelijke keuze. Deze uranium en plutonium zijn afgeleid van thorium-232 en uranium-238, die worden gevormd als gevolg van blootstelling aan een neutronenflux. Maar deze twee radioactieve materialen worden vaker in natuurlijke vorm aangetroffen. Dus als een zelfonderhoudende kettingreactie van de kernsplijting van U-238 (of plutonium-232) zou kunnen worden gestart, zou het resultaat zijn dat er nieuwe delen van het splijtbare materiaal ontstaan ​​- uranium-233 of plutonium-239. Wanneer de neutronen vertragen tot de thermische snelheid (klassieke reactoren), is een dergelijk proces niet mogelijk: ze worden gevoed door U-233 en Pu-239, maar een snelle neutronenreactor maakt een dergelijke aanvullende omzetting mogelijk.

Het proces is als volgt: we laden uranium-235 of thorium-232 (grondstoffen), evenals een deel van uranium-233 of plutonium-239 (brandstof). Deze laatste (elk van hen) levert de neutronenflux die nodig is om de reactie in de eerste elementen te "ontsteken". In het proces van verval wordt warmte-energie gewonnen, die door de generators van de plant wordt omgezet in elektriciteit. Snelle neutronen werken op grondstoffen en transformeren deze elementen in ... nieuwe porties brandstof. Gewoonlijk zijn de hoeveelheden brandstof die worden verbrand en gevormd gelijk, maar als de grondstof meer wordt geladen, treedt het genereren van nieuwe gedeelten splijtstof zelfs sneller op dan het verbruik. Vandaar dat de tweede naam van dergelijke reactoren fokkers is. Overtollige brandstof kan worden gebruikt in klassieke langzamere reactortypes.

Het nadeel van modellen met snelle neutronen is dat,dat vóór het laden uranium-235 moet worden verrijkt, wat extra financiële investeringen vereist. Bovendien is het eigenlijke ontwerp van de kern complexer.