Snabb reaktor

Även om arbetet med någon kärnreaktorligger uppdelningen av radioaktivt material, åtföljd av temperaturavgivning, beroende på designfunktionerna, skiljer två av deras sorter - reaktorn på snabba neutroner och långsam, ibland kallad termisk.

Neutroner som släpptes under reaktionen,De har en mycket hög initialhastighet, teoretiskt övervinna för en sekund tusentals kilometer. Dessa är snabba neutroner. Under processen att flytta på grund av kollisionen med atomer av omgivande materia, sänker deras hastighet ner. Ett av de enkla och prisvärda sätten att artificiellt minska hastigheten är att placera dem på vatten- eller grafitvägen. Således har man kunnat skapa två typer av reaktorer med att ha lärt sig att reglera nivået av kinetisk energi hos dessa partiklar. Namnet "termiska" neutroner erhålles tack vare det faktum att hastigheten av deras rörelse efter retardation motsvarar praktiskt taget den naturliga hastigheten för intra-termisk rörelse. I den numeriska ekvivalenten är det upp till 10 km per sekund. För mikrokosmos detta värde är relativt lågt, så partikelkärnor infångning inträffar mycket ofta orsakar nya lindningar division (kedjereaktion). Konsekvensen av detta är behovet av mycket mindre klyvbart material än snabba reaktorer kan inte skryta med. Dessutom reduceras vissa andra allmänna kostnader. I detta ögonblick förklaras varför de flesta av de arbetande kärnstationerna använder långsamma neutroner.

Det verkar - om allt är beräknat, varför är det nödvändigtsnabb reaktor? Det visar sig att inte allt är så enkelt. Den viktigaste fördelen med sådana växter är förmågan att ge kärnbränsle till andra reaktorer och också skapa en ökad fissionscykel. Låt oss döma mer om detta.

Den snabba neutronreaktorn är mer fullständiganvänder bränsle laddad i kärnan. Låt oss börja i ordning. Teoretiskt kan endast två element användas som bränsle: plutonium-239 och uran (isotoper 233 och 235). I naturen finns endast isotopen U-235, men det räcker inte att tala om utsikterna till ett sådant val. Dessa uran och plutonium härrör från thorium-232 och uran-238, vilka bildas som ett resultat av exponering för ett neutronflöde. Men dessa två radioaktiva material finns oftare i naturlig form. Sålunda, om det var möjligt att köra en självunderhållande kedjereaktion av kärnklyvning av U-238 (eller plutonium-232), dess resultat skulle ha varit uppkomsten av nya partier av klyvbart material - uran-233 eller plutonium-239. Under retardation av neutroner till termiska hastigheter (klassiska reaktorer) denna process är omöjligt: ​​de tjänar som bränsle är U-233 och Pu-239, men ett snabba neutroner reaktor gör det möjligt att utföra ett sådant ytterligare omvandling.

Processen är som följer: Vi laddar uran-235 eller thorium-232 (råmaterial), liksom en del uran-233 eller plutonium-239 (bränsle). Den senare (någon av dem) ger neutronflödet nödvändigt för att "antända" reaktionen i de första elementen. Vid förbränningsprocessen extraheras värmeenergi, som omvandlas av anläggningens generatorer till el. Snabba neutroner verkar på råmaterial, förvandlar dessa element till nya delar av bränsle. Vanligen är mängden bränsle som bränns och bildas lika, men om råmaterialet laddas mer, uppstår genereringen av nya delar av fissilt material ännu snabbare än förbrukningen. Därför är det andra namnet på sådana reaktorer uppfödare. Överskott av bränsle kan användas i klassiska långsammare reaktortyper.

Nackdelen med snabba neutronmodeller är det,att innan man fyller uran-235 bör man berika, vilket kräver ytterligare finansiella investeringar. Dessutom är själva kärnans design mer komplex.