Rychlý reaktor

Ačkoli je to nějaká práce jaderného reaktoru leží rozdělení radioaktivní látka, spolu s uvolněním teploty, v závislosti na konstrukčních vlastnostech rozlišují dva z jejich odrůd - reaktor na rychlé neutrony a pomalý, někdy nazvaný termální.

Neutrony uvolněné během reakce mají velmi vysokou počáteční rychlost a teoreticky překonávají tisíce kilometrů za sekundu. Jedná se o rychlé neutrony. Při pohybu v důsledku kolize s atomy okolní hmoty se jejich rychlost zpomaluje. Jedním z jednoduchých a cenově dostupných způsobů umělé redukce rychlosti je umístění na vodní nebo grafitovou cestu. Tak, když se naučil regulovat úroveň kinetické energie těchto částic mohl člověk vytvořit dva typy reaktorů. Název "tepelných" neutronů byl získán díky skutečnosti, že rychlost jejich pohybu po zpomalení prakticky odpovídá přirozené rychlosti uvnitř atomového tepelného pohybu. V číselném ekvivalentu je to až 10 km za sekundu. Pro microworld je tato hodnota poměrně nízká, takže zachycování částic jádry se vyskytuje velmi často, což způsobuje nové otáčky štěpení (řetězová reakce). Důsledkem toho je potřeba mnohem méně štěpného materiálu, než se nemohou chlubit rychlí reaktory. Kromě toho některé jiné režijní náklady. Tento okamžik vysvětluje, proč většina pracovních jaderných stanic používá pomalé neutrony.

Zdá se, že - pokud je vše počítáno, pak proč potřebuje rychlý neutronový reaktor? Ukazuje se, že ne všechno je tak jednoduché. Nejdůležitější výhodou takových zařízení je schopnost poskytovat jaderné palivo jiných reaktorů a také vytvořit zvýšený cyklus štěpení. Podívejme se na to podrobněji.

Rychle neutronový reaktor využívá palivo naložené do aktivní zóny. Začněme v pořádku. Teoreticky lze jako palivo použít pouze dva prvky: plutonium-239 a uran (izotopy 233 a 235). V přírodě se nachází pouze izotop U-235, nestačí však mluvit o vyhlídkách takové volby. Tyto uran a plutonium pocházejí z thoria-232 a uranu-238, které jsou tvořeny v důsledku vystavení neutronovému toku. Ale tyhle dva radioaktivní materiál mnohem častěji se vyskytují v přirozeném tvaru. Proto, pokud to bylo možné provozovat štěpnou řetězovou reakci U-238 (nebo plutonium-232), jeho výsledek by byl vznik nových částí štěpného materiálu - uranu-233 nebo plutonia-239. Při zpomalování neutronů na tepelné rychlosti (klasické reaktory), tento proces je nemožné: slouží jako palivo, je U-233 a Pu-239, ale rychlý reaktor umožňuje provádět takové další konverzi.

Proces je následující: naplníme uran 235 nebo thorium 232 (suroviny), stejně jako část uranu 233 nebo plutonia 239 (palivo). Druhá z nich (kterákoliv z nich) poskytuje tok neutronů, který je nezbytný k "zapálení" reakce v prvních prvcích. V procesu rozkladu, tepelná energie, transformované stanicemi na elektřinu. Rychlé neutrony působí na suroviny, přeměňují tyto prvky na nové části paliva. Obvykle jsou množství spáleného a vytvarovaného paliva stejné, ale pokud je surovina naložena více, vytváření nových částí štěpného materiálu nastane ještě rychleji než spotřeba. Druhým jménem takových reaktorů jsou chovatelé. Přebytečné palivo lze použít v klasických pomalejších typech reaktorů.

Nevýhodou modelů rychlých neutronů je, že před naplněním musí být obohacen uranem-235, což vyžaduje další finanční investice. Navíc samotný návrh jádra je složitější.