הבנה מהירה של תגובה מהירה

כורים מהירים (FBRs) מייצגים אבן הפינה של מערכות אנרגיה מתקדמות.בניגוד כורים מים רגילים (LWRs), אשר משתמשים בטרוונים איטיים (thermal), FBRs פועלים עם נויטרונים מהירים -neutrons שאינם מודגשים על ידי מעצמה כלכלית, אך ההבדל הבסיסי הזה מאפשר ל- FBRs להמיר חומר פורייה, כגון אורניום מדול או שיתוק, לתוך יכולת כספית של 50D2 מהירה יותר מאשר בתעשיית דלק מהירה יותר מאשר ב-32.

למרות עשרות שנות ניסויים - עם הדגמה כמו Phénix של צרפת, ה- BN-600 של ארה"ב, ה- BN-600 של ה-BN-600 של ארה"ב, האימוץ נשאר חמקמק.רק קומץ של FBRs מסחרי-scale פועל כיום, ואף אחד לא השיג את עלות-תחרותיות של LWR המודרנית.

אתגרים טכניים

מבצע טמפרציה גבוהה וחומרי

FBRs לפעול בטמפרטורות גבוהות יותר באופן משמעותי מאשר LWRs - באופן חסכוני 500-550 מעלות צלזיוס על הליבה, בהשוואה ל-300 מעלות צלזיוס עבור כור מים מחוסן.סביבה עתירית גבוהה, בשילוב עם חומרים מהירים ונקיון מהיר מאוד (במרחק של 10 עד 100 פעמים גבוה יותר מאשר בכורות תרמי), דרישות קיצוניות על חומרים מבניים.

יתר על כן, הקריר עצמו מציג אתגרים.רוב FBRs להשתמש נתרן נוזלי כמו מגניב בגלל תכונות ההעברה החום מעולה שלה ואת מזג אוויר נויטרונים נמוך.עם זאת, נתרן מגיב נמרצות עם מים ואוויר, יצירת סיכונים של שריפות ופיצוצים. Handling sodium דורש הוספת מערכות כיסוי גזי גז, דליפות מהירויות ניקוי מיוחדות עבור רכיבים במהלך תחזוקה.

מעגל דלק מורכב ומעבד מחדש

FBRs דורש מחזור דלק סגור כדי לממש את היתרון הרבייה שלהם.דלק Spent מעובד מחדש כדי להפריד פלוטוניום אורניום שאריות ממוצרים של סדקים, ולאחר מכן מוטבע לתוך דלק תחמוצת טרי מעורב (MOX) חומר עיבוד זה הוא הרבה יותר מאתגר מאשר מחזור דלק חד פעמי המשמש עבור LWRs. זה כרוך טיפול בחומרים רדיואקטיביים מאוד, ייצור דו-חמצני טהור (התפשטות), ולהפחית את הפחתת המתקנים המסחריים אלה.

בנוסף, ייצור דלק FBR חייב להתמודד עם רמות גבוהות של פלוטוניום (20–30% בליבת, לעומת 5–7% בדלק MOX קונבנציונלי), זה דורש טיפול מרחוק, שילוב מתקדם ותהליכים מחוספסים, ובקרת איכות קפדנית כדי למנוע תאונות קריטיות.הדלק המתקבל הוא יקר - estimates מציעים דלק FBR יכול לעלות 5-10 פעמים יותר מאשר דלק LWRout.

ניוטרוניקה ועיצוב הליבה

תכנון הליבה FBR כדי להשיג יחס רבייה גדול יותר מ 1.0 (יחס של חומר חדש fissile המיוצרים על ידי זה נצרך) הוא תרגיל רב-מאזן רב-עדנה של ה-Nutron-מאזן-מאזן-מאזן-מאזן-היתר (מחייב לגרור את ה-Ricoltivance) ולהפחית את יחס הרבייה; מעט מדי יכול לפגוע באפקט קירור - במיוחד את ה-reactives (recatactive) של תפקוד יעיל יותר, כלומר, אם הוא לעתים קרובות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, שינוי יעיל של קירור יעיל יותר, כלומר, כלומר, יעיל יותר, יעיל יותר, יכול להפחית את התקני קירור יעיל יותר, אם הוא מסוגל להפחית את יעילות קירור יעיל יותר, אם הוא מסוגל להפחית את יעילות קירור יעיל יותר מדי, אם הוא יעיל יותר מדי, כלומר, כלומר, כלומר, אם זה יכול להפחית את יעילות הליבה של תפקוד יעיל יותר מדי, כלומר, יכול לעתים קרובות, אם הוא יעיל יותר, כדי להפחית את הפחתת יעילות קירור יעיל יותר מדי, אם זה יכול לעתים קרובות, כדי להפחית את יעילות קירור יעיל יותר, אם הוא יכול להפחית את יעילות קירור יעיל יותר מדי, כלומר, יכול לעתים קרובות, יכול להפחית את יעילות קירור יעיל יותר מדי, כדי להפחית את

יתר על כן, FBRs לפעול עם שוליות הדוקים על כוויות (כמות האנרגיה המופקת ליחידת דלק) כוויות גבוהות - 100 GWd / t - נדרשים לכדאיות כלכלית, אבל הם מדגישים את מדחיפת הדליקה והדלק. מחזורים כגון כוויות דלק דורש עשרות שנים של בדיקות אי-ודאות, אשר כמה מתקנים יכולים לספק נתונים ניסיוניים מניסויים כמו ATRS מתקדם בחיים לא בטוחים על ידי ארה"ב 60.

היפוצים הכלכליים והחמורים

עלויות הון גבוהות וחזרה בלתי בטוחה

העלות העליונה של FBR גבוהה משמעותית מזו של LWR בשל החומרים האקזוטיים, מערכות נתרן-קוטב, חילופי חום ביניים, ואת הצורך של צמח עיבוד דלק מקומי או אזורי. לדוגמה, Prototype Fast Breeder תגובה (PFBR), במקור עלות של כ-500 מיליון דולר, ראה עלות מוגברת מאשר הערכת אחריות ראשונית של חברות קטנות (Ricial) בסופו של דבר הפך לתוספת כספית (Bo-Fi) לאחר סיכון גבוה מדי, לאחר מכן, לאחר מכן, כמו גם עבור עלויות גבוהות מדי, לאחר מכן, כמו גם עבור צריכת אלכוהול (FIX) ומחיר סביר יותר מאשר מחיר גבוה יותר מאשר FIRFIX) ומחיר סביר יותר מאשר Frédix) ולכן הוא גבוה יותר מאשר מחיר נמוך יותר, בסופו של צריכת אלכוהול (F.

עלות גבוהה של חשמל (LCOE) הערכות עבור FBRs להשתנות נרחב, אבל רוב המחקרים מציעים כי הם 50-100% יקר יותר מאשר LWRs הנוכחי כאשר מימון עקיף ועלויות עיבוד מחדש כלולים. עקומת הלמידה עבור FBRs הוא תלולה: הראשון מסוגו (FOAK) עלויות הם עצומים, והשגת חיסכון Nth-of-of-a-kind ידרוש יחידות רבות - ובעיה מסחרית ללא עישון.

המונחים: reulatory Frameworks

לרוב הרגולטורים הגרעיניים יש ניסיון רב שנים של רישיון LWRs, אך אין סטנדרטים מבוססים היטב עבור FBRs. מסגרות רישוי חדשות חייבות לטפל:

  • (FLT:0) בטיחות אש נתרן: קודים וסטנדרטים עבור עיצוב מערכת נתרן, זיהוי דליפה ודיכוי אש הם פחות בוגרים מאלה של LWRs באמצעות מים.
  • (FLT:0) יחס פלוטוניום: דרישות אבטחה וחומרים הן מחמירות יותר עבור פלוטוניום, העלאת עלויות ועומסי פיקוח.
  • תכונות בטיחות בלתי פוסקות: FLT:1ulators חייב לפתח קריטריונים קבלה עבור מערכות בטיחות פסיביות (למשל, הסרת חום זרימת הדם הטבעית) השונה ממערכות פעילות.
  • (FLT:0) עיצוב סיסמי: FLT:1ir מערכות נוזל נתרן יש תגובות דינמיות שונות; מתודולוגיות סיסמית קיימות עשויות לדרוש הסתגלות.

הפחתת הסטנדרטים הבינלאומיים - באמצעות גופים כמו IAEA ו- Generation IV הפורום הבינלאומי (GIF) - יכול להפחית את השכפול, אבל התקדמות היא איטית. הרגולטורים הגרעיניים נוטים להיות שמרניים, ובעידן שלאחר-Fukushima, כל עיצוב חדש עומד בפני בדיקה אינטנסיבית.הזמן הרישוי עבור FBR חדש יכול בקלות לעלות על עשור, הוספת אי ודאות והרתעה של השקעות פרטיות.

סיכונים הפצתיים והתרחבות

מחזור הדלק של FBR כרוך בהתחייבויות נפרדות פלוטוניום, שהוא חומר כלי נשק ישיר.מדינות עם העשרה רגישה או עיבוד מחדש של יכולות להתמודד עם התחייבויות נוספות שאינן הפצת נשק.ההגנה הבינלאומית חייבת להיות מתחזקת לפקח על זרמי פלוטוניום ולזהות כל פיזור.מדיניות ארה"ב, למשל, התנגדה להפעלה מסחרית בשל חששות הפצת תפוצה, ביעילות למערכות של מערכות יחסים בינלאומיות, אך לא מחייבות את הגמישות תפעולית (R) כמו גם את ה-Ricerational Reproduction (אך ניסיון) של שירותי למערכות יחסים אלה, כמו גם את ה-RRAFinternational, כמו גם את ה-Rigital Energyeratives) ולא לספק פתרונות למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם אקטיביות, כמו אקטיביות, כמו למערכות יחסים עם למערכות יחסים עם למערכות יחסים בינלאומיות, כמו למערכות יחסים עם למערכות אבטחה מרובות, כמו אקטיביות, כמו אקטיביות, כמו אקטיביות, למשל, למשל, למשל, כמו אקטיביות, כמו אקטיביות, כמו אקטיביות, כמו אקטיביות, כמו אקטיבי

שיקולים סביבתיים ובטיחות

בזבזני ניהול ופרופיל "Breeder Waste"

הבטחה סביבתית מרכזית של FBRs היא שהם יכולים לשרוף אקטיניים ארוכים (למשל, פלוטוניום, americium, כוריום) מ LWR בילו דלק, צמצום נפח ו רעילות של פסולת שיש לאחסן באופן גיאולוגי יותר, מחקרים מראים כי מחזור של פלוטוניום ב FBRs מקטין את הזמן נשאר מסוכן ממאות שנים של נוזל עד כדי כך יעיל כדי כך, אשר פועל באופן יעיל.

המבקרים מצביעים על כך שמתקנים לעיבוד דלק ודלק הדליפו היסטורית את מכשירי הרדיו-הרדיונוקלידים אל הסביבה – למשל, בהאג ו-Sellafield – וכי טביעת הרגל של עיבוד הפחמן עשויה להסיט כמה יתרונות פסולת.עם זאת, טכניקות חלוקה מתקדמות והדבקה בפיתוח (למשל, עיבוד) במטרה להפחית את הזרמים ולשפר את ההתנגדות לתפוצה.

בטיחות מערכות Sodium-Cooled

פעילותו הכימית של סויום היא הדאגה הבולטת ביותר לבטיחות.שריפות סויום יכולות להיות אינטנסיביות, לשחרר סולמות תחמוצת נתרן וחשיפה של עובדים ל- alkaline סיבתיות.הדליפה והאש ב הכור של יפן, אשר סגרו את הצמח במשך יותר מעשור, הפגינו את הסיכונים התפעוליים.

עיצובים מודרניים משלבים שכבות בטיחות מרובות: פיטורים כפולים, מערכות שמיכות גז אינרטיות, וניקוז חירום.תכונות בטיחות עובריות, כגון זרימת דם טבעית להסרת חום עששת (כפי שהודגם ב- EBR-II במהלך מבחן אובדן לא מוגן של זרימה), מציעים נתיב למבצע בטוח לחלוטין.עדיין, להוכיח כי מערכות אלה יבצעו תחת כל תרחישים אמינים דורשות בדיקה מקיפה ואימות.

שכנוע הציבור ורצון פוליטי

אנרגיה גרעינית בוטלה בפני ספקנות ציבורית, אך FBRs עומדים בפני מכשולים נוספים בשל ה"חיק" של "השחיקה" והאגודה עם פלוטוניום (Plutonium) המונח "מרוץ מהיר" יכול לעורר פחד מפני הפצת נשק או תרחישי ההיתוך, למרות שעיצובי FBR המודרניים נמצאים בטוחים כמו LWRs מתקדמים. Misunders על התנהגות נתרן ותאונות העבר (Mjuticial), הם סמל פוליטי של סרטן נגד סרטן נגד רוקנר) של פוליטיקאים, או נגד סרטן נגד סרטן, או נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן, הוא סמל פוליטי, הוא סמל פוליטי, או רוקנר, הוא פוליטי, הוא סמל פוליטי, הוא היה בטוח, או נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד סרטן נגד ⁇ , 000.

להתגבר על האתגרים: הדרך קדימה

שיתוף פעולה בינלאומי ושיתוף ידע

אף אומה אחת לא יכולה לפתור את כל האתגרים הטכניים והכלכליים של אימוץ המוני FBR לבד.פורום הבינלאומי הדור הרביעי (GIF) מספק פלטפורמה לשיתוף פעולה R&D על כורים מהירים שנכללו ב- FBR (SFRs), המתמקדים בחומרים, דלקים, בטיחות ומודלים מתקדמים, כמו גם על בסיס נתונים של IEA, החל מתואם מחקרים מהירים ובדיקות מחזורי דלק - כגון הסכמי פיתוח BIR-60 (בשיתוף פעולה עם ממשקי פיתוח כורים) ו-US) של חברת MIR-ידי צוותים מתקדמים (R.

חומרים מתקדמים וייצור

פורצות דרך בחומרים מדע הן קריטיות. ODS פלדה, ⁇ סגסוגת ריבונית (למשל, molybdenum ו tungsten-based), סיליקון מורכב, ציפויים מתקדמים ציפויים הם תחת חקירה. ייצור אדקטיבית (3D הדפסה) יכול לייצר ערוצים מגניבים וחילופי חום עם יעילות רבה יותר, צמצום עלויות ולהוביל חומרים.

תגובה מהירה מודולרית (SMFR)

השדרה המבטיחה להפחית את העלות והסיכון של מעלה היא פיתוח של כורים מהירים מודולריים קטנים (SMFRs) בטווח 50-300 MWe. הגודל הקטן שלהם מאפשר ייצור המפעל, מערכות להסרת חום פשוטות יותר, ומאחורי גמישות.דוגמאות כוללות את Superphénix-derived Phénix, אך בקנה מידה קטן יותר, או עיצובים כמו התגובה המהירה (AFR) נחקרו ב-Argregilnexnbnbnbnbnbnatives יכול להפוך את הגישה מאובטחת עבור שירותי חשמל מתקדמים, ללא טיפול תרופתיים.

מדיניות וכלכלה

ממשלות חייבות לספק אותות מדיניות ברורים וארוכים למשיכת הון פרטי.

  • (ב) תמחור קרטבון 1 (FLT) או אשראי אנרגיה נקי ערך את התכונות הנמוכות של כוח גרעיני.
  • (ב) [15] ,2 ,2 ,2loan מבטיח ההרחבה 3 עבור פרויקטים ראשונים מסוג FBR.
  • (ב) ,0) ,9 נקודות זכות בלתי מוגבלות (בקיצור:0) למחזור דלקים משומשים, המשקפת את העלות של סילוק ישיר.
  • (ב) ,0) ,הרשיון של ה-FLT:1, עם אישור מראש של עיצובים סטנדרטיים ורישיונות מוקדמים של האתר.
  • (FLT:0) שותפויות ציבוריות-פרטיות (FLT:1) כדי לחלוק סיכון במפעלי ההפגנה, כפי שנראה עם תוכנית ההדגמה המתקדמת של הסוכנות לאנרגיה (ARDP).

בנוסף, שוק יציב של פלוטוניום ממוחזר (או דלק MOX) חייב להיות הוקם.ללא מסלולים טבעיים מובטחים עבור פלוטוניום מ LWRs, תמריץ לבנות FBRs פוחתים.

ניסיון וחוויה תפעולית

פעולה מתמשכת של דלק FBRs קיים - כגון BN-600 ו- BN-800 (כיום פועל על דלק MOX), PFBR של הודו (כיום במינוי), ו- CFR-600 של סין (תחת בנייה) - לספקים באספקת נתונים בלתי-נרוולת (Ricialed Data) אלה משמשים כפרויקט בדיקות עבור דלקים מתקדמים, תכונות בטיחות פסיביות, והליכים תפעוליים חדשים שעשויים להיות מעורבים עם מתקן פיתוח משותף (Ric) של ציוד דלק מסוג MEST) שעשוי להיות משולב (RIC) כולל מתקן אינטרנטי) כולל מתקן דלק משולב באמת מסוג MEST).

מסקנה

כורים מהירים נשארים הטכנולוגיה המוכחת היחידה המסוגלת להרחיב באופן דרמטי את משאבי הדלק הגרעיניים תוך צמצום הקרנות לטווח הארוך של פסולת.עם זאת המסע שלהם מהרעיון המבטיח לאימוץ המוניות הוא חסום על ידי חומרים טכניים, כלכליים, רגולטוריים וסוציו-פוליטיים.חומרים השוורדים סביבות קיצוניות, דלק יעיל לעיבוד, הדגמה בטיחותית, ומסגרות לא-תפוצה גלובליות הן כל החלקים של פאזלים, שצריכים להיות מקבץ, ולא לפתוח מחדש, אלא שיתוף פעולה אסטרטגי, ולא-פעולה, אלא-פעולה, ולא-פעולה, אלא-פעולה-פעולה-פוליטית, ולא-אקטיבית, ולא-אקטיבית, אלא-פוכה, לא-פעולה-אקטיבית, לא-פושת-אקטיבית, לא-אקטיבית, אלא גם כן, אלא-אקטיבית, אלא גם כן, לא-אקטיבית, אלא צמיחה-אקטיבית, לא-אקטיבית, לא-פוכה יעילה, אלא צמיחה-פוך-פוך-אקטיבית, לא-פוך-פוך-פוך-אקטיבית, אלא גם כן, לא-אקטיבית, לא-אקטיבית, לא-פעולה-פעולה-אקטיבית, אלא-אקטיבית-אקטיבית, אלא-אקטיבית

הצורך לפוצץ מערכות אנרגיה גלובליות, בשילוב עם הצורך הגדל לנהל פסולת גרעינית קיימת, יוצר דחיפות מחודשת לפיתוח FBR. עם מאמץ ממוקד - למידה מטעויות העבר, אימוץ עיצובים מודולריים, ומינוף ייצור מתקדם - FBRs יכול להתפתח ממקרינים הדגמה יקרים לתוך מרכיב מעשי, מדרגי של תערובת האנרגיה הנקיה.

(ב) ויקרא: "בְּהִנְּבְּבְהִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִי" (במדבר כ"ד)

  • (האגודה הגרעינית העולמית: 0) - תגובה מהירה של ניוטרון (Nourtron ReactorsveFLT:1)
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (הופנה מהדף US Department of Energy) - תוכנית הדגמות מתקדמת
  • (ב) [15] ,9.