המונחים: Uranium Sustainability

הביקוש לאנרגיה גלובלית ממשיך לטפס, וכוח גרעיני מציע מקור צפופה ונמוך של חשמל עומס בסיס.עם זאת הדלק המאלץ את רוב הכורים של היום - אורניום-235 - מייצר פחות מ-1% של אורניום טבעי טבעי המתרחשים אורניום.אוני אור אור (LWRs) רק חלק של אנרגיה זו, ומחק את 99% הנותרים כמו פריחת רגל מהירה (F2) מאתגרת את יכולת ייצור אנרגיה גרעינית, לעומת זאת, 000 שנים ארוכות טווח, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 זמן רב יותר מזה זמן רב יותר מאשר , 000 זמן רב יותר מזה זמן רב יותר מזה זמן רב יותר מזה זמן רב יותר מזה זמן קצר יותר מזה זמן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

מאמר זה בוחן את מכניקת הטכנולוגיה הצומחת במהירות, את ההשפעה הממשית שלה על השימוש באורניום, אתגרי הפריסה הנוכחיים, ואת התחזית של כלכלת גזע גלובלית.הדיון שואב נתונים מהאגודה הגרעינית העולמית וסוכנות האנרגיה האטומית הבינלאומית (IAEA) כדי לספק הערכה ריאלית של תפקידו של FBRs במשאב קיימות.

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

המונחים: Fast Neutron Spectrum

בכור תרמי קונבנציונלי, נויטרונים להאט - ממונו - על ידי מים או גרפיט כדי להגדיל את ההסתברות של פיזור אורניום-235. כורים גזע מהיר מתמוסס עם המנטר לחלוטין.תגובת שרשרת הפשפשים נמשכת על ידי צפיפות גבוהה אנרגיה, או "ארוחת" ניטרון שיכולה עם אורניום-238 כדי להמיר אותו לתוך ptonium-239, עוד פגומה של חוסר חמצן, אך גם כן, מאפשר קירור איטי.

המונחים: heart and Blanket Configuration

הליבה של FBR מכילה דלק תחמוצת חלקיקים מעורבת (MOX), תערובת של דו תחמוצת פלוטוניום ומדליק אורניום דו-חמצני. המקיף הליבה הזו היא שמיכה של חומר פורייה, בדרך כלל מרוקן אורניום-238 (מגלוי זנבות מועשרים) או לפעמים thorium-232. ערפיליות מהירות דולפות מהמרכז לתוך השמיכה נתפסות על ידי אורניום-238, אשר לאחר מכן לעבור את אותו כור גרעינים כדי להיות מחוסם חדש כדי לדלקת לתוך מחזור מהיר.

עקבו אחרי Ratio and Doubling Time

מדד המפתח הוא יחס הרבייה - כמות החומר המפחיד המיוצר על ידי כמות הנצרכת.יחס גדול מ 1.0 אומר שהכור יוצר יותר דלק מאשר הוא נשרף. עיצובי FBR המוקדמים השיגו יחס של 1.2 עד 1.4. "זמן העודף" מתייחס כמה זמן זה לוקח לצבור מספיק חומר פיצי נוסף כדי להתחיל כור זהה.

כיצד FBRs משפיע על משאבי אורניום?

שיפור דרמטי של Uranium Utilisation

כור תרמיים ארעיים כוויות כ-0.5–1% מהפוטנציאל האנרגיה באורניום המיוכל. השאר נשאר בדלק המבוזבז כ-238 אורניום, אלמנטים טרנסאורניים ומוצרים של משקעים.על ידי המרת אורניום-238 לפלוטוניום ולאחר מכן ניתוק כי פלוטוניום, FBRs יכול להפיק כ-60–70% מהאנרגיה הכלולה במקור או זה מייצג 100-A יעיל ל-A.

חיים מורחבים של מילואים ידועים

כיום, משאבי אורניום מזוהים של ימינו בסך הכל כ-1.6 מיליון טון, מספיק כדי לדלק צי של בני אדם נוכחי במשך כ-90 שנים בשיעורי הצריכה הנוכחיים.עם FBRs, כמות האורניום יכולה לספק דלק במשך יותר מ-5,000 שנים, בהנחה שתהליכים ומחזור מחדש ייושמו באופן מלא יותר, יתר על כן, פיקדונות נמוכים יותר ואורניום ממים ימיים הופכים להיות בעלי יכולת כלכלית כאשר אחד לעשרות אורניום טבעי יכול להניב עשרות פעמים פחות דחיפות לצמצום של ריכוזים חדשים.

השפעה על Mining and Environmental Footprint

הביקוש מופחת אורניום חדש מתורגם ישירות לתוך שיבוש קרקע קטן יותר, צריכת מים נמוכה, ופחות זנב רדיואקטיבי הדור של כריה ו- מילימטר.השינוי ל- FBRs ולכן לא רק להאריך את זמינות המשאבים אלא גם להפחית את הנטל הסביבתי של מעלה של מחזור הדלק הגרעיני. בשילוב עם עיבוד מתקדם, FBRs מאפשר מחזור כמעט סגור שבו נפח של פסולת ברמה גבוהה הדורשת סילוק קבוע מופחת על ידי 10 גורמים מהירים יותר, או יותר, ירידה מהירה יותר.

מעגל הדלק סגור: עיבוד ומחזור

איך דלק הופך שוב לדלק

במחזור דלק סגור, לאחר חומר השמיכה וכמה דלק ליבה משתחררים מ-FBR, הם נשלחים למפעל עיבוד מחדש.שם, פלוטוניום ואורניום מופרדים ממוצרים של קשקשים באמצעות תהליכים כמו PUREX (plutonium-uranium) הם מעורבים עם אורניום מרוקן כדי ליצור דלק טרי מ-MOX עבור FalIX (מעגל אלומיניום) ניתן לשמור על מחזור אורניום מתקדם עם מחזור הדם מחדש.

למרבה הצער, צרפת, רוסיה, יפן ובריטניה הפעילו עיבוד מסחרי של עשרות שנים, בעיקר עבור דלק LWR. Extending כי תשתיות לתמיכה ב-FBRs הוא לוגי, אם כי הון-רגיש, השלב הבא.IEA תומכת במחקר לטכנולוגיות "השתתפות ועברה" שיפחיתו עוד יותר פסולת ארוכה על ידי הפרדה של קטינים ושורפים אותם בכורים מהירים.

ניכוי פסולת גרעינית

אחד היתרונות המשכנעים ביותר של FBRs הוא היכולת שלהם לשרוף את האלמנטים הטרנסאוריטניים של ימים ארוכים (plutonium, americium, curium) השולטים הרדיוקסיות לטווח ארוך של דלק ביל מ LWRs. על ידי שוב ושוב מיחזור של אלה איזוטופים קבועים בשפעת נויטרונים מהירה, הם מכווצים לתוך מוצרים קצרים יותר של קשקשים זה מאות שנים כדי להפחית את המרחק הטבעי של צריכת חום.

מדינות עם גידול של פלוטוניום אזרחי נפרד - כגון בריטניה ויפן - ראו FBRs כדרך להפוך חבות יקרה לנכס אנרגיה.רוסיה כבר החלה לטעון דלק MOX המכיל פלוטוניום מפירוק ראשי נפץ גרעיניים לתוך הכור המהיר BN-800 שלה, המדגים את היתרונות הכפולים של צמצום הפסולת והמשכת משאבים.

אתגרים וקונסטרינטים

היפוצים הטכניים

הפעלה עם נויטרונים מהירים וסוליום נוזלי מציג אתגרים הנדסיים ייחודיים.סויום מגיב נמרצות עם מים ואוויר, הדורש לולאות מורכבות של שינוי חום ביניים למניעת מגע.הכלי והפיפון חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות והפגזה נויטרונים לאורך עשרות שנים. חומרי קליטה דלק שנאבקו בנפיחות ובחילוץ עדיין נמצאים תחת פיתוח.

אחריות כלכלית

כור גזע מהיר יותר יקר באופן משמעותי יותר לבנות מאשר LWRs.ההון עלות לקילווואט-שעה יכול להיות גבוה יותר מ -30-50%, בעיקר בשל מערכות נתרן, חומרים מיוחדים, ואת הצורך במפעל על-אתר או סמוך לעיבוד חוזר.עבור גידול של אנרגיה אורניום, יש להגדיל את כמות גבוהה מספיק כדי להצדיק את ההשקעה הנוספת ב- HIV, אם יש ירידה משמעותית במחירי אורניום, אם כי יש להגדיל את כמות גבוהה יותר של מספר מוגבל של צריכת אנרגיה גבוהה יותר של היום, אם כי הוא גבוה יותר של אנרגיה גרעינית, אם כי יש להגדיל את המחירים של 1F גבוהה יותר, אם כי הוא גבוה יותר, אם כי הוא גבוה יותר, אם כי הוא גבוה יותר של צריכת אנרגיה גבוהה יותר, אם כי הוא להגדיל את המחירים של אנרגיה גבוהה יותר, אם כי הוא להגדיל את המחירים של אנרגיה גבוהה יותר, אם כי הוא גבוה יותר, אם כי הוא להגדיל את כמות גבוהה יותר, אם כי הוא להגדיל את המחירים של אנרגיה גרעינית, אם כי הוא גבוה יותר, 000 גבוה יותר, אם כי הוא להגדיל את המחירים של אנרגיה מתחדשת גבוהה יותר של אנרגיה גבוהה יותר, אם כי יש להגדיל את כמות גבוהה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר של אנרגיה גבוהה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, 000 גבוה יותר, אז להגדיל את כמות

סיכון הפצה

FBRs ומתקנים לעיבוד הקשורים שלהם להתמודד עם פלוטוניום בצורת נפרדת, אשר מעלה חששות הפצת. plutonium נפרד ניתן להשתמש בנשק גרעיני אם להסיט או נגנב. טכנולוגיות מתקדמות לתהליכים מתקדמים הגדלה המונעת על ידי התפוצה שמונעים פלוטוניום מעורב עם איזוטופים אחרים נמצאים תחת פיתוח, אבל הם מציגים מורכבות נוספת ועלויות.

תוכניות FBR וסטטוס

רוסיה: המנהיג במבצעי תגובה מהירים

רוסיה יש את תוכנית הכור המהיר הפעילה ביותר.The BN-600, כור מהיר נתרן (SFR) עם יחס רבייה של -0.8-1.0, פועלת באופן אמין מאז 1980 במפעל הגרעיני Beloyarsk (BN-800 גדול) עם טיפול גידול מלא של מכונית דלק בשנת 2016 והוא מורשה להשתמש הן דלק דלק ו- אורניום-plutonium הוא כעת ממוקד של רוזה-1, אשר תוכנן בשלב זה של דלק מהיר, כמו גם הוא בשלב הבא של Rvt מופעל על ידי חברת דלק, והיא מופעלת דלק, והיא מופעלת דלק, והיא מופעלת מוקדם יותר מ-R.

הודו: להתמקד בטוריום ובאורניום יעילות

בהודו יש עתודות אורניום מוגבלות אך שפע של thorium.תוכנית הגרעין תלת-שלבית שלה חוזה PHWRs בשלב ראשון, השני-שלב FBRs, וכורים של השלב השלישי של השלב השלישי.הפרוטיפ מהיר Breeder Reactor (PFBR), יחס של 500 MWe SFR נבנה ב Kalpakkam, צפוי להשיג תוכניות קריטיות בקרוב לבנות מספר כפול של Fon-F4xn) ו-RH יהיה בסופו של טיפול דלק מהיר של MPFF (R) כדי להציג את היכולת של RLT יותר מ-RHV) כדי לייצר דלק מהיר של MPFFHV2XL יותר מ-RHV2 XVIX) כדי לייצר דלק במהירות גבוהה יותר מ-RHV2FHV) כדי לייצר דלק במהירות גבוהה יותר מ-RHVHV.

סין: התרחבות אגרסיבית

סין מפעילה שני כורים מהירים ניסיוניים: ה-CEFR (התגובה הסינית המהירה, 65 MWe) והיא מפתחת את הכור ההדגמה CFR-600.CFR-600 שואפת ליחס רב של 1.1–1.2 ותהווה את הבסיס לצי מסחרי.סין גם שיתפה פעולה עם רוסיה על עיצוב BN-800 ומנסה להשיג את המושגים המהירים שלה, בהתחשב בעדיפות המהירה של סין להגדלת אנרגיה מהירה, 20BR, יש מטרה אסטרטגית של 20BR.

יפן, דרום קוריאה ואירופה

אב הטיפוס של יפן מנגו (280 MWe) סבל מעיכובים טכניים ורגולטוריים ונסגר לצמיתות בשנת 2017.עם זאת, יפן שומרת על יכולות R&D והערכה של עיצובים עתידיים SFR. דרום קוריאה הפעילה את עבודת העיצוב המושג KALIMER-600 אך אין תוכניות בנייה מיידיות.באירופה, ASTRID של צרפת (התגובה הטכנולוגית המתקדמת לפירוק תעשייתי) הופסקה כיום בשל מגבלות המחקר ה-Fular של ה-F.

האם לגולשים מהירים יש תפקיד?

Synergy עם תגובה מודולרית קטנה ודלקים מתקדמים

כורים מהירים מודולריים (SMFRs) מפותחים במטרה להפחית את עלויות ההון באמצעות ייצור המפעל ומערכות בטיחות פשוטות יותר.דוגמאות כוללות את PRISM GE-Hitachi (Power Reactor Innovative Smallמודול) ואת מערבינגהאוס מוביל תגובה מהירה תגובה מהירה.אם עיצובים אלה יכולים להשיג שוויון בעלויות עם LWRs תוך שמירה על יכולת הרבייה, הם יכולים להאיץ את הפריסה בתאונות דרכים לדלקתיות ולשיפור של חום ויתרונות גבוהים.

העניין הגדל בגישות "כלכלת משק הדם" לכוח גרעיני – שבו הדלק השקיע הוא משאב ולא פסולת – מבשרים היטב עם טכנולוגיית FBR.TheFLT:0ITER היתוך פרויקט 1 הוא עשרות שנים הרחק ממסחר, כך מגדלים מהירים מטושטשים מייצגים את האפשרות המעשית הקרובה ביותר עבור אנרגיה נקייה כמעט ללא תשלום ממאגרי דלק קיימים.

מדיניות וצרכים מוסדיים

מימוש היתרונות של קיימות המשאבים של FBRs דורש יותר מטכנולוגיית כור.זה דורש תשתיות מחזור דלק משולב: עיבוד צמחים, מתקני ייצור MOX ומפעלי הטיהור פסולת, כל אלה הפועלים תחת תקני בטיחות ואבטחה מחמירים.ממשלות חייבות לספק מדיניות ארוכת טווח יציבה, כולל תמחור פחמן או אשראי אנרגיה נקייה, כדי להפחית את העלות הגבוהה ביותר של מגדלי שיתוף פעולה בינלאומיים על נזק רגולטוריזציה, אמצעי הגנה, ופעולות ביטוחי דלק עלולות, לעזור להשקעות ניהול סיכונים.

פוטנציאל הפחתת הפסולת ברמה גבוהה של FBRs אטרקטיבי במיוחד עבור מדינות עם גדול מורשת מובזבזת ממציאים דלק.לדוגמה, ארה"ב יש יותר מ 80,000 טון מטרי של דלק מאוחסן באתרי כור; פריסת כוויות מהירות (המומחים עם יחסי הרבייה:0) של תוכנית התגובה המתקדמת של אנרגיה, 1FLT, כולל מושגים מהירים בין הטכנולוגיות הנתמכות.

מסקנה: גשר לקיימות האולטימטיבית?

כורים מהירים אינם כדור קסם לכל האתגרים באנרגיה גרעינית, אך הם האפשרות הבוגרת ביותר מבחינה טכנית לשיפור דרמטי של משאבי אורניום.על ידי חשיפת האנרגיה באורניום-238, הם הופכים את מה שבזבז כיום לדלק, מרחיבים את בסיס המשאבים היעיל על ידי פקודות של גודל.הם גם להפחית את נפח, הרעילות וסילוק של פסולת ברמה גבוהה, להקל על הנטל על מאגרי הגלוגים הגיאולוגיים.

המכשולים העיקריים נשארים עלויות כלכליות ומוסדיות.הון הגבוה, הצורך בעיבוד תשתיות, ודאגות ההתפשטות האטו את הפריסה לזחול מחוץ לרוסיה והודו, אך ככל שהמחירים אורניום בהכרח עולים והלחץ לדה-פחמימים גדל, היעילות הטבועית של FBRs הופכת להיות אטרקטיבית יותר.עם התמיכה הנכונה במדיניות והנדסה מתמשכת, כורים מהירים יכולים בסופו של דבר להפוך את מחזור הדלק הגרעיני העולמי ממודל שפעם נסגר לכדי להבטיח לולאה, כדי להבטיח אנרגיה יציבה, כדי להבטיח שתפתחת, כדי להבטיח שתפתחת קיימא.