הקדמה: חדש Paradigm לאנרגיה ומחסן

ככל שהמעבר לאנרגיה העולמית מאיץ, הצורך בכוח עומס בסיסי אמין ונמוך מעולם לא היה גדול יותר. השמש והרוח ממשיכים לעלות במהירות, אך ההתערבות הטבועה שלהם יוצרת דרישות דחופות לאחסון אנרגיה בקנה מידה גדול. בעוד סוללות, הידרוד מושב, ומימן לעתים קרובות דנים, כוח חזק ולעתים קרובות מתעלמת, הוא כור אחסון מהיר יותר (FBR).

הבנה מהירה של תגובה מהירה

כורים מהירים מייצגים צעד אבולוציוני גדול בטכנולוגיית היקומים הגרעיניים.בניגוד לכורים קונבנציונליים של אור מים (LWRs) שמשתמשים בננות בינוניות (נמוכות) כדי לקיים את תגובת שרשרת עם אורניום סימטרי-235 (U-235, כ-0.7% של אורניום טבעי), FBRs פועלים באמצעות נויטרונים מהירים.

שתי תצורות עיצוב עיקריות שולטות בפיתוח FBR: סוג הבריכה ו-Lou-type. בכור מסוג הבריכה, הליבה כולה, המשאבה העיקרית, וחילופי חום מוזנים בבריכה גדולה של קירור נתרן נוזלי.המחצבה מסוג לולאה-סוג צינורות הנזילים של ה- LR-4C) ה- LR2, כלומר, באופן משמעותי, הוא יעיל להחלפת חום חיצוני.

כורים מהירים מסווגים לעתים קרובות על ידי יחס הרבייה שלהם (BR) - היחס של אטומים fissile המיוצרים לאטומים fissile נצרך. A BR גדול יותר מ 1.0 מציין גידול נטו. FBRs מוקדם כמו Phénix הצרפתית (250 MWe) השיגו BR של כ-1.16, בעוד עיצובים מודרניים עבור BR בטווח של 1.2 עד 1.4.

כמה מהר מגיב ברדר משפיע על אחסון אנרגיה

הקשר בין כורים מהירים לאחסון אנרגיה אינו ברור באופן מיידי, אך הוא עמוק. FBRs לתרום פתרונות אחסון אנרגיה בכמה דרכים נפרדות: על ידי מתן מקור חשמל צפוף, מתמשך שניתן למזג עם אחסון תרמי; על ידי כך מאפשר ייצור של חברות אנרגיה ממריצים כמו מימן; ועל ידי ייצוב רשתות עם חדירה גבוהה של משתנים מתחדשים.

Powerload Power as a Storage Enabler

מערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול - בין אם מוחזר הידרו, אוויר דחוס, או סוללות בקנה מידה רשת - הם בדרך כלל בגודל לאחסון אנרגיה במשך שעות עד ימים. הם דורשים רשת יציבה כדי לטעון מ כורים מהירים, פועל באופן רציף בגורמים בעלי יכולת גבוהה (90-95%), לספק כי עומס בסיס יציב זה מאפשר מערכות אחסון להיות מואשם ממקור פחמן נמוך אפילו כאשר מתחדשים אינם מייצרים, כי הם יכולים למעשה לשלוח אנרגיה מתחדשת, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כדי להגדיל את רמת חום גבוהה, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך, כך,

שילוב אחסון אנרגיה

חום עתירי גבוה המיוצר על ידי FBRs (באמצעות נוזל נתרן קירור) ניתן לעטוף ישירות עם אחסון אנרגיה תרמית (TES) מערכות.טכנולוגיות כגון אחסון מלח (מדומה לזה המשמש בתחנות כוח השמש ריכוז) יכול לאחסן חום בטמפרטורות מעל 500 מעלות צלזיוס במשך שעות או אפילו ימים. על ידי שילוב מערכת אחסון FBR יכול להפעיל את הכור שלה בהתמדה בעוצמת מלאה, בעוד שכוח יחיד הוא מסוגל לספק חשמל אחד עם כוח ייחודי של כוח כדי לספק כוח אחד.

ייצור הידרוגן כ- Chemical Storage

כורים מהירים הם מועמדים מצוינים לייצור מימן בקנה מידה גדול, שהוא צורה אטרקטיבית במיוחד של אחסון אנרגיה כימית עבור יישומים לטווח ארוך (עונה) עבור מפגעים קשים עד-ממד, כגון פלדה והובלת כבדה.החום הלולאה בטמפרטורה גבוהה וחשמל מ- FBRs יכול לשמש מחזורי מים גמישים (למשל, מחזורי מים סגסוגת חשמלית גבוהה יותר מאשר מחזורי חשמל היברידיים).

רשת: Grid Stability and Backup Power

ברמת הרשת, כורים מהירים תורמים לאחסון אנרגיה על ידי מתן אינרציה סינתטית ותגובה מהירה תדר.מודרני נתרן-הסומל המוטבע FBRs יש מכונות רוטט גדולות (pumps, טורבינות) שיכול לספק תגובה לא רצויה, בנוסף, כמה עיצובים משלבים אחסון אנרגיה תרמי שניתן לשחרר בתוך שניות באמצעות טורב נפרד או הזריקה ישירה.

יתרונות מרכזיים של תגובה מהירה Breeder לאחסון אנרגיה

היתרונות של כורים צמחיים מהירים מרחיבים מעבר לדור חשמל פשוט ומגע על קיימות, ניצול משאבים וניהול פסולת, אשר כולם מחזקים את תפקידם באסטרטגיות אחסון אנרגיה מקיפים.

  • (FLT:0) צפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר של אינפרא-טיינס: ההרחבה 1 (FBR יחיד מייצרת ג'יגה-וואט של כוח תרמי מנפח של דלק לא גדול ממספר מטרים מעוקבים.זה אומר כי כמות קטנה של אורניום מוקש (או thorium) מניבה כמויות עצומות של אנרגיה, צמצום הצורך בכריית דלקות ותשתית אחסון אנרגיה.
  • (FLT:0)פלול-ספיקות וקיימות: ⁇ FLT 1:1 כי FBRs לייצר דלק מ-238 או thorium בשפע, הם יכולים לפעול במשך עשרות שנים ללא צורך בהעשרה אורניום חדשה.זה מפחית באופן קיצוני את הפגיעות לשיבושים באספקת דלק - יתרון מפתח עבור מדינות המבקשות עצמאות אנרגיה.
  • (FLT:0) צמצום הפסולת המחודש: FLT:1 כורים מהירים יכולים לשרוף את איזוטופים טרנס-אורניים (בעיקר פלוטוניום וקטיניסטים קטנים) המהווים את עיקר רדיואקטיביות ארוכת טווח בדלק גרעיני שהושקע על ידי FLT:2 סוכנות האנרגיה האטומית הבינלאומית (EA) 3.
  • (FLT:0) יציבות רשת והחזקה: ההרחבה: ההרחבה: VisFLT:1 כפי שנדון, FBRs יכול להיות מתוכנן לטעון לעקוב ולספק תגובה לא רצויה.עם אחסון תרמי משולב, הם יכולים לשנות את תפוקת החשמל כדי להגיע לתקופות ביקוש שיא.זה הופך אותם שותפים אידיאליים עבור מתחדשים לסירוגין, ביעילות לספק יכולת אחסון לטווח ארוך ללא צורך בחוות מסיביות.
  • הפוטנציאל של FLT:0 התחדשות פוטנציאל: FLT:1 FBRs יכול לספק חום עתיר גבוה לתהליכים תעשייתיים, חימום מחוזי, פלנציה, וייצור מימן.גמישות זו מאפשרת צמח גרעיני אחד לשרת וקטורים אחסון אנרגיה מרובים בו זמנית, למקסם את הערך של ההשקעה הראשונית.

אתגרים ומגבלות

למרות ההבטחה שלהם, כורים מהירים עומדים בפני מכשולים בלתי ניתנים לעצירה, אשר הגבילו את הפריסה המסחרית שלהם עד כה, הבנת האתגרים הללו חיונית להערכה ריאלית של תפקידם במערכות אחסון אנרגיה עתידיות.

מורכבות טכנית ועלויות הון

כורים מהירים הם בין הפרויקטים ההנדסתיים המורכבים ביותר שנעשו אי פעם.שימוש בסויום נוזלי דורש מערכות טיפול מתוחכמות כי נתרן מגיב באלימות עם מים ואוויר.טמפרטורות תפעול גבוהות דורשות חומרים מתקדמים (למשל, פלדה מיוחדת וסגסוגת) אשר יכול לעמוד בפני קריסת נייטרון וקורוזיון מעל עשרות שנים.

בטיחות ושגשוג

בעוד FBRs בטוחים מטבעם בשל מהירויות שליליות של רִיק (אובדן של קירור להפחית את הפעילות מחדש בעיצובים רבים), ה-Sodium מגניב מציג סיכונים ספציפיים. Sodium דליפות יכול לגרום שריפות; פריצת צינור אדים יכול להוביל לתגובות נתרן-מים כי לייצר מימן-החלודה מתקדמת תכונות עיצוב כגון פירעון כפול ומערכות גזרטיות לצמצום הסיכונים האלה, אך הם מוסיפים את ה-Flowing 2, בנוסף ל-Flowives, 000, 000, 000, כולל את ה-Flowervate, 000, 000, כולל את ההשפעות של רכיבי ליבה של ציוד ניקוי יעיל יותר, אך ורק ל-FD2, כולל .

תשתיות דלק

כדי לנצל באופן מלא את יכולת הרבייה, FBR דורש מחזור דלק מתוחכם הכולל מחזור (מעבד) של דלק בילה כדי לחלץ פלוטוניום וחומרים אחרים פיציל.הצמחים היחידים בקנה מידה מסחרי של דלק FBR קיימים ברוסיה (Ozersk) והודו (Kalpakkam) מבנים כאלה הם הון-רגישים יותר, כמו כן, את ה-FBR-Ric-Ricol-Ric-Ricol-Ric-Ric-Ric-Fercars-Ric-Ric-Fercar-Ric-Ric-Ricol-Ric-Ric-Ric-Ric-Ricol-Fer, אך דורש רק צמצום הפחתת כמות השפכים של פסולת מהירה.

קבלה ציבורית ושיקום הידרדר

התפיסה הציבורית של כוח גרעיני נותרה מעורבת, לעתים קרובות מוצפנת על ידי תאונות באי Three Mile, Chernobyl ו Fukushima.למרות FBRs מתוכננים עם שכבות מרובות של בטיחות, המילה "גרעיני" עדיין מעורר דאגה. גופם של גופים רגולטוריים במדינות רבות ללא ניסיון עם רישיון FBR, המוביל לתהליכים ביקורת ממושכת.לדוגמה, לועדת ה- Regulatory של ארה"ב עדיין אין מסלול מורשה מאז פריסת שתן, מאז שוחררהורינר, החל מ-BRer, אשר בוטלה, החל מ-Regance Act.

פיתוחים גלובליים ופרויקטים מובילים

כמה מדינות רודפות באופן פעיל טכנולוגיית כור גזע מהירה, תוך הכרה בחשיבותה האסטרטגית של אבטחת אנרגיה לטווח ארוך וצמצום הפסולת.

  • רוסיה:0.רוסיה: ⁇ 1 (רוסיה: ⁇ ) רוסיה מובילה את העולם בחוויה התפעולית של FBR עם BN-600 (600 MWe, Pool-type, sodium-cooled) בבלוארז, הפועל מאז 1980.ה-BN-800 הגדול (880 MWe) התחיל לפעול מסחרית בשנת 2015 והוא חלק מרכזי של הפגנת דלק סגורה של רוסיה גם מפתחת את ה-BRODCen-RUSBERC.
  • (FLT:0) India:veFLT:1 בהודו יש תוכנית גרעין תלת-שלבית שנבנתה סביב FBRs. 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) ב Kalpakkam הוא קרוב למינוי, עם תוכניות לעוד שש FBRs עד 2030.
  • סין:0 China: EmveFLT:1 יש סיני תגובה מהירה ניסיונית (CEFR, 20 MWe) פועל מאז 2010, והוא בונה את התגובה המהירה הסינית (CDFR, 600 MWe).
  • צרפת ויפן:0 (FLT) צרפת הפעילו את ה- Phénix (1974-2010) ו- Superphénix (1996-1998) כורים, וממשיך את R&D באמצעות ה-FLT:2CEAOVAFLT 3: 3 של יפן (הכוונר של יפן) התמודדו עם בעיות קבלה טכניות וציבוריות, אך יפן ממשיכה להמשיך במחקר FBR באמצעות שותפויות בינלאומיות.
  • (FLT:0) ארצות הברית: ⁇ FLT:1 (ארה"ב ביטלה את פרויקט הנהר הקלינץ שלה ב-1983, אך תומכת בפיתוח כור מתקדם באמצעות תוכניות כמו FLT:2 Advanced Reactor Demonstration Program (ARDP)cioFLT:3, הכולל מימון עבור הכור נטוריום - כור אחסון מהיר עם אחסון מלוט, שעוצב על ידי טרה סגולה ו-Fchi הוא בבירור תכונות של אחסון של טרה-ידי אחסון.

Future Outlook: Fast Breeder Reactors as a Storage Platform

התפקיד של כורים מהירים באחסון אנרגיה גלובלי צפוי לגדול כצורך של כוח מוכח, אפס פחמן אינטנסיביים.כמה מגמות מצביעות בכיוון זה.ראשון, העלות המידרדרת של מתחדשים הופכת את יכולת ההנעה של מימן בעל ערך גרעיני, לא פחות. תרחישים גבוהים של דלק גבוה דורשות כוח גיבוי עבור מספר רב של פיות סולאריות ורוח, ו-F עם אחסון תרמי יכול לספק סולמות חום עונתיות, כלומר, רק על ידי חום זמני, נמוך יותר, כלומר, הוא לספק רמה שנייה, חום, כלומר, חום, חום זמני, נמוך יותר, הוא מסוגל לייצר כמות גבוהה יותר, חום, חום, חום, חום, חום, חום, הוא נמוך יותר, הוא נמוך יותר, הוא מסוגל לספק, כלומר, כי הוא מסוגל לייצר כמות גבוהה יותר, חום, חום, נמוך יותר, נמוך יותר, נמוך יותר, טמפרטורות גבוהה, טמפרטורות גבוהה יותר, טמפרטורות גבוהות יותר, חום, חום, נמוך יותר, חום, חום, הוא יכול לספק, נמוך יותר, טמפרטורות מהירות גבוהה, כי הוא יכול לספק, 000 זמן גבוהה יותר, 000 זמן גבוהה יותר, 000 זמן גבוהה, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן, 000 זמן קצר יותר, 000 זמן גבוהה, 000 זמן, 000 זמן, 000 זמן גבוהה, 000 זמן,

עם זאת, פריסה נרחבת תדרוש מחקר מתמשך, הפחתה בעלויות ומסגרות מדיניות תומך.פורום הבינלאומי Gen IV פועל על הסמכה של עיצובי FBR, ו- IAEA לתאם שיתוף ידע.ההחלטה האחרונה של TerraPower להמשיך עם מפעל נטוריום ביומינג (עם מבצע מתוכנן 2028) מסמן מחויבות פרטית משמעותית להפיכה FlingsBR עם אחסון מוצלח, זה יכול להיות זרז עוד השקעה.

לסיכום, כורים מהירים אינם רק תחנות כוח; הם פלטפורמות אנרגיה שיכולות לייצר, לאחסן ולהפוך אנרגיה לצורות מרובות של עוקץ.היכולת שלהם לייצר דלק, לשרוף פסולת, ולשלב עם אחסון תרמי וכימיקלי הופכת אותם כלי ייחודי עוצמתי עבור לנטרל את מערכת האנרגיה העולמית. בעוד אתגרים נשארים, ההתכנסות של בגרות טכנולוגית, אקלים, ואבטחת אחסון מציע כי FBRs יהיה משחק חיוני, אם הוא יהיה מסוגל לשלב במהירות, אם זה יהיה מעורבב את התפקיד הבינלאומי.