כורכור מהיר (FBRs) מייצג מעמד של טכנולוגיה גרעינית שיכולה לעצב מחדש את הנוף האנרגיה הגלובלי.על ידי המרת חומרים פורייה בשפע כמו אורניום-238 ו thorium לדלק פישל בעת ייצור כוח, כורים אלה מציעים מסלול לאספקת דלק כמעט ללא תשלום וצמצום פסולת דרסטי.

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

כור גזע מהיר הוא סוג של כור גרעיני אשר מקיים תגובת שרשרת באמצעות (FLT:0fast neutrons) מהגדרת כור גרעיני 1 -neutrons כי לא היה להאט על ידי מתווך אור ארומטי (LWRs) להשתמש בדלק איטי יותר (שני) צינורות, אשר הם יעילים הרבה יותר בפיזור אורניום, אבל 235 ב- הסתברות גבוהה יותר ב- 2Ricustium 2, 000) כי הוא גם כן יכול להשתמש ב-fton2 ליטרים אחרים, 000 גבוה יותר מאשר ניגודים (Futon-fronicus) או יותר).

רוב FBRs היום מגניב על ידי מתכות נוזליות - בדרך כלל נתרן, אבל גם להוביל או מוביל-bismuth eutectic - כי הקרירים האלה לא בינוניים (לא כמו מים) ויש להם תכונות מתקדמות להעברת חום.הטכנולוגיה הבוגרת ביותר הוא כור גרעינים דו-קוטב (SFR), עם עשרות שנים של ניסיון תפעול מניסויים ויחידות אחרות תחת פיתוח רחב (Ricol) מכיל בדרך כלל כור גרעיני (Lol) ו-Lol) הוא חומר מוצק (Ricol) הוא בעיקרומטרה) עם קומפקטי (Ricol) הוא כור גרעיני מהיר).

פיתוח היסטורי ודוגמאות מפתח

הכור המהיר הראשון, קלמנטין, המופעל בלוס אלמוס בשנת 1946.מאחר כך, כמה מדינות נבנות ופעלו את FBRs.ה- BN-350 של ברית המועצות (1973–1999) בקזחסטן היה הכור המהיר הראשון מסוגו, אשר היה בשימוש בעיקר עבור desalination ו- BN-600s), אך הוא היה פעיל ב- BN-BN-600 ו-BN-800s (האחרון התפעולי) אשר היה פעיל כיום ב-Fürreamed France, אך הוא הפעיל את ה-R.com, אשר היה פעיל ביותר, אשר היה פעיל ב-R.com, אך הוא ה-R.com, אשר היה פעיל ב-R.com, אך הוא ה-R.com, אשר היה פעיל ב-R.com, אשר היה פעיל ב-R.com, אך ורק ב-R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R

תהליך הגילוח מסביר

כדי להבין מדוע FBRs הם ייחודיים, יש להבין את הכלכלה נויטרונים.ב- LWR קונבנציונלי, כל פיסת אורניום-235 משחרר בממוצע 2.4 נויטרונים. אחד נויטרונים נדרש כדי לקיים את תגובת שרשרת, והיתר נספגים בחומרים מבניים, אבודים כדי להדליף, או נתפסים על ידי חומר פורייה.

המרה הפורייה-ל-פיסולית פועלת כדלקמן: אורניום-238 (איזוטופ הנפוץ ביותר באורניום טבעי, ב 99.3%) סופגת נויטרונים מהירים כדי להפוך אורניום-239, אשר בטא-המוניות ל-Neptunium 239 ולאחר מכן כדי לספוג את ה- pyonium-239 (חצי חיים בערך 23 דקות ו-2.4 ימים בהתאמה).

הליבה של FBR בדרך כלל משתמשת דלק תחמוצת מעורב (MOX: תערובת של דו תחמוצת פלוטוניום ומדפי אורניום), למרות דלקי מתכת ודלקי carbide נבדקו גם.הפלוטוניום עבור טעינה ראשונית חייב לבוא מדלק LWR מעובד או ממפעלי ייצור ייעודיים - ולכן תוכניות לאומיות רבות מהר-עצב משולבים בקפידה עם תשתיות reprocessing.

היתרונות של תגובה מהירה Breeder עבור קיימות

יעילות הדלק

LWRs לחלץ פחות מ-1% מהפוטנציאל באנרגיה באורניום ממוקשים.על ידי כך שאפשרה מחזור חוזר ושימוש ב- אורניום-238, FBRs יכול להגדיל את ניצול זה בסביבות 60–80%.זה לבד מפחית את טביעת הרגל כריית אורניום ומרחיב את אספקת הדלק המעשית במשך מאות שנים, אפילו בשיעורי הצריכה הנוכחיים.עם כורים מהירים המבוססים על תאוריום, הפוטנציאלים מתרחבים עוד יותר.

צמצום נפח הפסולת הגרעינית ו- Toxicity

הפסולת הרדיואקטיבית הארוכה של כורים קונבנציונליים מורכבת בעיקר מאלמנטים טרנסאורניים (plutonium, americium, Curium), אשר חייב להיות מבודד במשך עשרות אלפי שנים. FBRs יכול להיות מתוכנן ל-FLT:0burn אלה transuranics כמו דלק FLT:1, צמצום נפח הרדיו-השכרה הסופי של הפסולת ומחקרים על ידי הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית (EA) שיכולה להפחית את תוחלת החיים הגבוהה ביותר של 12 עד כהונה) כדי להפחית את נפח השפכים במהירות גבוהה של כורים לצמצום של שפכים (כלומר, 000) במהירות גבוהה של כורים).

ביטחון אנרגיה ועצמאות

FBRs מאפשר למדינות להפוך את מלאי של אורניום מדולדל (מוצר פסולת מההעשרה) ו- thorium עתודות לדלק.עבור מדינות ללא פקדות אורניום עשירות, כגון הודו, FBRs יכול לשבור את ההסתמכות על דלק מיובא.תוכנית הכוח הגרעיני של שלושת השלבים של הודו משתמשת במפורש FBRs כדי לנצל את ה-FBRs בשפע שלה.

בסיס נמוך-Carbon Powerload Power

כמו כל הכור הגרעיני, FBRs פולטים פחמן דו חמצני במהלך המבצע. פליטות מחזור החיים שלהם לקילומטרים לשעה דומות לרוח ולשמש (כ-12 גרם CO2eq/kWh) כי הם מספקים כוח מתמשך, משלוח, הם יכולים להשלים מתחדשים לסירוגין ולעזור דה פחמן מאגרי חשמל, תעשייה, ואפילו ייצור מימן.

אתגרים ושיקולים

עלויות הון גבוהות

FBRs מורכבים יותר מ LWRs, עם מערכות קירור נוזלי-מטאלי הדורשות חומרים מיוחדים, משאבות, וחילופי חום. עלויות בנייה היו 20–50% גבוה יותר מאשר LWRs. BN-800, למשל, שנים מנוסים של עיכובים ועלויות עלות. עם זאת, כמו ניסיון ייצור ורמת תכנון משפר, עלויות צפויות ליפול הדור הבינלאומי של IVIF) במטרה מהירה יותר.

בטיחות וכימיה מגניבה

Sodium מגניב מגיב באלימות עם מים ובאופן קיצוני עם אוויר.ד דולף נתרן יכול להוביל שריפות, כפי שקרה ב Monju בשנת 1995. מעצבי להפחית את זה באמצעות לולאות קרירות ושמיכות גז לא רשמיות.SFRs של היום תכונה מערכות בטיחות פסיביות - כגון הגנה עצמית ומחזור טבעי - אשר יכול לסגור את זה ללא התערבות או מפעיל חיצוני, יש להפחית את הסיכון של צפון קוריאה, אבל הקפאה של זיהום אווירי, אבל יש סיכון גבוה יותר של זיהום אווירי, אבל הקפאה.

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

מכיוון ש- FBRs מייצרים וצורכים פלוטוניום, קיים סיכון שניתן להסיט את החומר עבור כלי נשק. פלוטוניום בדלק FBR הוא בדרך כלל תערובת של איזוטופים שאינם אידיאליים לדרגה נשק (תוכן גבוה Pu-240), אבל אמצעי הגנה על התפשטות הם עדיין חיוניים.IEA חלה אמצעי הגנה מיתרים לכל החומרים הגרעיניים האזרחיים, כגון: תצורה גבוהה של תצורה נמוכה יותר, ולהפחית את ההחלטות של מחזוריות.

מתינות טכנולוגית ותשתית

בעוד ש-FBRs בקנה מידה תעשייתי פעלו ברוסיה ובצרפת במשך עשרות שנים, הטכנולוגיה עדיין לא סטנדרטית מבחינה מסחרית.רק רוסיה מציעה כיום FBRs לייצוא.מדינות רבות אין מתקני עיבוד ודלק הדרושים.הפיתוח של מחזור דלק סגור - שבו הדלק מוחזר ושימושי - דורש השקעה משמעותית ורצון פוליטי.

תרומות ל- Sustainable Development Goals

SDG 7: אנרגיה נקייה וחסכונית

FBRs יכול לספק חשמל בסיס עלות יציבה, צפויה על פני חייהם של עיצוב 60 שנים.רכיב עלות הדלק הוא נמוך כי הדלק העיקרי (האורניום או thorium) הוא זול בשפע.IEA מעריך כי משאבי אורניום עולמי יכולים לחשמל FBRs במשך יותר מ -2,000 שנים ללא עיבוד פסולת, ועם מחזור, הזמן משתרע על פני עשרות אלפי שנים של אנרגיה זולה.

SDG 9: תעשייה, חדשנות, תשתיות

בניית FBRs מניעה התקדמות במטולגיה, הידראולים תרמיים, כימיה ורובוטיקה - במיוחד עבור נתרן והובלת ניהול מוביל-קולקטים. מדינות כמו הודו ורוסיה פיתחו מערכות אקולוגיות תעשייתיות נרחבות סביב תוכניות כור מהיר.החידושים האלה גם צצים לתוך מגזרים תעשייתיים אחרים, כגון חומרים לסביבות קיצוניות ומכשור מתקדם.

SDG 12: צריכת חשמל והפקה

היכולת של FBRs להשתמש במשאב האורניום כולו - לא רק שבריר זעיר - וכדי להפחית את נפח הפסולת ברמה גבוהה על ידי כמעט סדר גודל ישירות מגלם את עקרונות הכלכלה המעגלית. מחזור הדלק הסגור מבטיח כי רוב החומר אשר אחרת הפך פסולת הופכת אחרת הופכת לאנרגיה.זה מפחית באופן דרמטי את הנטל הסביבתי של שרידים גיאולוגיים עמוקים וכמות הכרייה הנדרשת.

SDG 13: פעולה אקלים

מודלים של הערכה משולבת של פאנל בין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) מראים כי עמידה במטר 1.5 מעלות צלזיוס דורשת עלייה כפולה ביכולת הגרעינית עד שנת 2050. FBRs, על ידי מתן כמעט בלתי נדלה של דלק, להסיר את מגבלות המשאבים אשר יהיה אחרת להגביל את התרחבות הגרעין.

SDG 17: שותפות למען מטרות

פיתוח FBR בשיתוף פעולה היסטורי.פורום הדור הרביעי כולל 13 מדינות שעובדות יחד על מחקר מהיר של כור ודלק.IEA מספקת הדרכה טכנית וארגן פרויקטים מחקריים מתואמת.פיתוח מדינות עם משאבי הילידים - כגון אינדונזיה, ירדן ווייטנאם - חוקרת טכנולוגיית כור מהיר באמצעות שותפויות עם רוסיה ו- GIF.

עתידם של מגיבים מהירים

למרות עשרות שנים של התאמה והתחל, צינור הכור המהיר העולמי פעיל יותר מאשר בכל עת מאז שנות ה-80 של רוסיה BN-800 מספק כוח מסחרי ומפגין את יכולת שריפת פלוטוניום ברמה גבוהה יותר של נשק עודף נשק.ה-PFBR ההודי צפוי להיות קריטי בקרוב, לאחר שהודו מתכננת צי של שישה מטוסי FBR עד 2038.

חידושים בדלק cladding, חומרים עמידים בקנה מידה (במיוחד עבור עיצובים מגניבים מובילים), ומכשור מתקדם ושליטה עושים FBRs בטוח יותר ויותר כלכלי. כורים קטנים מודולריים (SMFRs) הם גם נלמדים, עם יכולות נמוכות כמו 50 MWe, אשר יכול לפתוח שווקים חדשים באזורים מרוחקים ולחום תעשייתי.

המפתח לפריסה נרחבת יהיה שילוב של רצון פוליטי, קבלה ציבורית וכדאיות כלכלית. תמחור פחמן, מנגנוני מימון ירוקים והכרה ביתרונות הפחתת הפסולת יכול להטות את המשוואה הכלכלית.

מסקנה

כורכור מהיר אינו כדור כסף, אבל הם חץ חזק בקוויבר של טכנולוגיות אנרגיה בר קיימא.היכולת שלהם להכפיל משאבי דלק, להפחית באופן דרסטי את הפסולת, ולספק כוח בסיס פחמן נמוך מבסס אותם כמאפשר מפתח של מספר רב של מטרות לפיתוח בר קיימא.האתגרים - עלות, בטיחות, התרחבות, הם אמיתיים אך מנוהלים, כפי שמוכיחים על ידי עשרות שנים של ניסיון מבצעי של מדינות עם קומץ, המשך שיתוף פעולה חכם ומערכת אנרגיה, ללא שינוי בינלאומי, יכול להיות יותר, ומערכת אנרגיה גבוהה יותר, ללא שינוי, ומערכת אנרגיה, ומערכת יעילה יותר, ללא שינוי, ומערכת יעילה יותר, ומערכת יעילה יותר, ומערכת מתקדמת יותר, ללא שינוי בינלאומי, ללא שינוי, ומערכת יעילה יותר, ומערכת יעילה יותר, 000, 000 של יותר, ללא שינוי, 000 של אנרגיה, 000 של פעילות גופנית, ללא שינוי, 000.

[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]: [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]]]ה'[ה']'[ה]'[ה]'[ה]'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה