בעוד העולם מתמודד עם האתגרים התאומים של שינויי האקלים ועוני האנרגיה, החיפוש אחר מקורות אנרגיה בר קיימא ושווה מעולם לא היה דחוף יותר. כורים מהירים (FBRs) מייצגים טכנולוגיה גרעינית מתוחכמת שיכולה להפוך את הנוף האנרגיה הגלובלי.בניגוד לכורים קונבנציונליים שצורכים רק שבריר קטנה של אורניום טבעי, FBRs נועדו לייצר חומר פיזי יותר מאשר הם צורכים יכולת ייחודית זו כמו להשיג יכולות אנרגיה יעילה עבור כל כוח סביר, ללא קשר אנרגיה יעילה, ללא קשר להשגה, ללא קשר לעוצמה כלכלית, או אנרגיה יעילה, ללא קשר להשגה, ללא קשר לעוצמה כלכלית, או בטוח, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר להשגה, ללא קשר להשגה, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, או בטוח, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, או למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר לעוצמה כלכלית, ללא קשר לעוצמה כלכלית, ללא קשר לעוצמה כלכלית, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, או למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר לעוצמה כלכלית, או למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר למינימום של אנרגיה יעילה, ללא קשר לעוצמה כלכלית, ללא קשר לעוצמה כלכלית,

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

כורים מהירים הם סוג של כור גרעיני מתקדם אשר משתמשים נויטרונים מהירים - טוטרונים עם אנרגיה קינטית מעל 0.1 MeV - כדי לקיים את תגובת שרשרת הנפיחות. זה ניגודים עם הנוטריונים התרמיים המשמשים ביותר כורי מים אור קיימים ביותר. ההבדל המרכזי הוא בספקטרום האנרגיה של אורניום ערפילית: נויטרונים מהירים יכולים לטבול לא רק את האיזוטופ הנדיר (0238) אלא גם את חומרי אורניום בשפע (99) כמו גם כן, כמו אלומיניום).

ב FBR טיפוסי, הליבה מוקפת "בכרטיס" של אורניום-238 או thorium-232. במהלך המבצע, כמה נויטרונים מהירים שנמלטים מההלב נתפסים על ידי חומרים פוריים אלה, מחלחלים אותם לאיזוטופים fissile - יחס פלוטוניום-239 מ-238 אורניום או אורניום-מ-מ- 233, תהליך זה ידוע כ-FLT:003 מ- 1 ל- 14% מ- 1 ל- 14% ממטרהחלים יותר מ- 1 ל- 24% מ- 1 ליטרים מאשר ל-41 ליטרים ל- 14% מ- 14% מ- 2.

כמה עיצובים FBR נבנו ומופעלים ברחבי העולם, כולל כורים מהירים נתרן (הטיפוס הנפוץ ביותר), כורים מהירים מאוישים, וכורים מהירים מאוישים גזים. הכור המהיר המוסולם (SFR) הוא הבוגר ביותר, עם אבטיפוסים רבים ותחנות הפגנה ברוסיה, צרפת, יפן, הודו, סין, וסין.

היכולת לייצר דלק יש השלכות עמוקות על ניצול משאבים.עם FBRs, האנרגיה המופקת מכמות מסוימת של אורניום אוה יכול להגדיל על ידי גורם של 50 עד 100 בהשוואה לכורים תרמיים פעם אחת, יעילות זו יכולה להאריך את אספקת הדלק הגרעינית של העולם ממאות שנים עד אלפי שנים, מה שהופך את הכוח הגרעיני אופציה בת קיימא לטווח ארוך באמת.

יתרונות של תגובה מהירה Breeder עבור הון אנרגיה

הון אנרגיה פירושו כי כולם, במיוחד אלה באזורים מתפתחים ומרוחקים, יש גישה לאנרגיה מספקת, זולה, בת קיימא כדי לשפר את איכות החיים שלהם. כורים גזע מהיר מציעים כמה יתרונות שונים שמתאימים ישירות למטרה זו.

יעילות ואספקת דלק מורחבת

כורים ארכיים לצרוך רק 1% של פוטנציאל האנרגיה באורניום.מגדלים מהירים פותחים כמעט את הפוטנציאל כולו.מדינות עם עתודות אורניום מקומיות מוגבלות לעתים קרובות חייב לייבא דלק, יצירת תלות ופגיעות מחירים. על ידי כך שאפשרה את הרבייה של פלוטוניום משפע אורניום-238 או thorium, FBRs לאפשר למדינות לבנות רזרבות דלק אסטרטגיות.

הפחתה של פסולת רדיואקטיבית ממושכת

אחת מהביקורת המתמידת ביותר על אנרגיה גרעינית היא הדור של פסולת רדיואקטיבית ברמה גבוהה שנשאר מסוכן במשך מאות אלפי שנים. מגדלים מהירים יכולים "לשרוף" את אקטיניסטים ארוכי-הימים - כגון פלוטוניום, mericium, ואקליום - השולטים בזיהומים ארוכי טווח של דלק מבזבז.

ביטחון אנרגיה ועצמאות

עבור מדינות שמייבאות דלקים מאובנים, המעבר לאנרגיה גרעינית מפחית חשיפה לשווקים שמנים וגז גלובליים וולטיים. מגדלים מהירים מגבירים את היתרון הזה על ידי ירידה נוספת של הסתמכות על אורניום טרי.מדינה המפעילה צי FBR יכולה למחזור דלק מכורים קלים למים, תוך יצירת מחזור דלק סגור כמעט.

פוטנציאל ל- Small Modular Fast Reactors

ההתקדמות האחרונה בעיצוב הכור עוררה עניין בכורים מודולריים קטנים (SMRs), כולל SMRs מהיר-spectrum SMRs.מפעלים קטנים אלה יכולים להיות בנוי מפעל ונשלחים לאזורים מרוחקים, שם הם יכולים לפעול במשך שנים ללא דלק מחדש. עיצובים כאלה יכולים לספק כוח מופרז עבור קהילות כרייה, איים מבודדים, או אזורים כפריים ללא תשתיות שידור.

אתגרים ושיקולים

למרות ההבטחה שלהם, FBRs עומדים בפני מכשולים טכניים, כלכליים ומוסדיים שיש להתגבר עליהם לפני שהם יכולים לתרום באופן משמעותי להשקעות האנרגיה הגלובלית.

עלויות הון גבוהות

בניית כור גזע מהיר הוא יקר משמעותית יותר מאשר כור מים רגיל.החומרים הדרושים - כגון נתרן (או מוביל) מערכות קירור, טיפול דלק מתקדם, וכילה קשה - עלייה בעלויות.לדוגמה, ההעברה של הודו (FLT:0Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) ניסיון עלות מרובות ועיכובים ללא מסגרת תמיכה, במיוחד אלה יכולים להיות מנגנונים עסקיים חדשניים, במיוחד כדי לתמוך במנגנוני מימון, במיוחד.

בטיחות ומורכבות תפעולית

כורים מהירים פועלים בטמפרטורות גבוהות יותר ומשתמשים בקוראים תגובתיים כימיים (סויום או עופרת) סונופר מגיב נמרצות עם מים ואוויר, הדורשים מערכות זיהוי ובודדות מתוחכמות יותר (הנורמה או עופרת) ורוכבת לחץ גדול יותר על חומרי כור, פיזור מתקדם של סגסוגת ובדיקות תכופות של בטיחות במדינות רבות היו זהירים בהערכת עיצובים FBR עקב סיכונים ייחודיים אלה, במיוחד, כגון כורים חשמליים.

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

מכיוון ש-FBRs מגדלים פלוטוניום, הם כרוכים באופן מהותי בטיפול בחומרים שניתן לתפוצה נשק.הפלוטוניום המפוזרים במחזור דלק סגור יכול להסיט את הנשק הגרעיני.סיכון התפוצה הזה דורש אמצעי הגנה בינלאומיים קפדניים, שקיפות, ומפקח מוסדי על פני השטח:0 (סוכנות האנרגיה האטומית הבינלאומית) FLT:1 ביסס הנחיות הגנה על כורים מהירים וטכנולוגיות של דלק (לא דלק) כגון דלק גרעיני (לא טיפול) ללא סיכון מרכזי בדלק גרעיני) אלא גם בדלק גרעיני (מתקני דלק גרעיני) אלא טיהור) אלא טיהור) אלא צמצום סיכונים חשמליים (מתקני דלק גרעיניים).

תגמול ותשתיות

מדינות רבות חסרות את המסגרת הרגולטורית, כוח העבודה מיומן ותמיכה בתשתיות (הייצור של דלק, עיבוד מחדש, ניהול פסולת) הדרושה לפריסת FBR.Build a Complete fast Fuel Cycle דורש השקעה משמעותית במחקר, חינוך וקיבולת תעשייתית.עבור הון אנרגיה כדי להיות מימוש, שיתוף פעולה בינלאומי באימון, פגיעה בתקנה ובמתקנים משותפים (כגון מרכזי דלק אזוריים) עשוי להיות חיוני.

השפעות גלובליות ופיתוחים נוכחיים

כמה מדינות מתקדמות באופן פעיל טכנולוגיית כור מהיר, כל אחת עם מוטיבציה ואסטרטגיות שונות.החוויה הקולקטיבית שלהם מעצבת את המסלול עבור הון אנרגיה גלובלי.

רוסיה רוסיה רוסיה

רוסיה מפעילה את הצי הגדול ביותר בעולם של כורים מהירים.ה-BN-600 (600 MWe) מייצרת חשמל מאז 1980, וה- BN-800 הגדול (789 MWe) החל לפעול מסחרית בשנת 2016. גם מפתחת את ה-FLT:0BREST-OD-300FLT:1, כור מהיר, כחלק מ-Prov (Break) ועד לדגימה של דגם משולב של דלקים, בהתחשב בדלקים אחרים.

הודו הודו

תוכנית הגרעין של שלושה שלבים בהודו נועדה במפורש למקסם את ניצול המשאבים.שלב 1 משתמש כורים כבדים; שלב 2 מציג כורים גזע מהיר הרבייה פלוטוניום; שלב 3 יפצה כורים המבוססים על thorium.The 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor at Kalpakkam הוא קרוב להשלמת.

סין

סין משקיעה בכבדות בטכנולוגיית כור מהיר בסין, התגובה המהירה של סין (CEFR) פועלת מאז 2010, ו כור הדגמה גדול יותר (CFR-600) נמצא בבנייה.סין גם משתתפת ב- GIF, והיא חוקרת גם עיצובים מאולתרים ועופרת-cooled.עם תוכניות התרחבות גרעינית שאפתניות, FBRs יכול לעזור לסין לנהל מלאי דלק גדל ולהפחית את התלות האורניום.

אומות אחרות

צרפת הפעילה את כורים ה- Phénix ו- Superphénix לפני שדחתה אותם, אך שומרת על מומחיות והיא מעורבת בשיתוף R&D יפן היה הכור מנגו (כיום מוסגר) אך ממשיכה במחקר כור מהיר.הארה"ב תומכת במחקר FBR באמצעות תוכנית התגובה המהירה של DOE, תוך התמקדות בדלקים מתקדמים וחומרים, אף ש-BR מסחריים חדשים אינם בונים תחת מאמצים גלובליים אלה, אפילו מראש, בעוד שצריכים מימון עולמי, בעוד שבסיס תפעולי, כולל של מדיניות הפעלה.

הפוטנציאל של הון אנרגיה הופך ברור ביותר כאשר אנו רואים אזורים חסרים דלקים מאובנים ילידים, אך עם הביקוש לאנרגיה גדל - באפריקה שמדרום לסהרה, חלקים מדרום מזרח אסיה, ומדינות מתפתחות איים קטנים.עבור אזורים אלה, השילוב של כורים מהירים מודולריות קטנים ושירותי מחזור דלק בינלאומיים יכול לספק חשמל אמין, נקי ללא צורך בתשתיות רשת גדולות.

אפשרויות עתידיות ופעולות מדיניות

הדרך לפריסת FBR נרחבת דורשת לא רק פריצות דרך טכנולוגיות, אלא גם פעולות מדיניות מתואמות. אלמנטים מסוימים הם קריטיים:

  • (FLT:0) מחקר ופיתוח: חומרים מתקדמים (Corrosion-resistant cladding) ושיפור טכניקות עיבוד דרוש כדי להפחית עלויות ולשפר את הבטיחות.
  • (FLT:0) מסגרת ההסרה ההורמאלית: ⁇ 1 ⁇ תקנות לאומיות צוללות הפחתה של עלויות.פיתוח תקני בטיחות משותפים ותהליכי רישוי עבור כורים מהירים - בדומה לגישה לכורים קלים מים - יאפשר פריסה במדינות נוספות.
  • (FLT:0) טכנולוגיות Financing ומודלים עסקיים:FLT 1:1 בנקים לפיתוח רב-צדדי, קרנות אקלים ירוק, ושותפויות ציבוריות פרטיות יכולות לרשום פרויקטים ראשוניים במדינות מתפתחות. "נוקלאר כשירות", שבו מוכר הבעלים של ומפעיל את הכור ולמכור חשמל, יכול להפחית את הנטל הכספי.
  • (FLT:0) מעורבות ציבורית וחינוך: קבלה של בניין 1:1 עבור FBRs דורש תקשורת ברורה על בטיחותם, הטבות הפחתה בפסולת ותפקיד בצמצום האקלים.הסכמה קהילתית וקבלת החלטות שקופה הם חיוניים, במיוחד באזורים עם רגישות גרעינית.

במבט קדימה, כורים מהירים מתקדמים מתחת למטריה הדור הרביעי – כולל מוביל-מוט, גז-מחוסן, וכורים מלוחים מהירים - מהווים אפילו יעילות גדולה יותר, בטיחות והתנגדות לתפוצה. כמה עיצובים יכולים לפעול על מצב "שורף מלא", תוך צריכת פסולת טרנסורה יותר ממה שהם מייצרים, למעשה פועל כקוביות פסולת.

הסינרגיה בין מגדלים מהירים ואנרגיה מתחדשת ראוי גם לציין.בעוד הרוח והשמש הם לסירוגין, FBRs לספק כוח עומס בסיס קבוע, משלוח רשת עתידית יכול לקשור גלידות מתחדשות עם פלט גרעיני גמיש, כולל אחסון תרמי משולב בעיצובים FBR. שילוב זה יכול להאיץ את שלב של פחם וגז טבעי, במיוחד באזורים תעשייתיים במהירות.

מסקנה

כורים מהירים מציעים כלי רב עוצמה אך בלתי מזוהים להשגת הון אנרגיה ברחבי העולם על ידי המרת שפע של אורניום-238 ו- thorium לדלק שניתן לגז, צמצום דרמטי של פסולת ארוכה, ומאפשר עצמאות אנרגיה לאומית, FBRs להתמודד עם אי השוויון המבני שמשאיר הרבה מדינות-poor אנרגיה.

בעוד העולם נע לעבר פליטות אפס נטו, התפקיד של אנרגיה גרעינית הוא reassessed. מגדלים מהירים יכול להיות המפתח להפוך את התפקיד הזה בר קיימא במשך מאות שנים, לא רק עשורים. עבור הון אנרגיה להפוך למציאות, הקהילה הבינלאומית חייבת לפני עדיפויות את הפיתוח ואת הפריסה אחראית של הטכנולוגיה הטרנספורמציה הזאת.הדרך קדימה היא לא פשוטה ולא קצרה, אלא היעד - עולם שבו אנרגיה נקייה, סביר הוא נגיש לכל המסע - שווה.