התקדמות חדשה במודולטור של ניטרון וטכנולוגיות עיבוד מחדש משנים את הנוף של אנרגיה גרעינית ומתקני מחקר. חידושים אלה שואפים לשפר את היעילות, להפחית את הפסולת, ולשפר את הבטיחות בפעילות הכור הגרעיני. כמו תעשיית הגרעין העולמית שואפת להרחיב את החיים של כור גרעיני קיים, להפחית עלויות תפעוליות, ולמזער את ההשפעה הסביבתית, את היכולת לשחזר ולעצב מחדש חומרים הפך למוקד קריטי זה מספק בדיקה מפורטת של טכנולוגיות מתקדמות, נהיגה לטווח ארוך של כוח, ומניעה של טכנולוגיות מתקדמות, ולהפחית את הפעילות הטכנית, ולהפחית את הפעילות הנוכחית, ולהפחית את ההשפעה של אנרגיה מתקדמת, ולהפחית את ההשפעה הסביבתית, ולהפחית את ההשפעה הסביבתית של טכנולוגיות מתקדמות, ולהפחית את ההשפעה של כוח.

הבנה של ניוטרון Moderators

ממריצים נויטרון הם חומרים המשמשים כור גרעיני כדי להאט את הניטריונים המהירים המיוצרים במהלך הפשפש, להמיר אותם לתוך נויטרונים תרמיים כי הם יותר סיכוי לקיים תגובת שרשרת עם איזוטופים fissile כגון אורניום-235.היעילות של מתווך מתווך מאופיינת על ידי noutron לפזר את המחזור, יחס ממתינות, התנגדות לקרינה.

מים קלים הם המנטר הנפוץ ביותר בכורי חשמל מסחריים, במיוחד ב-CANDU וכורים מים דחויים (PWRs) ו-Boiling Water Reactors (BWRs) במים כבדים, בשימוש ב CANDU וכורים אחרים ב-tube לחץ, מציע מחזורי נויטרונים מעולים, המאפשרים שימוש במתקני דלק טבעיים. Graphiteerators, שנמצאו בכורים מתקדמים גזי חום (AGR) ו-Rient) מאפשרים לצמצום ראשוני של חומרים גמישים (Rient) ו-Rient) ו-Rientarys (RLC) ו-RLCCDC (RLCDLCS) ו-Rient) ו-Rient) לדלק יעיל עבור חומרים גמישים עבור חומרים גמישים עבור חומרים גמישים עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור חומרים גמישים עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור דלק יעיל עבור מינרלים מתקדמים של דלק יעיל עבור חומרים גמישים מתקדמים של דלק יעיל עבור טוהר חשמלי יעיל עבור טוהר חשמלי יעיל עבור טוהר חשמלי גבוה ו-Rient) ו-Rient) ו-RKRient) ו-Rient) ו-Rient) ו-Rient) ו-Rient)

תפקיד המנופים ב-Reactor Safety and Performance

ממריצים לא רק מאפשרים נפיחות מתמשכת, אלא גם תורמים לשליטה כור ובטיחות. בכורים ממותקים מים, המנטר פועל גם כמגניב, יצירת הפיכה חזקה בין נויטרוניקה לבין התייבשות תרמיות. התופעה של קדחת טמפרטורה מודולר - מדד של איך שינויים תגובתיים עם טמפרטורה מודולרית - הוא פרמטר בטיחות מפתח של חומרים מודולריים, אם כן, פשרות חום או לחץ מחזורי, או טיפול יעיל.

אתגרים ב-Recycling Neutron Moderators

שיטות מסורתיות של ניהול מודולים נויטרונים בשימוש להתמודד עם כמה אתגרים שיש להם ניסיון מחזורי מוגבל מבחינה היסטורית. אתגרים אלה משתרעים על תחומים טכניים, כלכליים ורגולטוריים.

  • (FLT:0) דירוג של חומרים ממריצים לאורך זמן: ⁇ FLT:1 קרינת Intense neutron ו gamma גורמת לפירוק רדיואקטיבי במתקני מים, ייצור מימן, חמצן ומין רדיקלי תגובתי. Graphite Moderators לחוות שינויים ממדיים, סדק והצטברות של אנרגיה כבדה מאוחסנת.
  • (FLT:0) זיהום רדיואקטיבי מפעילות כור: איורים 1:1 ממריצים מצטברים מוצרים משקעים, מוצרי הפעלה (למשל, טריטיום, cobalt-60, פחמן-14), וקורטוזיון פסולת ממגירות דלק cladding וחומרים מבניים.
  • עלויות גבוהות הקשורות לרשות והחלפת:Feloph:1 [העלות של טיפול ופירוק חומרי מודול מזוהמים כמו פסולת רדיואקטיבית היא משמעותית. עבור מים כבדים, עלות חלופית גבוהה מאוד (על סדר של מאות דולרים לקילוגרם), מה שהופך מחזור של חומרים אטרקטיבי מבחינה כלכלית אך תובענית מבחינה טכנית.
  • (FLT:0) חששות לגבי ניהול הפסולת: אנדרל 1 (Landfill או קרוב משפחה של מחוקקים מזוהמים מעלה חששות ציבוריים ורגולטוריים לגבי הגירה ארוכת טווח של רדיונוקלידים לתוך מי הקרקע. טביעת הרגל פחמן של ייצור חומרים מוני בתולה (במיוחד מים כבדים וגרף עתיר) מניע גם עניין במיחזור סגור.

מעבר לבעיות העיקריות הללו, ישנם גם מכשולים טכניים הקשורים לטיפול נוזלים רדיואקטיביים מאוד או מוצקים, ניהול מהדורות טריטיום, והשגת רמות הטוהר הנדרש לשימוש חוזר ללא שילוב בטיחות הכור.

טכנולוגיות חדשניות

חידושים אחרונים מתמקדים בפיתוח שיטות כדי למחזר ולעבד מחדש את מוני נויטרונים ביעילות.טכנולוגיות אלה נועדו להתגבר על האתגרים המתוארים לעיל באמצעות גישות כימיות, פיזיות וחומריות מתקדמות.התתת הבאה מפרטת את הטכניקות המבטיחות ביותר כיום תחת מחקר או פריסה מוקדמת.

עיבוד כימי

טכניקות עיבוד כימיות מטפלות במתקני משנה המשמשים להסרת חומרים ממזהמים ומשחזרות חומרים שניתן להשיגם.עבור מים כבדים, שיטות הפרדה נוזליות כגון זיקוק מים, אלקטרוליזה, וחילופי כימיקלים עם סולידי מימן (תהליך GS) מותאמות גם עבור מנת להעשרת מתקני החלפת מים וניקוי.חדשה באמצעות מתכות פחמן קבוצתיות המאפשרות יותר יעילות של הסרת פרוטיום ממים כבדים, תוך כדי מטבוליזם של זיהומים חשמליים (אוקסמיים) באמצעות גרורתיקים חשמליים מתאימים.

טכנולוגיות מתקדמות וממברין

מערכות סינון יעילות גבוהה, כולל microfiltration זרימה, אולטרה סינון, ו hypomosis הפוכה, הם פרוסים חלקיקים רדיואקטיביים נפרדים וממסים מינים מנוזלים מודולרים. Ceramic ו פולימרני עם גדלים פולימרומים מותאמים יכול להסיר מוצרי קורוזיה corrosion , חומר חלקי דק, ואפילו מתכות כבדות.

טיפול ב-Plasma

החל חום מבוקר כדי decompose וייצוב חומרים מודולר מתואמים מציעה מסלול מחזור נוסף. עבור גרפן, טיפול תרמי באווירה אינפורמטית בטמפרטורות מעל 1000 מעלות צלזיוס יכול לשחרר מוצרים תנודתיים נדיפים (למשל, cesium, iodine) ו decomposestras-ception-ceratching תרכובות, ומאפשר ללכוד ולהפרדה.

חומרים עמידים לקרינה וממריצים מתקדמים

אלטרנטיבה למחזור היא להרחיב את תוחלת החיים של חומרים מודולרים על ידי פיתוח יצירות חדשות כי טוב יותר לעמוד נזק קרינה.מחקר מתמקד ב גרפן דופד (למשל, עם בורון carbide או חיזוקים סיליקון carbide) כי התנגדות לשינוי ממדי ולאחסן פחות אנרגיה Wigner. עבור מים כבדים, אשר מאיץ החלפת derium-protium ללא דירוג הם גם ירידה של חומרים החלפיים מוקדם של מחזור חיים.

שיטות אלקטרו-כימיות ופוטמיות

טכניקות אלקטרו-כימיות מתפתחות להשתמש פוטנציאל מבוקר כדי למנוע הצלחות של מוצרי פשידה (למשל, cesium, סטרואנט, cobalt) מפתרונות מודולרים על פני משטחים אלקטרודה, שממנו ניתן להסיר אותם עבור סילוק. שיטות Photochemical להעסיק אור אולטרה סגול ו photocatalys (כגון טיטניום דו-חמצני) יכול לשבור contaants אורגני כי לעתים קרובות להיכנס טמפרטורות נמוכות או מצעים אלה הם פועלים טמפרטורות אטרקטיביות.

היתרונות של טכנולוגיות חדשות

יישום טכנולוגיות חדשניות אלה מציע מגוון רחב של יתרונות המשתרעים על פני קיימות, עלות, בטיחות והגנה סביבתית.

  • (FLT:0) צריכת המים הכבדים: ההרחבה 1 (FLT:1 ), מופחתת לצורך החילוץ חומרי גלם ודור פסולת. Recycling מים כבדים מפחיתה את הביקוש לתהליכי הפרדה אנרגיה-רגישים. Graphite reuse או המרה לצורות פסולת יציבה מורידה את נפח הפסולת הדורשת סילוק מים גיאולוגי עמוק.
  • (FLT:0) החיסכון במים כבדים ניתן לקצץ ב- 50–70% בעלויות התפעוליות הנמוכות באמצעות תוחלת חיים ממושכת והוצאות מופחתות של פליטה.עלות החלפת מים כבדה יכולה להיחתך ב- 50–70% עם צמיחה יעילה של אטומיות. Graphite decontamination ואחריו גם פסולת ברמה נמוכה ולא פסולת בינונית יכולה להניב חיסכון של מיליוני דולרים לכורים.
  • (FLT:0) שיפור הבטיחות: FLT:1lor ; בזבז פסולת רדיואקטיבית מינימלית יותר המכילה טוב יותר של contaminants. on-site recycling מפחית את הצורך בהפעלת כמויות גדולות של חומרים רדיואקטיביים. סינון מתקדם וטריטוניום ללכוד את הסיכון של הודעות מקריות לסביבה.
  • (FLT:0) ההשפעה של ההנעה:FLT:1 מופחת טביעת הרגל הסביבתית של מתקני גרעין.צריכת מים נמוכה באמצעות מחזור מצמצם את השפעות השחרור התרמיות והעיבוד של חומרי הבתולה (graphite, מים כבדים) מפחיתה פליטות גזי חממה ושיבוש אקולוגי.הערכת מחזור החיים הכוללת של אנרגיה גרעינית משתפרת כאשר חומרים מתואמים מנוהלים במודל מעגלי.

ניתוחים קוונטיים ממחקרים שנערכו בכורים מחקר ותחנות הטייסים מצביעים על כך שהטמעת שילוב של מחזור כימי תרמי יכול להפחית את נפח הפסולת הקשורה למאמדנים עד 80% ועלויות ניהול הפסולת הכוללות ב-30-40% על פני חיי התפעול של כור.

תחזית עתיד

המחקר והפיתוח המתמשך ב-Nutron Moderator Recycleing ו-Researching מבטיחים.כפי שטכנולוגיות אלה בוגרות, הן צפויות למלא תפקיד חיוני ביצירת אנרגיה גרעינית בת קיימא, בטוחה, וחסכונית יותר לשיתוף פעולה בין התעשייה, האקדמיה וגופים רגולטוריים יהיו מפתח ליישום חידושים אלה בקנה מידה רחב יותר.

טיהור טכנולוגי ומסחר

כמה טכנולוגיות נמצאות כיום ברמת הנקראת טכנולוגיה (TRL) 5-7, כלומר הן אושרו בסביבה רלוונטית והן נעות לעבר הפגנות בקנה מידה פיילוט. membrane מבוסס tritium הפרדה ופיזור פלזמה של גרפיט צפויים להגיע לפריסה מסחרית בתוך 10-15 השנים הבאות, בכפוף לאישור רגולטורי ולתנאי שוק.

שיקול דעת ושיקולים

מסגרות רגולטוריות חייבות להתאים לחומרי מודולר ממוחזרים.עבור מים כבדים, סוגיית תוכן מודולי תלת-ממדי במוצר ממוחזר היא מוקד קריטי: מגבלות על ריכוז טריטיום במים לשתייה (למשל, 10 Bq/L לסטנדרטים של EPA) צורה של רמות שחרור המותרות, ומים כבדים ממוחזרים חייבים לעמוד במפרטים טוהרים קפדניים (>99.75% derium for CANDS) לפרוטוקולי-R.

שיתוף פעולה בינלאומי וידע

מאמצים משותפים כגון פורום הדור הרביעי (GIF) וסדרת האנרגיה הגרעינית של סבא"א מספקים פלטפורמות לשיתוף שיטות טובות בניהול המכשול.מחקר משותף בין מדינות עם כורים כבדים (קנדה, הודו, ארגנטינה, רומניה) התקדם טכנולוגיית הפרדה איזוטופית מתקדמת.עבור גרפיט, ה-FLT:0) ,OCD Energy AgencyLTFibertiber, פרסם דו"חות בנושא גרף ו-Fireation, כגון טיפול ב-Firetium, ו-reative Recution.

לסיכום, חידושים ב-Nutron Moderator Recycling וטכנולוגיות עיבוד מחדש נועדו לספק שיפורים משמעותיים בקיימות כוח גרעיני וחסכוניות יעילות.על ידי הפיכת זרם פסולת למשאב, התעשייה יכולה להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלה תוך שיפור הבטיחות והגמישות התפעולית.העשור הבא כנראה יראה הדגמה רחבה יותר ופריסת טכנולוגיות אלה, בתמיכת האבולוציה ושיתוף פעולה בינלאומי בסופו של דבר, מחזור מוצלח של אמצעי מניעה יעילה של אמצעי מניעה גרעינית, כמו גם כוח יעיל של כוח גרעיני יעיל של כוח גרעיני לטווח ארוך, כמו גם כן, כמו גם כוח גרעיני יעיל של כוח יעיל.