הנוף האנרגיה הגלובלי עובר טרנספורמציה עמוקה כמו מדינות שואפות לאזן את הביקוש לחשמל עולה עם מטרות פחמן שאפתניות כוח גרעיני, אבן הפינה של הדור של בסיס פחמן נמוך, להתמודד עם האתגרים שלה של זמינות דלק, ניהול פסולת, ותפיסת הציבור.התגובה מהירה Breeder (FBRs) מייצגת טכנולוגיה פוטנציאלית אשר יכול לטפל באתגרים אלה על ידי שינוי יסודי של מחזור דלק גרעיני.

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

מגיבים מהירים הם סוג של כור גרעיני שפועל עם נויטרונים מהירים -neutrons כי לשמור על אנרגיה קינטית גבוהה ללא להאט על ידי מתווך כגון מים או גרפן המיוצרים עם כמות של מודולר מאפשר הכור להשתמש בטווח חומר ניו אורלינס מהיר, אשר יעיל יותר להמיר צינורות פורייה כמו אורניום 238 ו 232n2 לתוך סגסוגת ליבנומטרה 2, 000 הוא מועשרת (Ricus) {\displaystyle Fton2opopopopium) רגיל של ⁇ 2 {\displaystyle Fton2 (Ricus) ו-Ricus) הוא יעיל יותר יעיל יותר ⁇ 2 putium) הוא ריפאובמטרהההההשנית (Ricus) הוא יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר ⁇ popopopopium-Rine) יעיל יותר ⁇ 239 po-Rine) אשר הוא יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר יעיל יותר ⁇ putium-Rine-Rine-Rine-Rine-Rine-Ricremicen putium-Rine-Rine-Rine-Rine-Rine-Rine-R2nb

שתי אפשרויות קירור ראשוניות פותחו עבור FBRs: נתרן נוזלי, ופחות נפוץ, להוביל או מוביל-ביו-ביו-ביסמות . Sodium-cooled כורים מהירים (SFRs) הם העיצוב הבוגר ביותר, עם כמה אב-טיפוס ויחידות בקנה מידה מסחרי שנבנו במהלך ששת העשורים האחרונים.עופרת-עופרת-cooled מהר כורים (LFR) מציעים יתרונות פוטנציאליים כגון נקודת רת גבוה יותר ולהפחית חומרים כימיים, אך הם פועלים עם חומרים כימיים, אך ורק עם חומרים מתקדמים יותר (R) עם חומרים מתקדמים (R) עם חומרים מתקדמים יותר, אך הם מפעילים יותר, לעומת חומרים כימיים.

המדע שמאחורי התגובות המהירות של ברדר

ספקטרום מהיר ובריידי Ratio

בכורים קונבנציונליים של מים (LWRs), נויטרונים איטיים על ידי המכשול לאנרגיות תרמיות (סביב 0.025 eV) כדי להגדיל את ההסתברות של פיזור אורניום-235, עם זאת, באנרגיות אלה, ההסתברות של לכידת ניטרון ב-238 (שהופך 99.3% אורניום טבעי) הוא נמוך.

מחזור דלק ושיקום

מחזור הדלק הסגור הוא תכונה מוגדרת של טכנולוגיית FBR. Spent דלק הוסר מ- FBR מכיל תערובת של פלוטוניום, אורניום, ומוצרים סדקים.באמצעות עיבוד (בדרך כלל באמצעות תהליך PUREX או שיטות pyrochemical מתקדמות), פלוטוניום וניום ממוחזרים לתוך רכיבי דלק חדשים.

יתרונות של תגובה מהירה Breeder

יעילות ובטיחות דלק

היתרון המחודד ביותר של FBRs הוא היכולת שלהם לחלץ 60-100 פעמים יותר אנרגיה אורניום מאשר כור אורניום תרמי.מכיוון אורניום טבעי מורכב כמעט לחלוטין אורניום-238, אשר פורייה אבל לא פישיל בכורים תרמיים, LWRs הנוכחי להשתמש רק כ-0.5-1% מהפוטנציאל של אורניום מודי, על ידי המרת 238-238-238 ל- pluton239, לעשות את היתרון הנוכחי של אנרגיה שנותרהמאהברכה הנוכחית.

ניכוי פסולת ארוכה

FBRs הפועל במחזור דלק סגור יכול להפחית באופן דרסטי את נפח ואת הקרנות של פסולת גרעינית.במחזור דלק פעם דרך מחזור דלק, הדלק המבזבז מכיל פלוטוניום וקטיניסטים קטנים שנותרו מסוכנים במשך מאות אלפי שנים. על ידי מיחזור חומרים אלה, FBRs יכול לטבול את רוב המרכיבים הטרנזיים, מה שממיר אותם למוצרי אחסון קצרים יותר זמן גיאולוגי בעוד שעדיין דורשים ירידה של פסולת גרעינית של מאות שנים.

אנרגיה אבטחה ופחתת צריכת דלק Fosil

מגיבים מהירים יכולים לתרום לביטחון אנרגיה בכמה דרכים.ראשון, על ידי שימוש טוב יותר של אורניום ומשאבים thorium, הם להפחית את הפגיעות של מדינות בעלות אנרגיה לספיציפי מחירים או הפרעות אספקה. שנית, FBRs יכול להיות מתוכנן לפעול על פי פלוטוניום ממוחזר ממאגרי חשמל צבאיים, מתן תועלת לא-מחדש על ידי צריכת חומרים ברמה גבוהה, הפחתת חום גבוהה של 40% שעות (RV) ל- 40% יותר מ- 40% יותר מ- LWV) בהשוואה ל- 40% יותר ממאגרי חשמל נוספים.

אתגרים ודאגות

עלויות הון גבוהות ויציבות כלכלית

המחסום המשמעותי ביותר לפריצת FBR הוא פרויקטים היסטוריים, כגון Superphénix הצרפתית (1200 MWe) ו-S. Clinch River Breeder Reactor, הותקפו על ידי עלויות יתר על המידה ונושאים תפעוליים.עיצובים מודרניים עבור יחידות מודולריות פשוטות יותר, קטנות יותר (100–300 מ"מ) כדי להפחית את ההשקעה הקדמית, אבל העלות של מערכות sodium-cooled, כולל רמות ביניים מתקדמות, תוספת של פחמן, תוספת של חומרים מתקדמים, כולל פחמן, תוספת של פחמן-ידי שימוש, גם עם עלויות ייצור פחמן-ידי פחמן-חום, כולל פחמן-או מהירות גבוהה, 000, 000, 000, 000, יכול להגדיל את עלויות, 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, יכול להגדיל את עלויות של פחמן- 300 MWe) כדי להגדיל את עלויות של פחמן- 300- 300 MWe) כדי להגדיל את

אתגרים בטיחותיים ומבצעיים

בעוד FBRs פועל בלחץ נמוך (לא כמו LWRs), הם מציגים חששות בטיחות ייחודיים. נתרן נוזלי, קירור מועדף, מגיב באלימות עם מים ואוויר, הצבת אש ופגעים פיצוצים. Sodium קירור מעגלים חייב להיות נשמר באופן קבוע יבש וללא פיזור חומרים חמצן, וחסמים מרובים נדרשים למנוע מגע בין נתרן למים במחסנים חיובי של תצורה יעילה של ספקטרום חשמלי גבוה - 200 גרם מדרגות, כולל תכונות של נוזל קירור גבוה של דלק מתוחכמות גבוהה.

סיכון הפצה

(הנכס מאוד שהופך את FBRs אטרקטיבי - היכולת שלהם לייצר פלוטוניום - גם מעלה חששות הפצתיים.הפינוי המיוצר בשמיכות FBR הוא בדרך כלל באיכות גבוהה (עם אחוז גבוה של פלוטוניום 239), מתאים למתקנים לעיבוד נשק (מתקני דלק גדולים) אשר נדרשים כדי להפריד את פלוטוניום זה מדלק מובזבז הם טכנולוגיות שימוש כפול שניתן להשתמש בהם לרעה עבור מערכות הגנה בינלאומיות (FIA) באמצעות תכונות הגנה בינלאומית (R) ו-FIA) באמצעות אטומיות) באמצעות אטומיות (R) באמצעות תכונות הגנה על ידי אטומיות) ו-frescccrelimate Respectiversalecting).

תוכניות ופיתוח גלובליות

רוסיה: המנהיג העולמי

רוסיה מתכננת את תוכנית FBR המתקדמת ביותר, עם עשרות שנים של ניסיון מבצעי מ- BN-350 (בקזחסטן, שכרגע בוטלה), BN-600, ו- BN-800, כל ה-Sodium-cooled.The BN-800 ב- Beloyarsk (789 MWe) כבר מחובר לרשת מאז 2016 ומשמש להצגת מחזור של אגודה גרעינית מ-V00FK) אשר נסגר כעת ל-R.

הודו: פורצ'ור תוריום ו- Breeder Path

בהודו יש תוכנית גרעינית שאפתנית תלת-שלבית שמסתמך על FBRs כמו השלב השני.השלב הראשון משתמש בכורים כבדים מים (PHWRs) לשרוף אורניום טבעי.השלב השני כולל FBRs אשר להמיר את הפלוטוניום ואת אורניום-238-238 מ PHWR ביל דלק יותר, ובסופו של דבר מעבר לשלב השלישי של גזעים של thium-R.

סין: תוכניות התרחבות מהירות

סין, רודף אחר טיהור גרעיני אגרסיבי, רואה את FBRs ככלי למקסם את ניצול האורניום מיובאים ולהפחית את הפסולת.התגובה המהירה של סין (CEFR, 20 MWe) פועלת מאז 2011 כור הדגמה גדול יותר, CFR-600 (600 MWe), נמצאת בבנייה וצפויה להיות מבצעית מאוחר יותר בעשור הזה.

מדינות אחרות: צרפת, יפן ובינלאומיות

צרפת הפעילה את הכור ה-250 MWe Phénix (1973–2010) ואת ה- Superphénix הגדול (1985–1998), גם את ה-Sodium-cooled.התוכנית הופסקה בשל בעיות טכניות, עלויות גבוהות, ושינויים פוליטיים.יפן בנתה את אב הטיפוס של MonjuIR (280 MWe), אשר סבלו מדלפה רצינית ב-1995 ומעולם לא הוחזרה לפעולה מלאה; היא נסגרה לצמיתות ב-2010, כולל FEA-FIol) ו-R.

תפקיד FBRs ב Decarbonization ואבטחת אנרגיה

בעוד העולם נע לעבר פליטות אפס נטו עד אמצע המאה, אנרגיה גרעינית מוכרת יותר ויותר כמשלים הכרחיים לחילופי חשמל משתנים.התגובה מהירה Breeder מציעים יתרונות ייחודיים בהקשר זה: הם מספקים כוח רב, ניתן לשלוח, נמוך פחמן עם פוטנציאל להפחתה משמעותית צריכת דלק ובזבוז.עבור מדינות כמו הודו, סין ורוסיה, שם הביקוש לאנרגיה הוא גדל במהירות ודלקים מאובנים הם דאגה, FBRs מציעים דרכים אבטחה לטווח ארוך יותר, על ידי צריכת דלק גרעיני, יותר, יותר, על ידי טיפול גרעיני, יותר, על ידי טיפול תרופתי, יותר, על ידי צריכת דלק, יותר, יותר, יותר, צריכת דלק אנרגיה, יותר, על ידי טיפול תרופתי, על ידי טיפול תרופתי, על ידי צריכת אנרגיה, יותר, יותר, על ידי צריכת אנרגיה, יותר, צריכת דלק גרעיני, יותר, על ידי צריכת דלק אנרגיה, יותר, על ידי צריכת דלק אנרגיה, יותר, על ידי צריכת דלק אנרגיה, על ידי צריכת אנרגיה לטווח ארוך טווח אנרגיה, על ידי צריכת אנרגיה, על ידי צריכת אנרגיה, 000 אנרגיה, 000 אנרגיה, 000 אנרגיה, 000 אנרגיה, יותר, 000 אנרגיה, 000, 000, 000, 000.

FBRs גם ממלא תפקיד בפירוק גרעיני ו un-proliferation על ידי מתן שימוש עבור פלוטוניום עודף של נשק. ארה"ב ורוסיה רדפו תוכניות דלק מעורב (MOX) עבור כורים קיימים, אבל כורים מהירים יכולים לצרוך פלוטוניום ביעילות רבה יותר.בעתיד שבו התרחבות בקנה מידה גדול מתרחשת, FBRs יכול לשמש כ"שורר גיאולוגי" כי לחסל פסולת עמוקה, להפחית את הפחתת פסולת על פני השטח.

שיתוף פעולה עתידי ובינלאומי

העתיד של מגיבים מהירה Breeder תלוי כמה גורמים: עלות אורניום, הזמינות של אספקת דלק מועשר, ההיקף של מדיניות פחמן, והתקדמות בטכנולוגיית הכור.כפי שמחירים עולים ופקדות ברמה גבוהה להיות מרוקן, תמריץ כלכלי לגידול הופך חזק יותר.מומחים רבים מאמינים כי FBRs בסופו של דבר יהפכו תחרותיים מבחינה כלכלית; השאלה היא כאשר פריסה קרובה עלולה להוביל על ידי רוסיה ובאופן הדוק יותר, לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, עם פחות יציבות תעשייתית, עם פחות, כלומר, עם פחות או יותר, כלומר, עם חברות קטנות (מתקני חום) וצפופות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הן יכולות להיות מורכבות פחות תחרותיות, עם פחות יעילות, עם פחות יעילות נמוכה יותר, עם פחות או יותר, 50FR) עם פחות יעילות נמוכה יותר, כלומר, עם פחות, כלומר, עם צמיחה מהירה, עם צמיחה מהירה, עם צמיחה מהירה, עם צמיחה מהירה, עם צמיחה מהירה, עם חברות קטנות, עם פחות יעילה, עם פחות יעילה, עם פחות, עם חברות קטנות, כלומר, עבור פחות, עבור פחות, כלומר, כלומר, עם פחות, כלומר, כלומר, עבור פחות, עבור פחות, עבור פחות, כלומר, אם הם עלולות נמוכה

שיתוף פעולה בינלאומי חיוני לשתף את עלויות הפיתוח הגבוהות ולהזיק לסטנדרטים הבטיחותיים וההפצה של ה-GIF (GIF) לתאם מחקר על שישה עיצובים של כור, כולל הכור המהיר המוסולם (SFR), מובילי ייצור מהיר (LFR), ומפעלי גז המופעלים על ידי גז (GFR) LT:0EAR:0IAUR) מספק מידע מהיר ל-RFF (R) ו-F) תמיכה טכנית (R.

בטווח הארוך, מגיבים מהירים עשויים להפוך לעמוד השדרה של מחזור דלק גרעיני בר קיימא, שבו משאבי אורניום וטוריום משמשים לפוטנציאל המלא שלהם, בזבז מצטמצם, ואת הסיכון של התפוצה מנוהל באמצעות שליטה בנשק ותובנות בינלאומיות.הזמן לפריסה מסחרית נרחבת נותר לא בטוח - כמו 20-40 שנים - אבל הבטחת הטכנולוגיה ממשיכה להשקיע במחקר, הפגנה בינלאומית ושיתוף פעולה.

לסיכום, התגובות המהירות של ברדר אינן פתרון לטווח ארוך עבור רוב המדינות, אבל עבור אלה המחויבים לכוח גרעיני ככלי אבטחה אווירי ארוך טווח, הם מציעים יכולת בלתי-מתאמת לסגור את מחזור הדלק ולהתרבות את האנרגיה מן אורניום.אתגר של עלות, בטיחות, ושגשוג חייב להיות נתקל באמצעות חדשנות מתמשכת, רגולציה מחמירה, ושותפויות גלובליות.