כורכור מהיר (FBRs) מייצג סוג של מערכות גרעין מתקדמות הפועלות עם נויטרונים מהירים להמיר חומר פורייה - בעיקר אורניום-238 - כדי לפלוטיום 239, ביעילות לייצר יותר דלק מאשר הם צורכים.יכולות הרבייה הזו מציעה נתיב להרחיב את בסיס משאבי האנרגיה הגרעיניים הנמשכים, ולהקטין את נפח הפסולת הרדיואקטיבית הארוכה, תוך מימוש הפוטנציאל המלא של מחזורי דלק יציבים אלה, על מנת לשלב את תהליכי דלק מאובטחים יעילים, על בסיס יעיל של מערכות ניהול אנרגיה, ודלק, אשר משלבים, ודלקים יעילים, על בסיס יעיל של אנרגיה יעילה, וחסכוניים, ודלק, על בסיס דלק, וחסכוניים, על בסיס דלק יעיל של אנרגיה יעילה, על בסיס דלק יעיל של אנרגיה יעילה, על בסיס דלק, ולהפחית את היקף של אנרגיה יעילה, ולהפחית את היקף של אנרגיה יעילה של אנרגיה יעילה של אנרגיה יעילה, ולהפחית את היקף של אנרגיה יעילה, על פני מחזורי דלק גרעיניים, ולהפחית את היקף של אנרגיה יעילה, ולהפחית את היקף פסולת רדיואקטיבית אנרגיה יעילה, ולהפחית את היקף של מחזורי דלק יעיל של אנרגיה יעילה, ולהפחית את היקף של אנרגיה יעילה, על פני מחזורים, אשר משלבת, אשר משלבת אנרגיה יעילה, פיתוח יעיל של מחזורי אנרגיה יעילה

פיזיקה מהירה ניוטרון ואת תהליך הגילוח

ההבדל העיקרי בין FBRs לבין כורים אור קונבנציונליים (LWRs) שוכן בספקטרום האנרגיה של נויטרונים לקיים את תגובת שרשרת.ב טיפוסי LWR, נויטרונים מתונים לאנרגיות תרמיות ( ⁇ 0.025 eV) ובעיקר אינטראקציה עם אורניום-235. ב F, קריר (בדרך כלל נתרן, או heli2 לוכדים) הוא נשאר גמיש יותר ב-NVT2VT) {\displaystyle 2Vpuntronicern2F.

הרווח הרבייה, המתבטא יחס הרבייה (BR) - היחס של אטומים חדשים של מאובנים המיוצרים לאלה הנצרכים - קובע אם FBR יכול לקיים את אספקת הדלק שלה. A BR גדול יותר מאחדות מאפשר הצטברות דלק נטו; עיצובים עכשוויים להשיג ערכי BR בין 1.1 ל-1.4 בהתאם להגדרה הליבה והשמיכות.

אפשרויות ל-Faldustri: Open vs's Close

שתי אסטרטגיות עיקריות מגדירות את מחזור הדלק עבור FBRs: מחזור פעם (פתוח) ואת מחזור סגור (reמעבד) בעוד מחזור פתוח הוא אפשרי מבחינה טכנית עבור FBR, זה יהיה להשתמש אורניום מועשר מאוד או פלוטוניום כמו ההפעלה דלק ופירוק של דלק בילה ללא מחזור - כמעט תחתום של ייצור יתר תוכניות פיתוח FBR, ולכן מטרה FLTR:0 ממעבדים אחרים לדלקים מחדש, כאשר הוא מוחלף דלק ללא מחזור 1 ליטרים).

מעגל דלק סגור עם עיבוד

במחזור סגור, דלק מוקרן נשמר לתקופה קירור (בדרך כלל 2-5 שנים) לפני שנשלח למפעל עיבוד מחדש.חומרי הזייף התאוששים מכוונים לייצור דלק, בעוד מוצרי פשפשעת וקטינים קטנים הופכים לבזבוז.

עיבוד מחדש (PUREX)

תהליך הפלוטוניום-אורניום REDOX (PUREX) שפותח במקור עבור דלק LWR, מותאם לדלק FBR.S. Spent דלק מומס חומצה חנקית, ו- tributyl phospus פוספטטיבי תמצית פירוטיום ואורניום ממוצרים של דלק סדקים (LGRMA) כוללים את שדה הקרינה הגבוהה ממוצרים קצרים של סדקים, נוכחות של ריכוזים קטנים של דלקת ריאות (FD) ו-FIX) אך כיום) של דלק , למרות שעדיין יכול להיות סיבוכים של דלק קרינת דלק (RX) בעיקר על ידי דלק ⁇ (R) ו-R) (Ric) של דלק ⁇ (R) (R) (R) (R) (Ricrex) (R) (Ricial) של דלק ⁇ ) (R) של דלק ⁇ ) (R) של דלק , בעיקר עבור דלק ⁇ (Ricial) (Ricial) (R) של דלק ⁇ (R) של דלק ⁇ (Ricial) של דלק ⁇ (R) (R) של דלק ⁇ (R) של דלק ⁇ ) (R) (Ricial

תהליכים מתקדמים (RealX+, COEX)

גליונות זרימה משתנות, כגון TERX+ (התרחבו בארה"ב) ו- COEX (בצרפתית CEA), מאפשרים שיתוף פעולה של neptunium יחד עם פלוטוניום ואורניום, מה שעוזב זרם מוצר טהור של fission. תהליכים אלה נועדו להפחית את הסיכון לתפוצה על ידי הימנעות מזרמי פלוטוניום נפרדים ועל ידי מתן אפשרות קבוצה של טרנזירים לשימוש ישיר בריבועים או ל-S.

Pyroמעבד (Electrometallurgical)

טכניקות אלקטרומטריות, הנקראות לעתים קרובות pyroמעבד, להשתמש ב אלקטרוליטיזה מלח מלוטש בנפרד ממוצרים של סדקים בדלקים מתכתיים. גישה זו הודגמה בקנה מידה הפיילוט עם ה-Ride Breeder Reactor II (EBR-II) ב- Argonne National Laboratory שהושגה יתרונות עבור מחזורי דלק מתכתיים: זה יותר קומפקטי, לקרינה קצר, אך לא יכול להכיל פחות חומרים קצרים (אך).

סוגי דלק ומרקיגה

דלק FBR חייב לעמוד בטמפרטורה גבוהה, שטף טון מהיר, ונזק משמעותי לקרינה.שלושת צורות הדלק הראשיות נרדפות: תחמוצת תחמוצת מעורבת (MOX), ⁇ מתכתית, ותרכובות מתקדמות.

(FLT:0)Mixed Oxide (MOX) דלקBRFLT:1 הוא הנפוץ ביותר עבור FBRs הנוכחי (למשל, BN-600, BN-800 ברוסיה, ואת PFBR המתקרב בהודו) MOX מורכב מ-U2) עם חשיפה פלוטוניום (Pu22), בדרך כלל עם תוכן pluium מפותח בין 15% ל- ptonicolS דורש טיפול מרחוק על ידי דלק (UVA) מ- plotonolS) מ-coicolS.

(FLT:0) מאליאל דלק FLT:1 (למשל, U-Zr, U-Pu-Zr ⁇ s) מציעה מוליכות תרמית גבוהה יותר, טוב יותר זיהום דלק מנקה, ומרקם פשוט יותר באמצעות הליהוק.S. EBR-II השתמש בסגסוגת U-Pu-10Zr. מתכתי יכול להיות יעיל reprocessed באמצעות סגסוגת מתכת, במיוחד עם הפחתה של צריכת דלק מתכתיבית, במיוחד, כולל ניקוי מתכתי, כולל ירידה קלה של כל אמצעי בקרה, עם ירידה במשקל.

(FLT:0) Nitride ו carbide דלקsveFLT:1 (למשל, (U,Pu)N) נחקרים עבור צפיפות גבוהה שלהם, מוליכות תרמית גבוהה, והתאמה עם קירור מתקדם כגון להוביל. JOYO של יפן נבדקה סיכות ניטר ניסיוני.

ניהול פסולת ומיניזציה

מחזור דלק בר קיימא חייב למזער את הנטל של פסולת ברמה גבוהה (HLW) הדורשת סילוק גיאולוגי.במחזור סגור, רק מוצרים סדקים וקטינינים קטנים (neptunium, americium, כוריום) נשארים כבזבוז; פלוטוניום התאושש, אורניום, ועלולים להיות מופעלים על ידי מוצרי פיסקה בדרך כלל משולבים לתוך LTF:0vitated, כמו אחסון גבוה, 000.

(FLT:0 חלקיות ו Transmutation (P&Trea)FLT:1 הוא אזור מחקר פעיל הכולל הפרדה כימית של רדיונוקלידים ארוכים מזרם הפסולת וממיר אותם לתוך איזוטופים קצרים או יציבים באמצעות הפגזות נויטרונים הנדרשים במשך מאות שנים, שפעת טון מהיר הופך אותם אידיאלי עבור כלי רכב טרנסג'נדרים וטייסים קטנים, הם רק מאות שנים של שכונות חנקות, 000 שנים, 000, 000 שנים של חנקן, 000 שנים, 000 ⁇ , 000, 000 שנים, 000 ⁇ , 000 שנים, 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיקולים לא-הפצת

כל מחזור דלק שמתמודד עם פלוטוניום נפרד מעלה חששות להפצת תכונות עיצוב חלקיות ואמצעי מדיניות להקל על הסיכונים האלה:

  • (FLT:0) לא נפרד פלוטוניום FLT:1: מחזורים סגורים כי co-extract plutonium עם אורניום או אקטינידים קטנים מייצרים תערובת דלק כי הוא פחות נגיש ישירות עבור נשק. pyroמעבדing מניב תערובת של אקטיניים, הגדלת מחסומים איזוטופיים.
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ : ⁇ (ב) [17]: פלוטוניום המכיל יותר מ 80% מה-FLT:2240 PuveFLT 3) איזוטופ נחשב "דרגה אבסטרית" ופחות אטרקטיבי לשימוש בנשק בגלל פליטת נויטרונים ספונטנית חום גבוהה שלה.
  • (FLT:0) מחזורי דלק רב-צדדיים 1FLT: הצעות למרכזים בינלאומיים להעשרה, עיבוד מחדש, וההפצה של דלק יניבו טכנולוגיות רגישות תחת פיקוח רב-לאומי, צמצום תמריצים לתפוצה לאומית.
  • (FLT:0) משמרות ושקיפות: טכניקות ניטור מתקדמות, כגון ספירת נויטרונים וגמא, וניתן לפתח מעקב מרחוק כדי לאמת את הציות ללא מפריעים לפעולות.

תוך שימת דגש על היתרונות של מחזור דלק סגירת מטרות לא הפצתן, נותרה אתגר מדיניות מרכזי במדינות רבות, כולל ארצות הברית, יש התחדשות מקומית מוגבלת מבחינה היסטורית מסיבה זו.

פרויקטים ותוכניות דיג

כמה מדינות פועלות או מתפתחות FBRs ומחזורי דלק קשורים, כל אחת עם עדיפויות טכניות ואסטרטגיות שונות.

הודו הודו

תוכנית הגרעין של הודו שלוש שלבים FBRs כעמוד מרכזי לשימוש במשאבים הרבים שלה אורניום מוגבל.ה-FLT:0Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR)FLT:1 (500 MWe, sodium-cooled, דלק MX) הוא קרוב השלמת עיצובים M500 We, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מופעל על ידי דלק מתכתי, גם על ידי דלק קצרי (FR) מופעל על ידי דלק קצרי דלק קצרי) הוא קרוב יותר (FR) על ידי מתקן דלק בינוני (FR) הוא קרוב יותר) על ידי דלק קצרי דלק קצרי דלק בינוני (FLT) הוא קרוב יותר) הוא קרוב יותר) על ידי דלק בינוני (FR) הוא קרוב יותר) הוא קרוב יותר) על ידי דלק קלפי CRValrapyp) הוא קרוב יותר) הוא קרוב יותר מופעל על ידי דלק בינוני (FRValtrarapyFRupyFRupyRValstrupyRupyRValstrupylast מופעל על ידי דלק צמחי מרפא).

רוסיה רוסיה רוסיה

רוסיה מפעילה את ה-FBRs המסחרי היחיד: BN-600 (600 MWt, 560 MWe) בבלוירסק פועל מאז 1980, בעוד BN-800 (800 MWt) החל לפעול מסחרית בשנת 2016 ה- BN-800 מורשה לדלק דלק מסוג MX ומשמש לבדיקת מטעני פלוטוניום שונים.

צרפת צרפת צרפת

צרפת הפעילה את הכור Phénix (Sodium-cooled, 250 MWe) מ 1973 עד 2009, להפגין טיפול בדלק ומעבד מחדש.התגובה הטכנולוגית המתוכננת (המתקדמים של סונויום לפירוק תעשייתי) נועדה לאמת 600 MWe עיצוב עם מחזור דלק סגור של MOX, אך היא גם הייתה מופרכת ב-2019.

יפן יפן יפן

תכנית FBR ביפן כוללת את ה-FBR הניסויי Joyo ואת אב הטיפוס Monju (280 MWe, נתרן נתרן) Monju סבלה דליפת נתרן בשנת 1995 ובוטלה בשנת 2016. יפן המשיכה במחקר מחזור דלק, כולל פיתוח מחזור NEXT (התאוששות מטיפול queous עם ייצור פשטני) ובדיקת דלק MA-Holding ב-Hyo הנוכחי הוא בעיקר על ידי עיצובים יציבים של צרפת.

ארצות הברית

[ה] חלוצית מוקדם FBR טכנולוגיה עם EBR-II (20 MWe, sodium-cooled, דלק מתכתי) מ 1964 עד 1994 אשר הדגים מחזור דלק סגור משולב באמצעות ייצור דלק ממריץ ומרחיק אותו באותו מתקן.הפרויקט Clinch River Breeder Reactor (CRBRP) בוטל בשנת 1983.

אתגרים כלכליים והגנתיים

למרות ההתקדמות הטכנית, אף מדינה עדיין לא הפעילה צי של FBRs בקנה מידה תעשייתי.המכשולים הכלכליים המרכזיים כוללים:

  • (FLT:0) עלויות הון גבוהות (FBRs) דורשות נתרן יקר או מערכות קירור מובילות, חילופי חום מיוחדים ותכונות בטיחות מתקדמות.העלות ל kWe יכול להיות גבוה ב -30-50% מאשר LWRs מודרני.
  • (FLT:0) תשתיות מחזוריות של פלורליות עולה 1FLT: בנייה ותפעול של צמחים, קווי ייצור דלק ומתקני ניהול פסולת מוסיפים מיליארדי דולרים בלבד.
  • (FLT:0) מחירי אורניום ללו (FLT:1): כאשר אורניום זול (כמו בשוק הנוכחי), תמריץ כלכלי לגדל נחלשות דלק חדשות. מחזור סגור הגיוני רק אם מחירי אורניום עולים באופן משמעותי או אם יתרונות אחרים (הפחתה ממושכת, אבטחת משאבים לטווח ארוך) מוערכים.
  • (FLT:0) רגולציה ואי הוודאות של אי הוודאות של הרישוי 1: במדינות קטנות יש מסגרות רישוי ספציפיות עבור FBRs ומחזורי דלק סגורים.התהליך לוקח שנים ולעתים דורש קריטריונים בטיחות חדשים לאינטראקציות נתרן-סוליום, שריפות נתרן גדולות וטיפול בדלקים בעלי פעילות גבוהה.

עם זאת, מדינות עם אסטרטגיות אנרגיה לטווח ארוך - כמו הודו, רוסיה וסין - לראות FBRs חיוני לעצמאות אנרגיה ובצעו משאבים משמעותיים לפיתוח שלהם. למידה עקומות מפרויקטים מוצלחים צפויים להוריד עלויות לאורך זמן.

תחזית עתיד

הפורום הבינלאומי דור הרביעי (GIF) זיהה שישה מושגים מתקדמים של כור, שלושה מהם כורים מהירים: הכור המהיר נתרן (SFR), הכור המהיר המוחזק (LFR), והכור המהיר המוטבע בגז (GFR) SFR (GFR) הוא ה-SFR הוא הבוגר ביותר, עם כמה פרויקטים תחת בנייה או מתוכנן.

מתקדם במדעי החומרים - כגון פיזור תחמוצת תחמוצת (ODS) פלדה ורכיבי סיליקון carbide - יאפשר טמפרטורות הפעלה גבוהות יותר תוחלת חיים של דלק ארוך יותר. אינטליגנציה מלאכותית מוחלת על מנת להתאים את דפוסי הפחתת הדלק וחיזוי ביצועי הדלק.בינתיים, הרצון הפוליטי לטפל בשינויי האקלים הוא חידוש עניין באנרגיה גרעינית, ו-FBRs יכול לספק מקור אנרגיה מתחדש כמעט אם מחזור הדלק סגור וקבוע.

שיתוף פעולה בינלאומי, באמצעות מסגרות כמו תוכנית טכנולוגיית התגובה המהירה של הסוכנות לאנרגיה אטומית ו- GIF, חיוני לשתף את עלויות הפיתוח הגבוהות ולנזק לסטנדרטים רגולטוריים.אם העשור הבא יראה תפעול מוצלח של PFBR בהודו, BREST-OD-300 ברוסיה, ואת CFR-600 הסיני, הבמה תהיה לפריסת רחבת היקף של מגדלי מהיר עם דלק בר קיימא במחזורים של 2030 ומעבר למחזורים.

(ב) [ה]הסברים: [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