כורים מהירים מייצגים גישה טרנספורמטיבית לאנרגיה גרעינית, שנועדה לחלץ הרבה יותר אנרגיה אורניום טבעי מאשר כורכור קונבנציונלי.על ידי המרת אורניום לא-פיסל -238 לתוך פלוטוניום 239, הכורים האלה יכולים לייצר יותר דלק מאשר הם צורכים.יכולות אלה מתיישבות ישירות עם עקרונות הכלכלה המעגלית, שבו חומרים הם בשימוש מתמיד ופסולת מצמצם את ההקשר הגרעיני, מהר יותר לנפח של פסולת רדיואקטיבית, לצמצום כמויות גדולות של דלק, לצמצום כמויות גדולות של פסולת, ולהפחית באופן דרסטי של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה של חומר זה, ולהפחית את הפחיתה של חומר זה, לצמצום כמות גדולה של צריכת דלק חדש של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה של צריכת דלק, ולהפחית את הנפח חשמליות, ולהפחית את הנפח של צריכת דלק חדש של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה של צריכת דלק, לצמצום כמות גדולה של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה של צריכת דלק, ולהפחית באופן דרסטי של צריכת דלק, ולהפחית את הפחתת כמות גדולה יותר של פסולת רדיואקטיבית, לצמצום זמן רב יותר של צריכת דלק, לצמצום כמות גדולה יותר של אנרגיה מתחדשת,

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

כורכור מהיר (FBRs) הם סוג של כור גרעיניים המשתמשים נויטרונים מהירים - טוטרונים עם אנרגיה קינטית מעל 1 MeV - כדי לקיים תגובת שרשרת מטושטשת.זה שונה באופן בסיסי מהרוב המכריע של כור חשמל תפעולי, אשר מסתמכת על נויטרונים להאט (מתונים) לאנרגיות תרמיות על ידי מים, גרפיטי, או חומרים אחרים, במקום זאת, כמו נוזל, במקום זאת, אינו מוביל, כמו סגסוגת, במקום זאת, כמו נוזל, במקום זאת, כמו גם ספקטרום קשה, או מסובייקט, במקום זאת, או מסולק, במקום זאת, הוא נוזל, כמו סגסוגת, במקום זאת, כמו סגסוגת קשה, כמו נוזל, במקום זאת, או מסובייקט, או מסובייקט, במקום זאת, או מסובייקט, הוא חזק, כמו סגסוגת, כמו סגסוגת חום, הוא חזק, במקום זאת, במקום זאת, הוא חזק, כמו נוזל, במקום זאת, כמו נוזל, הוא חזק, הוא חזק, הוא חזק, במקום זאת, הוא חזק, כמו נוזל, במקום זאת, במקום זאת, במקום זאת, הוא חזק, כמו סגסוגת, הוא חזק, כמו נוזל, כמו נוזל, הוא חזק, כמו נוזל, במקום זאת,

החדשנות המרכזית היא 238 ו- 0.7% אורניום-235, איזוטופ שיכול לקיים תגובות שרשרת עם נויטרונים תרמיים.ב כור אור קונבנציונלי, רק אורניום-238 נדיר - 0.7% אורניום-235, איזוטופ שיכול לשאת תגובות שרשרת עם נויטרונים תרמיים.ב כור אור רגיל, רק אורניום נדיר-235 משמש ביעילות, מה שנשאר את רוב האורניום במהירות, בכור אנרגיה גבוהה יכול להמיר 238 ליטרים של דם -2 ליטרים.

יחס הרבייה - כמות החומר המפחיד המיוצר ליחידה הנצרכת - יכול לעלות על 1.0, בדרך כלל החל מ 1.04 עד 1.2 ב FBRs מתוכנן היטב במהלך חייו של הכור, זה אומר שהוא יכול לייצר דלק נוסף כדי להתחיל כורים אחרים או מחזור לתוך הליבה שלו. יכולת זו להכפיל את האנרגיה הנתרן מן אורניום על ידי גורם של 50 עד 100 עד לפני-ידי פעם כורים תרמיים היא ההבטחה של גזע מהיר יותר של טכנולוגיה.

כמה מהר מגיב ברדר מתאפר מהתגובה הרכה

ניוטרון Spectrum ודלק מחזור

ההבחנה הבסיסית טמונה באנרגיה נויטרונים.הכורים הארוכים את הניטריונים ל- 0.025 eV, הממקסימה את ההסתברות של הסתברות של אורניום-235 ו plutonium-239, אך גם מובילה להסתברות גבוהה יותר של לכידת פרסיטית במוצרי פשציה וחומרים מבניים.

בחירה מגניבה

כדי להימנע ממתינות נויטרונים, FBRs לא יכול להשתמש מים כמו מגניב מים הוא מתווך מעולה בשל התוכן מימן שלה. במקום, כורים מהירים מעסיקים קירור עם כוח ממתינות נמוך, כגון נתרן נוזלי (הנפוץ הנפוץ ביותר), נוזל או מוביל-ביסקומוט, וכן בתכנון מתקדם, גז הליום או מלחים זהירים יש תכונות חום מעולה, ולהוביל פעולה כימי, אבל גורם דרמטי, עם לחץ אוויריבית, אבל גורם עופרת בלחץ אווירי, עם השפעה עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת עופרת צמיגים.

עיצוב קירור ודלק

ליבות כור מהירים יותר קומפקטיות יותר מליבויות כור תרמיות כי הדרך החינמית של נויטרונים מהירים היא ארוכה יותר, הדורשת צפיפות גבוהה יותר כדי להשיג קריטיות.דלק מורכב בדרך כלל מ תחמוצות מעורבות (MOX) של אורניום ופלוטוניום, אבל דלק מתכתי (למשל, אורניום-plutonium-zconium ⁇ ) או nitride הם גם תחת פסגות של נוזל ליבת.

כלכלה מעגלית וחומרים גרעיניים

הכלכלה המעגלית היא מודל כלכלי שמטרתו לשמור על המשאבים לשימוש במשך זמן רב ככל האפשר, להפיק מהם ערך מקסימלי, ואז לשחזר ולחדש מוצרים וחומרים בסוף חיי השירות שלהם.בתעשיית הגרעין, זה מתורגם לסגירה מחזור הדלק הגרעיני: במקום לטפל בדלק המבזבז כבזבוז, הוא מעובד מחדש כדי לשחזר אורניום ו pluton, ואת הנותרים מוצרים קלים ומוצרים קלים יותר מנוהלים ביעילות.

כורים מהירים הם מרכזיים בחזון זה.הם יכולים לצרוך את פלוטוניום התאוששו מהכור הקונבנציונלי שבזבז דלק וגם לשרוף את המתליינים הקטנים, להפחית את הזמן כי פסולת ברמה גבוהה חייב להיות מבודד מן הסביבה ממאות אלפי שנים עד כמה מאות שנים. היישור הזה עם עקרונות כלכלה מעגלית הוא מניע ריבית חדשה ב FBRs ממדינות עם תוכניות גרעין גדולות, כגון הודו, רוסיה, יפן, צרפת, צרפת, צרפת, בריטניה, צרפת, צרפת, בריטניה, צרפת, צרפת, צרפת, צרפת, צרפת, צרפת, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, צרפת, צרפת, בריטניה, צרפת, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, עם עקרונות הכלכלה המעגלית, היא משיקה.

Recycling in Fast Breeder Reactors

תהליך מחזורי מתחיל עם עיבוד דלק מגלגל.דלק מכומר תרמי מכיל כ- 1% פלוטוניום, 95% אורניום (בעיקר אורניום 238), ו-4% מוצרי קשקשים וקטינינים קטנים. במחזור חד-דרך קונבנציונלי, תערובת שלמה זו מיועדת לסילוק גיאולוגי ישיר. במחזור סגור, הדלק מתמוסס בחומצה חנקית, ואת אורניום ו pluium הם מופרדים יותר עבור דלק מהיר (xicial) עבור דלק מהיר (Froniciallyx) לתוך תהליך הידרומטרדנציה מהירה יותר).

כורים מהירים משתמשים בפלוטוניום ממוחזר זה כמו דלק ליבה.חומר השמיכה - אורניום מרוקן - הוא גם מעובד לחלץ את פלוטוניום החדש לאחר הקרנה. שיטות עיבוד מתקדמות (כגון PYROX, מחזורי התחדשות +, ו DIAMEX-SANEX) במטרה להפריד לא רק ו pLTluton, אלא גם nmuium, apericium, לאחר מכן, aFP) לתוך חומר טריוויה קצר יותר (Ficial) ו-Fidine) לתוך חומר זה יכול להיות משולב לתוך חומר זה.

יתרונות של מחזור עם FBRs

  • (FLT:0) יעילות הדלק הנרגשת: FLT:1 כור גזע מהיר יכול לחלץ כ 60–70% מתוכן האנרגיה של אורניום, בהשוואה ל-1% בכור מים פעם.
  • (FLT:0) ניכוי פסולת רדיואקטיבית ארוכת ימים: ראט" 1) על ידי שריפת פלוטוניום וקטיניסטים קלים, נפח ורדיו-העת של פסולת ברמה גבוהה ניתן להפחית על ידי יותר מ -90%.
  • (FLT:0) עצמאות מקורות: מדינות ללא כמות גדולה של אורניום יכול להשתמש במאגרי דלק הקיימים כמשאב, שיפור אבטחת האנרגיה.
  • (ב) ⁇ :0) אמינות: 1FLT עם גידול, משאבי אורניום זמינים יכולים לכפות את הציוויליזציה במשך אלפי שנים, ובכך להפוך את האנרגיה הגרעינית למשאב מתחדש.
  • (ב) נדרש טביעת רגל סביבתית:0) ,FLT:1 פחות כרייה, מנקה, והעשרה, ונדרשים, מה שמפחית את ההשפעות האקולוגיות של מחזור הדלק הגרעיני.

אתגרים ומכשולים

למרות היתרונות המשכנעים שלהם, כורי גזע מהירים לא היו פרוסים באופן נרחב.מספרים טכניים, כלכליים וחברתיים נותרו.

אתגרים טכניים ומבצעיים

כורים מהירים פועלים בטמפרטורות גבוהות יותר ובקרינה רבת ערפילית מאשר כורים תרמיים.כאן דרישות קיצוניות על חומרים: דלק מתפתל, רכיבי מבני הליבה ומערכות קרירות יותר חייבים לעמוד בנפיחות, הריסות, ושחיתות מעל עשרות שנים.סויום מציג אש וסיכוני התפוצצות, הדורשות מערכות בטיחות מפורטות.

גורמים כלכליים

כורכור מהיר יקר מטבעו לבנות יותר מאשר כורים קלים מים בגלל החומרים האקזוטיים, מערכות טיפול נתרן, ורווחי בטיחות גבוהים הדרושים.עלויות הון גבוה, בשילוב עם המחיר הנמוך של אורניום והשפע הנוכחי של יכולת העשרה, הפכו FBRs ללא כלכלה ברוב השווקים.התועלת הכלכלית המלאה של הרבייה מושגת רק כאשר המחירים עולים באופן משמעותי או כאשר העלות של פסולת היא בעלת מחויבות פנימית, בנוסף לקרינה ממושכת, דורשות דלקים, או מאנרגיה גבוהה.

סיכון הפצה

פלוטוניום המיוצר כורים מהירים ניתן להסיט לשימוש בנשק אם לא נשמר כראוי.בעוד plutonium של דרגה כורכורית הוא פחות מתאים עבור נשק מאשר חומר ברמה נשק, עדיין ניתן להשתמש בו על ידי שחקנים המדינה או קבוצות טרור מתוחכמת. אמצעי הגנה בינלאומי (EA), אמצעי הגנה פיזיים, מחזורי דלק עמידים על פני השטח (למשל, colocated cocateding טכנולוגיות areicial) כדי להפחית את הסיכון של אזור זה.

מדיניות וקידום

אנרגיה גרעינית כוללת ספקנות ציבורית במדינות רבות, וכורים מהירים קשורים לעתים קרובות לייצור פלוטוניום עבור נשק.בנוסף, קווי זמן ארוכים לפיתוח ועלות גבוהה של פרויקטים להדגמה להפוך אותם רגישים פוליטית.מדיניות תמיכה השעווה וwaned - ארה"ב ביטלה את נהר קלנץ' ברדר בתגובה בשנת 1983, וצרפת נטשה את סופרפניקס ב-1997, עם זאת, תוכנית חדשה יותר (FR-קוריאנית), סין (CE) עם זאת, סין, עם זאת, גרמניה (CE) , עם זאת, עם זאת, גרמניה, לאחרונה, בריטניה, גרמניה, גרמניה, בריטניה, גרמניה, גרמניה, גרמניה, , , , , , , , , , , דחתה את התחייבויות נוספות, עם זאת, צרפת, עם זאת, עם זאת, בריטניה, בריטניה, עם זאת, עם זאת, בריטניה, , , עם זאת, , , , , , לאחרונה, לאחרונה, עם זאת, , בריטניה, , , חשפה לאחרונה, , , בריטניה מחדש, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בריטניה, בשנת 1983, עם זאת, חשפה לאחרונה, חשפה מחדש, , , , צרפת, צרפת, בשנת

פרויקטים ו-Outlook עתידיים

כמה מדינות מתפתחות באופן פעיל כורים מהירים ותשתית מחזור דלק קשורה.

רוסיה: BN-800 ו- BN-1200

רוסיה מפעילה את BN-800, כור מהיר 880 MWe במפעל הכוח הגרעיני Beloyarsk, שהחל לפעול מסחרית בשנת 2016. זה משתמש בדלק נתרן קירור ו-MOX, ומשמש לבחינת טכנולוגיות עיבוד מחדש ולשרוף פועלים קטנים.רוסיה מתכננת לבנות BN-1200 גדול יותר, וגם מפתחת כור מהיר מוביל (BR-300) כחלק מהתפרצות דלק סגורה באתר ה-FEC כדי להשיג חומרים מתקדמים.

הודו: PFBR ומעבר

בהודו יש תוכנית גרעין תלת-שלבית שנועדה למקסם את השימוש של עתודות הבלוטות שלה, עם כורים מגזע מהיר כמו השלב השני. 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) ב Kalpakkam הוא קרוב למינוי לאחר בנייה נרחבת. הודו צופה צי של FBRs כדי להתרבות פלוטוניום ולאחר מכן לטעון שמיכה לייצר אורניום-233 עבור השלב השלישי של כורים מתקדמים.

סין: תגובה ניסיונית וההפצה

סין מפעילה את ה- China Experimental Fast Reactor (CEFR), כור בן 65 מגה-וואט שנכלל ב-Blodium-cooled Pool-type שהגיע ל-Regressity בשנת 2010. A גדול יותר, CFR-600, נמצא בבנייה וצפוי להתחיל באמצע שנות ה-20.ההתרחבות הגרעינית השאפתניתנית של סין כוללת תוכניות ל-FBRs מסחרי עד 2030, לצד תוכנית עיבוד דלק מקיפה.

אירופה: ASTRID ו-MyRRHA

פרויקט ASTRID בצרפת (Advanced Sodium Technology Reactor for Industrial Demonstration) שמטרתו לבנות כור מהיר של 600 MWe נתרן-cooled כורשו של Phénix ו Superphénix. עם זאת, בשנת 2019 הפרויקט הושעה בשל מגבלות תקציב ו סדרי עדיפויות מתפתחות.בלגיה מפתחת את MyRRHA, מולטי מוביל-bismuthrated accel-acel-oriented מערכת הפעלה שיכולה לפעול במסגרות קריטיות כדי להפעיל את מטרות עיצוביות.

יוזמה בינלאומית

הפורום הבינלאומי דור הרביעי (GIF) כולל עיצובים של כור מהיר כמועמדים עיקריים: התגובה המהירה של סויום-Cooled (SFR), מוביל-Cooled Fast Reactor (LFR), ו- Gas-Cooled Fast Reactor (GFR) משתפים פעולה במחקר, תקני בטיחות ופיתוח טכנולוגי.IEA תומכת גם ברשתות כור מהיר וקואורדינטציות נתונים על נתונים ניסיוניים מהירים.

מסקנה: נתיב לאנרגיה גרעינית בת קיימא

כורים מהירים הם לא רק סקרנות טכנית; הם המנוף של כלכלה מעגלית גרעינית.על ידי המרת אורניום פורייה-238 לתוך פיטולטוניום ארוסה ועל ידי שריפת הפסולת הטרנסאוריטנית הארוכה מן הכורים הקונבנציונאליים, FBRs יכול להפחית באופן דרמטי את נפח ו רעילות של פסולת גרעינית תוך הרחבת משאבי אורניום על ידי פקודות גודל.

עם זאת, הדרך לפרריסה מסחרית היא ארוכה ויקרה. כישלונות העבר ועלויות ההון הגבוהות התמזגו התלהבות, אך התחייבויות מחודשות ברוסיה, הודו וסין מוכיחות כי הטכנולוגיה היא בת קיימא כאשר היא נתמכות על ידי מדיניות עקבית ותשתיות משולבות.

כמו שהעולם מבקש מקורות אנרגיה פחמן נמוכים שיכולים לפעול באופן רציף, כורים מהירים מציעים שילוב ייחודי של כוח עומס בסיס, מחזור דלק והפחתה של פסולת.הצלחתם תהיה תלויה בשיתוף פעולה בינלאומי, קבלה ציבורית, והתנאים הכלכליים שהופכים את הרבייה אטרקטיבית. עבור מדינות המבקשות עצמאות אנרגיה ופתרון לבעיה ארוכת טווח של פסולת, הכור המהיר נשאר מבטיח ביותר לקראת סגירת מעגל הדלק הגרעיני והשגת חומרים גרעיניים אמיתיים.