תגובה מהירה של ברדר והשפעתם על שרשרת האספקה הגרעינית של העולם

כורי הבנת אנרגיה מהירים (FBRs) מייצגים את אחד אורניום שאפתני ביותר - שנוי במחלוקת - ונו השנויים במחלוקת - התחזיות בטכנולוגיה לאנרגיה גרעינית, שלא כמו כורים מים קונבנציונליים שצורכים את האורניום הנדירים איזוטופים -235, כורי גזע מהירים נועדו לייצר יותר חומר פישל מאשר הם משתמשים.על ידי הפעלתם עם חומרים מהירים ומחזים כגון אורניום או מאתיים שנה, מבטיחה לאספקת אנרגיה גרעינית רק לאחר שבירה גבוהה של אנרגיה.

מה הם תגובה מהירה של ברדר?

בלבו של כור גזע מהיר הוא הבדל מכריע מן הכור התרמי השולט בצי הגרעיני של העולם.בכור תרמי, ננוטרונים מתאמים (ממות) על ידי מים או גרפיט כדי להגדיל את ההסתברות של נפיחות עם אורניום-235. a fast planter מבטל את המנטר, ומאפשר ניטרון לשמור אנרגיה קינטית גבוהה - באופן פורה מעל 1V2 ליטרים יכול גם כן.

השטף הגבוה של נייטרון ודחיסות הפשפשפשים ב-FBRs מייצרים חום אינטנסיבי - עד כמה מאות מגה-וואט למטר מעוקב (מטען של חום זה ביעילות וללא ערפיליות ממתינות, FBRs משתמשים ב-נוזלים קרירים-מטיום (Sodium) הוא הבחירה הנפוצה ביותר בגלל מוליכות דלק מעולה שלה, ספיגה נמוכה של נייטרונים, ונקודת רתיחה גבוהה יותר (88C בלחץ אווירימורמטי) עם לחץ אוויריסריום בינוני, אך בדרך כלל מכיל גם כן, אך מורכב יותר, אך הוא צורך בשרירים מורכבים יותר, אך ורק חום, אך הוא צורך בעופרת גמישים מורכבים יותר, אך הוא צורך בעופרת גמישים יותר, אך ורק חום חם יותר, אך ורק חום, אך ורק חום, אך מורכב יותר, אך הוא צורך בעופרת צלול יותר, אך יעיל יותר, אך הוא צורך בעופרת צלול יותר, אך יעיל יותר, חום אוויריטיסה, אך מורכב יותר, אך יעיל יותר, אך הוא צורך בעופרת גמיש יותר, אך ורקמות אוויריטיסה, אך ורקמות אוויריטיסה, אך הוא גם כן, אך הוא צורך בשרירים גמישים יותר, אך ורק חום אווירימורמטיבית גבוהה יותר, אך ורק

השפעה על שרשרת אספקת הדלק הגרעינית

FBRs יש פוטנציאל לשנות את הכלכלה והגיאופוליטיקה של דלק גרעיני.כורים תרמיים לאמנת להשתמש בערך 0.7% של אורניום טבעי - החלק ה- סימטרי U-235. הנותרים 99.3% הוא אורניום-238, אשר מטופל בעיקר כפסולת (אורניום מרוקן) ממגדלים מהירים יכולים להמיר את האורניום הזה ל-238 פלוטוניום -239, ובכך לפתוח משאב אנרגיה -140 פעמים יותר מאשר כור גרעינים ארוך יותר מאשר כור גרעינים (מסוגים).

(FLT:0Closing את מחזור הדלק.FLT:1 כדי לממש את היתרונות האלה, FBRs חייב לפעול בתוך מחזור דלק "סגור": בזבז דלק משני כורים תרמיים ומהירים מעובדים כדי להפריד פלוטוניום וטראנסוריאנים אחרים, אשר לאחר מכן מארגים לתוך אלמנטים חדשים של דלק.זה יוצר מערכת שימור עצמי אשר מפחיתה באופן דרמטי את הצורך עבור מחסור אורניום ביתי, ולכן יכול להיות מוגבל שלושה מקורות אנרגיה, באופן מיידי, או יותר מאנרגיה גרעינית, אשר יכול להשיג, באופן מלא, אם כן, אם כן, באופן מיידי, או יותר ממרחק של כדור הארץ, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע עד שלושה ימים, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע לאזורים, או יותר מדיום, אשר עשוי להגיע לאזורים, באופן מיידי, או ממרחק של אנרגיה גרעינית, אם כן, או יותר ממרחק של אנרגיה גרעינית, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע לאזורים, באופן מלא, באופן מלא, באופן מלא, אשר עשוי להגיע לאזורים, באופן מיידי, אשר עשוי להיות, על ידי שימוש באלפי שנים, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע לאזורים, אשר עשוי להגיע לאזורים, כך, כך, כך, כך

(FLT:0) פוטנציאל שלThorium.FLT:1 FBRs יכול גם להיות מתוכנן להשתמש thorium-232, אשר הוא שלוש עד ארבע פעמים יותר בשפע בקרום כדור הארץ מאשר אורניום. כאשר thorium סופג נויטרונים מהירים, זה עובר לתוך אורניום-233 - איזוטופ פגי שיכול להיות ממוחזר.

(FLT:0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יתרונות של תגובה מהירה Breeder

צריכת דלק וגיוס משאבים

היתרון הגדול ביותר הוא העלייה המרהיבה של השימוש במשאבי.בעוד כור מים אור שואב כ-50 ימי GW ל טון אורניום מוקש, FBR במחזור דלק סגור יכול לעלות על 1,000 ימי GW לטון.יעילות זו פירושה שאפילו אורניום נמוך אוסים להיות בר קיימא מבחינה כלכלית, ועלות הדלק הופכת לחלק קטן של עלות חשמל שולית כוללת.

ניכוי פסולת גרעינית

מגדלים מהירים יכולים להיות מעוצבים כ"שורים" של איזוטופים טרנסאורניים ארוכים - במיוחד פלוטוניום, americium ו- neptunium. על ידי מחזור אלמנטים אלה שוב ושוב, זרם הפסולת הסופי נשלט על ידי מוצרי פשון עם מחצית חיים של כמה מאות שנים ולא עשרות אלפי.

עצמאות אנרגיה בת קיימא

עבור מדינות המתכננות להסתמך רבות על כוח גרעיני במשך עשרות שנים, FBRs מציעים נתיב לקיימות ללא תלות בדלק חיצוני. הודו, עם עתודות האורניום הצנועות שלה, אך שפע של תליון, צופה שלב שני של מגדלים מהירים המופעלים על ידי פלוטוניום מכורים המים הכבדים שלה, ואחריו שלב שלישי של כורים מבוססי thorium.

התנגדות להפצת (עם מערות)

בעוד הרבייה פלוטוניום מעלה חששות הפצת, החומר המיוצר ב FBR הוא פחות אטרקטיבי עבור נשק מאשר פלוטוניום bred כורים תרמיים. FBR-bred plutonium מכיל בדרך כלל שיעור גבוה יותר של האיזוטופים Pu-238, Pu-240, ו- Pu-242, אשר מייצרים ערפילי חום עז, ספונטני, gamma קרינה - הפעלת נשק מסוכן וחום סגור, בנוסף, ניתן להפעיל את המתקנים בינלאומיים.

אתגרים ודאגות

עלויות הון גבוהות ומורכבות

FBRs יקרים יותר באופן משמעותי לבנות מאשר כורים מים אור.IQ:0) הם דורשים חומרים אקזוטיים עבור רכיבי קירור ובסיס הליבה, חילופי חום מתקדמים, ומגנים מאוד על מערכות דלות דלק.FLT:1 הלולאה נתרן ביניים (sodium-to-sodium חום החלפתr) מוסיף כמה מאות מיליון דולר למפעל טיפוסי.

סיכונים בטיחותיים: Sodium Fires and Water Reactions

נתרן נוזלי נשרף באופן ספונטני באוויר ומתפוצצת בקשר עם מים.כמה תאונות FBR נגרמו על ידי דליפות נתרן: הכור מנגוו (1995) חווה אש נתרן שהובילה להשמצה; Superphénix של צרפת (1990) סבלה מדלפות נתרן חוזרות ונשנות ובעיות מבניות לפני שנסגר.

סיכון להפצת פלוטוניום Breeding

למרות תערובת איזוטופית המפריעה לאיידהו, קיומו של מאגרים גדולים של פלוטוניום מופרד במתקנים לעיבוד מחדש הוא דאגה להפצת נשק.כל מדינה המפעילה FBR וצמח עיבוד יכול להסיט את פלוטוניום עבור נשק.סוכנות האנרגיה האטומית הבינלאומית (IAEA) דורשת אמצעי הגנה קפדניים, וכמה מדינות (כולל ארצות הברית תחת מדיניות קרטר) מנעו תקדים מסחרי זה, למרות שעדיין לא הפסיק את המעבדה הלאומית של הממשל המסחרית.

בעיות אי-תזונה ופעולות

אף FBR עדיין לא הוכיחה פעילות מסחרית אמינה לטווח ארוך, אבטיפוס המצליח ביותר - ה Phénix של צרפת (254 MWe) - שהורכבה מ-1973 עד 2009 אך עם תכיפות תכופות. BN-600 (1980) היה אמין יותר, עם גורם קיבולת מעל 80% בשנים האחרונות, אבל הוא משתמש בדלק אורניום מועשר מאוד ולא בחומרים סגורים עבור תרכובת דלק מתקדמת (מצטברות), מקצרים מתקדמים) מקצרים מדלקים (מצטברים) תחת דלקים).

אתגרים ושיקום

המעגל הסגור שהופך את FBRs יעיל גם דורש צמחי עיבוד בקנה מידה גדול.מתקנים אלה הם הון-רגישים לייצר פסולת רדיואקטיבית נוזלי שלהם.הפרדה של אקטינינים קטנים מ פלוטוניום והוא תובעני מבחינה טכנית ועדיין לא הוכח בקנה מידה תעשייתי. יתר על כן, התחבורה של פלוטוניום טריים ודלקת אסימונים דלק מעלה בעיות אבטחה ולוגיסטיקה.

פיתוחים גלובליים ו-Outlook

רוסיה רוסיה רוסיה

רוסיה מובילה את העולם בפיתוח כור מהיר יותר של BN-600 (600 MWe, נתרן-קולק) פועלת מאז 1980 ב Beloyarsk.The BN-800 גדול (880 MWe) החל לפעול מסחרית בשנת 2015 והוא הכור המהיר הראשון לשימוש דלק MOX במחזור סגור. Rosatom מעצב את BN-1200M במטרה להקליד עיצוב שיכול להיות פעיל פיתוח ציוד גרעיני גם כן.

הודו הודו

תוכנית הגרעין של שלושה שלבים בהודו מציבה את FBRs במרכז.הטיפוס מהר יותר הכור (PFBR), כורים מסוג MWe נתרן-cooled לולאה בסגנון קאלפאקה, מתקרבת לאחר עשרות שנים של עיכוב.זה ישתמש דלק קרבה מעורב של אורניום ופלוטוניום.

סין

סין נכנסה לתחום של המשיב המהיר באגרסיביות.התגובה המהירה של סין (CEFR, 65 MWe) הגיעה לקריטיות בשנת 2010. "התגובה המהירה של סין 600 (CFR-600), יחידה של 600 מאנו נתרן, נמצאת בבנייה במחוז Xiapu ב פוג'י, עם קריטיות הצפויה בסוף 2020.

צרפת צרפת צרפת

צרפת הפעילה היסטורית את 250 MWe Phénix ואת 1200 MWe Superphénix, האחרון להיות הגדול FBR שנבנה אי פעם.שניהם נסגרו; Superphénix היה מגופת על ידי בעיות טכניות והתנגדות ציבורית.עם זאת, צרפת ממשיכה במהירות reactor R & D, תוך התמקדות בפרויקט ASTRID (התגובה הטכנולוגית מתקדמת עבור הדגול תעשייתי), למרות שהמימון מופחת בשנים האחרונות עם ניסיון כלכלי.

יפן יפן יפן

יפן הפעילה את ה-280 MWe Monju מ-1994 עד שדלפת נתרן בשנת 1995 הובילה לסיומה ארוכה.התוכנית ה-reactor המהירה של יפן מתמקדת כעת בכור הניסויי Joyo (100MWth) ומחקרת ב-עופרת-bismuth ו-Helium-cooled מושגים באמצעות הסוכנות לאנרגיה אטומית (JAEA). פוקושימה דכאה, עדיין, עדיין, עדיין, עדיין, עדיין, פעיל, פעיל בהתקפות פוליטיות מתקדמות, אך עדיין, אך עדיין, אך עדיין, אך עדיין, אך הוא משתתף ב-ה-ה-ה-ה-ה-הת, אך עדיין, אך הוא תומך ב-הת ב-הת, אך ורק ב-הת, ב-הת, אך עדיין, ב-הת, ב-Rülium-cooled, ב-cooled, ב-Rürushima Daich, ב-Rürich, ב-R.

ארצות הברית

ארה"ב לא בנתה FBR מסחרי מאז פרויקט Clinch River Breeder Reactor בוטלה ב 1983. עם זאת, ה-Ratera Reactor II (EBRII) במעבדה הלאומית של איידהו המופעלת בין 1964 ל-1994 והדגימה תכונות בטיחותיות כגון חסימה פסיבית במהלך בדיקות אחסון טרה-סגולות מהירות.

שיתוף פעולה בינלאומי: דור IV

הפורום הבינלאומי של דור הרביעי (GIF) כולל מערכות במהירות-הקטורות לשני העיצובים שנבחרו: ה-GIF (GIF), ה-עופרת-Cooled Fast Reactor (LFR), ו-Sodium-Ced Fast Reactor (SFR) דורש את ה- RLT-RTM וה- RLT (כלומר, רוסיה BR-EST,300 של בלגיה) הוא יעד מתקדם ל-RFR ו-GLTDFR.

מסקנה

כורים מהירים מחזיקים את הפוטנציאל להפוך את שרשרת האספקה הגרעינית של העולם מתעשיית המקור הסופי למפעל כמעט בלתי-מיושב על ידי פתיחת תכולת האנרגיה של אורניום-238 ו- thorium, הם יכולים להאריך את עתודות הדלק במשך אלפי שנים, להפחית את נפח ורדיו-שיכרות של פסולת ברמה גבוהה, ולהציע אנרגיה למדינות ללא מדינות מקומיות כמו רוסיה, הודו, והם כבר מתקדמים עם עלויות תפעוליות אחרות, בעודן, מאחר ו-RFI, הן עדיין פועלות, מאחר ו-FVal-Reducational-Reducation, הן ממשיכות להיות מעורבות, מאחר ו-FBR, הן עדיין נמצאות בסיכון גבוה, מאחר ו-Res-Res-F, בעודן, מאחר ו-Frexitrexitrexitrexitrexitrexitrexitrexitrexitificalctions-rexitrexitatives-rections-rexitrexitativeity, בעודן, ו-RF-rexitrexitifical-line, בעודן, בעודן, ו-RF-RF-Resur-Resurrexitativeity של פסולת גבוהה של צריכת אנרגיה למדינות ללא מדינות ללא מדינות ללא מדינות ללא מדינות

עתידן של FBRs יהיה תלוי בשיפורים הטכנולוגיים המתמשכים - במיוחד במדעי החומרים, טכניקות עיבוד ומערכות בטיחות פסיביות - כמו גם על מסגרות רגולטוריות בינלאומיות המבטיחות אי-הפצתם:0IAEA מקדמת באופן פעיל טכנולוגיות ל-BRLACFLT:1 ומספקת מסדי נתונים על כורים מהירים ברחבי העולם.

[ה]הקריאה: [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']''''''''''''''''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''