Hızlı Breeder Reaktörler ve Dünya Nükleer Tedarik Zinciri Üzerine Etkileri
Hızlı yetiştirici reaktörler (FBRs) en hırslılardan birini temsil ediyor - ve tartışmalı - nükleer enerji teknolojisindeki engelleri ve uranyum-su reaktörlerini kullanan geleneksel ışık-su reaktörlerinin aksine, FBR'ler, dünyanın nükleer yakıt kaynaklarını yıllarca uzatmaya söz veriyor.Bu, küresel nükleer tedarik zincirini yeniden şekillendirebilir, yüksek enerjili çalışma alanlarının hacmini azaltabilir ve enerji tasarrufu sağlar.
Hızlı Breeder Reaktörler Nedir?
Hızlı bir cins reaktörün çekirdeği, dünya nükleer filosuna hükmeden termal reaktörlerden önemli bir fark vardır. - Bir termal reaktörde, nötronlar yavaş yavaşlanır (sırasıyla) su veya grafiklere göre sadece uranyum-235 ile olan fiziğe ulaşır, ancak transmute verimli bir şekilde üretilir.
FBR'lerde yüksek nötron florası ve fission yoğunluğu yoğun ısı yaratır - birkaç yüz megawatta kadar metreküresel basınçlar için ısıtılır ve ısıtılır, FBR'ler, pahalıya dayanıklı ısıtıcı motorlar için en yaygın seçimdir.
Nükleer Yakıt Tedarik Zinciri Üzerine Etkisi
FBRs, enerji ve yakıtın temel olarak değiştirilmesi potansiyeline sahiptir. Konvansiyonel termal reaktörler, doğal uranyumun yaklaşık% 0.7'sini kullanabilir - kalan 99% 'lik bir enerji kaynağının -% 140'unu mevcut reaktörlerin erişebileceğinden daha büyük bir şekilde yakılabilir.FBR'ler büyük ölçüde daha yüksek hareketsiz (düşük uranyum) Daha yüksek verimsiz (zenfekte) jeolojik atıkların son derece yüksek miktarda enerji tasarrufu sağlayan, yüksek çözünürlükte enerji tasarrufu sağlayan, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte (örneğin, pürücüler) yüksek enerji tasarrufu sağlayan yüksek enerjili bir enerji tasarrufu sağlayan yüksek enerji tasarrufu sağlayan yüksek enerji tasarrufu sağlar.
[FONT:0] Yakıt döngüsünün kaldırılması.[[Dönetici:0] Yakıt döngüsünden yakıt tüketimi ve diğer transuranics, bu nedenle yeni yakıt elementlerine bağlı olarak üretilen bir öz-kullanıcı sistemi oluşturmak için, temiz uranyum madenciliği için gerekli olan ihtiyacı dramatik bir şekilde azaltmalıdır.
[FONT:0]Thorium potansiyeli.[[Dönetici:0] FBR'ler, Dünya'nın kabuklarından çok daha az miktarda ürün üreterek, hızlı bir nötron absorbe edildiğinde, uranyum-233'e transmutlar da yeniden dönüştürülemezler - reaktif FBR'ler yeniden üretilebilmektedir. Thorium-yakıtlı FBR'ler uranyum ve küçük eylemcilere daha az miktarda ürün verdi.
[FONT:0]Enerji güvenliği.[[DÜDÜT:1] Zaten önemli miktarda uranyum (örneğin, ABD, Rusya ve Birleşik Krallık) veya yeniden işlenmiş plutonyum, FBRs, bu “tesirli” nin değerli yakıtlara sahip olması için bir yol sunuyor. ABD sadece yaklaşık 700,000 metrik tonluk uranyum, hexafluoride, beş yıl boyunca bir enerji eşdeğerliğini temsil ediyor.
Hızlı Breeder Reaktörlerin Avantajları
Yakıt Verimliliği ve Kaynak Dahili
En ünlü avantaj, kaynak kullanımında muhteşem artıştır. Bir ışık su reaktörü yaklaşık 50 GW-günlük bir miktar maden suyu maliyetinin yüksek olduğu anlamına gelir.
Nükleer Atıkların Azaltılması
Hızlı yetiştiriciler, uzun ömürlü transuranic isotopes'ın “burner” olarak tasarlanabilirler – özellikle plutonyum, americium ve neptunium.Bu unsurları tekrar geri dönüştürerek, son atık akışı, on dört yıldan fazla bir süre boyunca yarı hayattaki ürünlerle hükmedülmektedir.
Sürdürülebilir Enerji Bağımsızlık
On yıllardır nükleer güce güvenmek için planlayan ülkeler için FBRs, dış yakıt bağımlılığı olmadan sürdürülebilirliğe bir yol sunuyor. Hindistan, mütevazı uranyum rezervleriyle, ancak bol miktarda thorium, ithal uranyumun ikinci aşamasına güvenerek, ağır su reaktörlerinden bir şekilde yakıta bağımlı hale geldi, aynı zamanda tomyum bazlı reaktörlerin üçüncü aşamasıyla da bir şekilde devam etti.
Proliferasyon Direnişi (referanslarla)
Plutonium'u yetiştirme endişeleri ortaya çıkarırken, FBR'de üretilen malzeme, plutonium'dan daha az çekicidir ve ısı reaktörlerinde silah toplama işlemi zor ve tehlikeli olabilir.FBR-bred plutonium tipik olarak, işlem tesislerinin daha yüksek bir orantılı ve takip edilirse, Pu-240 ve Pu-242'te işletilebilir.
Meydanlar ve Endişeler
Yüksek Sermaye Maliyetleri ve Kompleksi
FBR'ler hafif su reaktörlerinden daha pahalıdır.[ °T:0) Bazı soğuk ve temel bileşenler için egzotik malzemeler gerektirir, gelişmiş ısı değiştiricileri ve ağır bir yakıt kullanan sistemler.[DDDDD) orta sodyum döngü (sodium-to-to-soyum ısı değişimi) yaklaşık 5 milyar dolar, bir sonuç olarak, yeni bir FBR'nin başkentinin maliyeti, karşılaştırılabilir bir preurize su reaktörünün üç katıdır. Örneğin, Rusya'nın BN-800'in tahmini maliyeti yaklaşık 880 $ 'a kadarydı;
Güvenlik Riskleri: Kordon Ateşleri ve Su Reaksiyonları
Sıvı sodyum havada kendiliğinden yanıyor ve su ile temasa geçti. Birkaç FBR kazaları sodyum sızıntılarından kaynaklandı: Japonya'nın Monju reaktör (1995), ihmal sistemlerine yol açan bir sodyum yangını yaşadı; Fransa'nın Superphénix (1990), bu riskleri azaltmak için tekrarlanan sodyum sızıntıları ve yapısal sorunları yaşadı.
Plüton Breeding Riskleri
Silahların kaldırılmasına engel olan ektopik karışıma rağmen, ABD'nin yeniden işleme tesislerinin yeniden işlenmesindeki büyük stokların varlığı, bir FBR'nin ve yeniden işleme tesisinin işletmesi, ABD'de potansiyel olarak çeşitlendirilmiş FBR dağıtımını engellemeye devam etti.
Teknolojik Immaturity ve Operasyonel Sorunlar
FBR henüz uzun vadeli, güvenilir bir ticari operasyon göstermiştir. En başarılı prototip -Fransa Phénix (254 MWe) - 1973'ten 2009'a kadar çalışır, ancak sık sık sık kullanılan malzemelerle Rusya'nın BN-600’ü, son yıllarda 80'in üzerinde kapasite faktörü ile daha güvenilirdir, ancak son derece zenginleştirilmiş uranyum yakıt borularını kullanarak, gelecekteki üreticiler için geliştirilmiş olan malzemeler için gelişmiştir.
Atık ve Yeniden İşleme Meydanları
FBR'leri verimli kılan kapalı döngü, büyük ölçekli yeniden işleme tesisleri gerektirir. Bu tesisler sermayeye yoğundur ve kendi sıvı radyoaktif atıklarını üretir. plutonium ve uranyumdan küçük eylem birimlerin ayrılması teknik olarak talep edilir ve henüz endüstriyel ölçekde gösterilmiyor.
Global Developments and Future Outlook
Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya Rusya
Rusya hızla profesyonel reaktör geliştirmede dünyaya yol açıyor. BN-600 (600 MWe, sodyum-cooled) 1980 yılından beri Beloyarsk. Daha büyük BN-800 (880 MWe) 2015 yılında ticari operasyona başladı ve MOX yakıtını kapalı bir döngüde kullanmaya başladı.
Hindistan Hindistan
Hindistan'ın üç aşamalı nükleer programı, merkezde FBR'leri bir araya getiriyor. prototip hızlı yetiştirici reaktör (PFBR), Kalpakkam'da 500 MWe sodyum-soğuk döngü tipi reaktör, on yıllar sonra tırmalı reaktörler oluşturmak için. Paralel olarak, Indira Gandhi Center for Atomic Testing'in geliştirilmesi için kendi metalik oranları için planlamaktadır.
Çin Çin Çin Çin Çin
Çin hızlı bir şekilde soran alana girdi. Çin'in Ocak 2020'lerin sonlarında beklenen ilk kritik olan Çin'in, Çin'in hızlı reaktör 600 (CFR-600) ithal ettiği ve ithal uranyuma bağımlılığının azaltılmasını hedef aldı.
Fransa Fransa
Fransa tarihsel olarak 250 MWe Phénix ve 1.200 MWe Superphénix'i işletti, ikincisi de en büyük FBR'nin inşa edilmesiydi; Superphénix, Lahey'de teknik sorunlar ve halk muhalefeti rahatsız etti. Ancak, Fransa hızla ekonomik viability elde ederse devam etti.
Japonya Japonya Japonya Japonya Japonya
Japonya, 1995 yılında sodyum sızıntısına kadar 1994'ten 280 MWe Monju'yu işletti ve Japonya Atom Enerjisi Ajansı (JAEA) ile işbirliği yaptı.
Amerika Birleşik Devletleri
ABD, 1991'de Clinch Nehri Breeder Reor projesi iptal edildi. Ancak, Deneysel Breeder Reaktör II (EBR-II) tarafından işletilen ve gelecekteki hızlı reaktörler için pasif kapanma gibi doğal güvenlik özelliklerini kanıtlamıştı.
Uluslararası İşbirliği: Nesil IV
IV. Nesil Forumu (GIF) altı seçilmiş tasarımdan ikisi olarak hızlı bir şekilde doktora sistemleri içerir: Gaz-Cooled Fast Reaktör (GFR), LeadCooled Fast Reaktör (LFR), ve sodyum-Cooled Fast Reaktör (SFR) SFR, LFR (e.g., Rusya'nın BREST300, Belçika'nın MYRHA) ilerlemektedir. GFR, yüksek verimlilik için yüksek ısıtıcı ve yüksek sıcaklık operasyonu kullanır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Hızlı yetiştirici reaktörler, dünyanın nükleer tedarik zincirini son derece belirsiz bir işletmeden uzaklaştırmak ve Rusya, Hindistan ve Çin gibi ülkeler için enerji bağımsızlığını sunmak için binlerce yıl boyunca yakıt rezervlerini genişletebilecekler, güvenlik kaygılarını azaltabilecekler ve enerji bağımsızlığını yerli uranyumu olmayan ülkelere sunabileceklerdir.
FBR'lerin geleceği devam eden teknolojik gelişmelere bağlı olacaktır - özellikle de malzemeler bilimi, yeniden işleme teknikleri ve pasif güvenlik sistemleri - dünya çapındaki maliyet ve kamu kabulünün zorluklarına göre düşük karbonlu, kaynak-enerji sistemi temel olarak gelişmiştir.
[FONT:0]Further okuma: [Dönetici: [Dönetici:0] [FONTDTR:0) Dünya Nükleer Birliği'nin hızlı bir şekilde test reaktörleri Detaylı tarihsel analiz ve teknik özellikler için, FBR'ler için, [[Üye Gelişmiş Reaktör Bilgi Sistemi (ARIS) [FLT 5)[FLT 5))[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=QNT=Q))