Hızlı Reaktörlerin Enable Kapalı Yakıt Operasyonları Potansiyeli

Challenges Facing Fast Reaktör Deployment

Teknik ve Mühendislik Hurdles

• [FONT:0]Coolant Use: [DÜDÜDÜSTRİYE], sodyum, bir inert kapak gazı ve argon atmosferi gerektirir; sızdıranlar, korozyon ve erozyonu önlemek için sürekli oksijen kontrolü gerektirir.
• [FONT:0)Malzemeler Degradasyon: [Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek enerjili nötron bombalı atomlar yapısal çeliklerde, şişmeye neden oluyor, embrittlement ve ürpertici malzemeler 600 °C'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanmalıdır. Gelişmiş alaşımlar ve oksit-yonerler test edilir (ODS) çelikler test edilir, ancak uzun vadeli performans verileri sınırlı kalır.
• [FONTD:0)Reprocessing & Yakıt Döngüsü Entegrasyonu: Yakıt döngüsünün sonlandırılması, son derece radyoaktif hızlı bir şekilde enerjik yakıtı işleye muktedir endüstriyel ölçekli yeniden işleme tesisleri gerektirir. Gerekli altyapı pahalı ve şu anda sadece birkaç ülkede (Fransa, Rusya, Japonya, daha küçük bir ölçek üzerinde).

Ekonomik Viability

Hızlı reaktörler LWR'den daha yüksek sermaye maliyetlerine sahiptir, ancak hızlı reaktörler yakıt döngüsü yararlarının kullanıldığı bir filoda gelişmiştir: Entegre kapalı döngü sistemi ile elektrik maliyeti rekabetçi olup olmadığınız LWR atıklarının ortalama 1.5-2 kez daha yüksektir.

Güvenlik ve Yönetmelik

Hızlı reaktörler, sodyum su tepkilerinden kaçınmak için tasarlanmıştır (örneğin SFR’ler) veya yakıt genişletme tepkilerini (LFR’ler) yönlendirmek için tasarlanmıştır. Hızlı reaktörler için yüksek oranda kaybolabilir veya kaybolursa, reaktivite genellikle su soğutmalı sistemlerle ilgili deneyim eksikliğini artırabilir (örneğin, doğal dolaşım ısı geri yükleme, negatif reaktivite geri yükleme, yakıt genişletme uyarılarını engeller)

Hızlı Reaktör Teknolojisinde Küresel Geliştirmeler

Rusya: SFR Operasyonlarında Dünya Lider

Rusya, Beloyarsk bitkisinde (600 MWth/560 MWe, 1980'den beri) ve BN-800 (800 MWe, ticari operasyon) test etmek için kullanılan BN-600 (600 MW) sodyum soğutmalı havuz tipi reaktörler. BN-800, işlemdeki en büyük hızlı reaktördür ve MOX yakıt ve küçük eylemini test etmek için kullanılır.

Fransa: Phénix, Superphénix ve ASTRID

Fransa Phénix (250 MWe, 1974-2009) ve Superphénix (1,240 MWe, 1985-1998) sodyum soğutmalı reaktörler inşa etti. Ancak, 2019'da Fransa, ASTRID programına karşı en büyük hızlı reaktör, maliyet aşırı pahalıya mal oldu ve bu programdan ASTRID projesini (Advanced sodyum Teknolojik Reaktör) haberdar etti.

Hindistan: The Prototype Fast Breeder Reactionor (PFBR)

Hindistan, Kalpakkam'da 500 MWe PFBR inşa ediyor, yakında kritikliğe ulaşmak beklenen bir sodyum soğutmalı hızlı reaktör.Uranium-plutonium MOX yakıt kullanıyor ve Hindistan'ın taş taşları, bol miktardaki nükleer rezervlerini kullanan kapalı bir yakıt döngüsü için takip edilecek.

Çin: Hızlı Hızlı Reaktör Araştırması

Çin'in Çin Deneysel Hızlı Reaktör (CEFR, 65 MW./20 MWe) 2010 yılında kritik birliğe ulaştı ve LWR yakıtını azaltmak için kullanılan LWR yakıtını işletmek için ülke, yüksek reaktörde (600 MWe), orta 2020'lerde tamamlanması planlanan BDP'li yüksek reaktörler filosunu, kömür bağımlılığının azaltılması ve LWR yakıtını yönetmek için uzun vadeli enerji stratejisinin bir parçası olarak dağıtmayı planlıyor.

Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri

Japonya'nın Monju (280 MWe) 1994'ten 2010'a kadar sürekli olarak tükendi ve bir sodyum sızıntısından sonra kalıcı olarak kapatıldı. Japonya'da sodyum Recooled Hızlı Reaktör (JSFR) tasarımı ve yeniden işleme teknolojisi. ABD hızlı reaktör programlarını kapattı - Deneysel Breeder Reeder II (E-BRII) ve Hızlı Flux Test Tesisi (FFTF) - 1990'larda Argonne Ulusal Laboratuvar ve Slovenya Ulusal Laboratuvarda araştırmayı sürdürüyordu.

Future Outlook ve Gelişen Tasarımlar

Küçük Modüler Hızlı Reatörler

Birkaç şirket, 50 ve 300 MWe arasında güç çıktıları ile küçük modüler hızlı reaktörler geliştiriyor. Bu tasarımlar, fabrika üretimi, daha basit güvenlik vakaları (örneğin, tamamen pasif çürük ısı geri yükleme), ve uzaktan veya kapalı uygulamalar için esneklik içerir:

• [FONT=0]ARC-100 [Döneticiler, ABD): EBR-II teknolojisine dayanan 100 MWe sodyum soğutmalı hızlı reaktör, metal yakıt çekirdeği ve 20 yıllık bir yakıt aralığı ile.
• [FONT:0]SEALER[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜ: A lead-cooled fast reaktörü Kanada uzaktan topluluklar için tasarlanmış, uranium nitride yakıt ve kompakt bir temel.
• [FONT, ABD / İngiltere): Hızlı bir reaktör olmasa da, gelişmiş PWR teknolojisini kullanır; hızlı tip birçok SMR hala kavramsaldır.

IV. Nesil IV Uluslararası Forum (GIF)

GIF, üç hızlı reaktör türü dahil olmak üzere uzun vadeli gelişme için altı reaktör teknolojisini seçti: sodyum-soğuk, öncül ve gaz soğutmalı hızlı reaktörler. Üye ülkeler araştırma, güvenlik standartları ve yakıt döngüsü entegrasyonu üzerinde işbirliği yaptı. GIF'in hızlı reaktör sistemleri, bölgesel önceliklere bağlı olarak 2035-2050'ye kadar ticari dağıtıma ulaşmayı hedefliyor.

Kapalı Yakıt Döngüsü Ekonomisi Scale

Kapalı yakıt döngüsü ekonomik olarak uygulanabilir hale getirmek için, bir “symbiyotik” filosu önerilmiştir: LWRs başlangıçtan 10-20 daha yüksek, ancak hızlı bir şekilde atık alımı ve uranyum ekstraksiyonu telafi edilebilir. Vergi ücretleri, küçük fiillerin kullanım maliyetinin arttırılması ve bu tür bir filo için 10-20 daha yüksek olabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Hızlı reaktörler nükleer enerjide dönüşümsel bir adım temsil ediyor, yüksek maliyetler, teknolojik karmaşıklığın yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş uluslararası işbirliği içinde yatıyor - BN800, CEFR, PFBR ve geçmiş prototipler - ve mühendislik fizibilitesi kanıtlanmış, ancak gelişmiş maliyetle, gelişmiş yatırım sayesinde, nükleer reaktörlerin geri kalanına hizmet eden küresel bir işbirliği içinde yatıyor - BN800, CEFR, PFBR ve geçmiş prototipleri - ve gelişmiş maliyetle gelişmekte olan pahalıya mal oluyor.