Liikkuvan aallon reaktori

Liikkuvan aallon reaktori ( Samoyed -reaktori , Feoktistov-reaktori ) on teoreettinen konsepti nopeiden neutronien ydinreaktorista, joka toimii uraani-238 :lla, koska siitä tuotetaan plutonium-239 :ää . Suurin ero jalostusreaktorien idean ja muiden käsitteiden välillä on , että fissioketjureaktio ei tapahdu välittömästi koko reaktorisydämessä , vaan rajoittuu tietylle alueelle, joka liikkuu tällä vyöhykkeellä ajan myötä.

Käsitteen lyhyt historia

Ensimmäistä kertaa ajatusta "itsesäätyvästä reaktorista", jota lännessä kutsuttiin "kasvatukseen ja polttamiseen" ja Neuvostoliiton asiantuntijoiden keskuudessa "samoyed-reaktoreiksi", ehdottivat vuonna 1958 alan työntekijät. Kurchatov - instituutti S. M. Feinberg ja E. P. Kunegin [1] . Myöhemmin tällaisia ​​reaktoreita tutki Michael Driscoll ( 1979 ) [2] , L. P. Feoktistov , joka "elävöi" ajatuksen itsesäätelevästä reaktorista "matkaavan aallon" käsitteeksi ( 1988 ) [3] [4] , Teller , Ishikawa ja Wood ( 1995 ) [5] , Hugo van Dam ( 2000 ) [6] , Hiroshi Sekimoto ( 2001 ), jotka perustivat idean laskelmilla ja raportoivat siitä toistuvasti kansainvälisissä seminaareissa ja konferensseissa [7] [8] .

Käsite ei ole toistaiseksi edennyt teoreettisia tutkimuksia pidemmälle [9] . Vuonna 2006 Intellectual Ventures Corporationperusti venture-yhtiön TerraPowerin (yhtiön osaomistajia ovat muun muassa Bill Gates ) luodakseen teollisen prototyypin liikkuvasta aaltoreaktorista [10] . Eri tehoisia malleja kehitetään - 300 ja 1000 MW [11] .

Reaktorin toiminnan fysikaaliset periaatteet

TerraPowerin dokumentaatio- ja esitysmateriaalit [12] [13] [14] kuvaavat liikkuvan aallon reaktorin allastyyppisenä reaktorina, joka on jäähdytetty nestemäisellä natriumilla . Ydinpolttoaineena käytetään pääasiassa köyhdytettyä uraania , mutta ketjureaktion käynnistämiseen tarvitaan pieni määrä rikastettua uraania . Osa rikastetun polttoaineen tuottamista nopeista neutroneista absorboituu viereiseen köyhdytetyn uraanin kerrokseen, joka muuttuu reaktiossa plutoniumiksi :

Ydin on aluksi täytetty köyhdytetyllä uraanilla. Pieni määrä rikastettua polttoainetta asetetaan vyöhykkeen toiselle puolelle. Käytön aikana reaktorin sydän on jaettu 4 osaan, jotka sisältävät:

Reaktioalue liikkuu aktiivisen alueen sisällä ajan myötä. Ydinreaktiossa syntyvä lämpö muunnetaan sähköenergiaksi höyryturbiineilla .

Ydinpolttoaine

Toisin kuin kevytvesireaktorit , joihin kuuluvat kaikki Venäjällä toimivat vesireaktorit, ja kaksi teollista nopeaa neutronireaktoria , jotka sijaitsevat Belojarskin ydinvoimalassa , liikkuvan aallon reaktori voidaan ladata köyhdytetyllä uraanilla jatkuvaa käyttöä varten 60 vuoden ajan [13] . Liikkuvan aallon reaktorit ovat taloudellisempia, ne eivät vaadi erityisiä toimenpiteitä ydinpolttoaineen rikastamiseen.

Köyhdytetty uraani on melko edullinen raaka-aine. Esimerkiksi Yhdysvalloissa on yli 700 000 tonnia köyhdytettyä uraania, joka on rikastusprosessin sivutuote.

Teoriassa polttoaineena voidaan käyttää sekä perinteisistä vesireaktoreista että muista liikkuvan aallon reaktoreista peräisin olevaa käytettyä polttoainetta.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ S.M.Feinberg . Keskustelun sisältö  // Käsittelypöytäkirja  Istunto B-10, Int. Conf. atomienergian rauhanomaisesta käytöstä. - Geneve, Sveitsi: Yhdistyneet Kansakunnat , 1958. - Voi. 9 , ei. 2 . - s. 447 .
  2. ↑ MJ Driscoll, B. Atefi, DD Lanning, "An Evaluation of the Breed/Burn Fast Reactor Concept", MITNE-229 (joulukuu 1979).
  3. ↑ L. P. Feoktistov, Fyysisesti turvallisen reaktorin yhden konseptin analyysi, esipainettu IAE-4605/4, Moskova - TsNIIatominform, 1988
  4. ↑ VDRusov, DALitvinov, S. Cht. Mavrodiev, EPLinnik, VNVaschenko, TNZelentsova, MEBeglaryan, VATarasov, SAChernegenko, VPSmolyar, POMolchinikolov, KKMerkotan. KamLAND-koe ja Solitonin kaltainen ydingeoreaktori. Osa 1. Teorian vertailu  kokeeseen . Cornellin yliopisto . Haettu: 24.11.2010.
  5. ↑ E. Teller, M. Ishikawa ja L. Wood, "Completely Automated Nuclear Power Reactors for Long-Term Operation", Proc. Of the Frontiers in Physics Symposium, American Physical Society ja American Association of Physics Teachers Texas Meeting, Lubbock, Texas, Yhdysvallat (1995).
  6. ↑ H. van Dam, "The Self-stabilizing Criticality Wave Reactor", Proc. 10. kansainvälisestä kehittyvien ydinenergiajärjestelmien konferenssista (ICENES 2000), s. 188, NRG, Petten, Alankomaat (2000)
  7. ↑ H. Sekimoto, K. Ryu ja Y. Yoshimura, "CANDLE: The New Burnup Strategy", Nuclear Science and Engineering, 139, 1-12 (2001)
  8. ↑ Georgy Toshinsky: Obn-Alamosin reaktori ei ole SVBR:n kilpailija . G. I. Toshinskyn haastattelu . AtomInfo.Ru (4. helmikuuta 2010). Haettu 24. marraskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 24. huhtikuuta 2013.
  9. ↑ Philip Bethke. Sähköt maanalaisesta . Der Spiegel -julkaisun käännös . PROatom.ru (19. huhtikuuta 2010). Haettu 24. marraskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2017.
  10. ↑ Anton Blagoveštšenski. Toshiba ja Bill Gates tarjoavat ihmiskunnalle energiaa vuosisatojen ajan . venäläinen sanomalehti (24. maaliskuuta 2010). Haettu 26. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 16. maaliskuuta 2014.
  11. ↑ K. Weaver, C. Ahlfeld, J. Gilleland, C. Whitmer ja G. Zimmerman, "Extending the Nuclear Fuel Cycle with Travelling-Wave Reactors", paperi 9294, Proceedings of Global 2009, Pariisi, Ranska, 6.-11. syyskuuta , (2009)
  12. ↑ R. Michal ja E. M. Blake. "John Gilleland: Matkaaaltoreaktorilla"  (eng.) (pdf). Nuclear News, s. 30–32 (syyskuu 2009). Käyttöpäivä: 26. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 21. huhtikuuta 2012.
  13. ↑ 1 2 Wald, M. 10 Emerging Technologies of 2009: Travelling-Wave Reactor   : Journal . — MIT Technology Review.
  14. ↑ Gilleland, John . TerraPower, LLC Nuclear Initiative (linkki ei saatavilla) . Kalifornian yliopisto Berkeleyssä, kevätkokous (20. huhtikuuta 2009). Haettu 26. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 31. heinäkuuta 2009. 

Linkit