¿Qué es un reactor rápido? ¿Cuáles son las principales características de los reactores rápidos?

No se necesita ningún moderador especial en el reactor rápido. La Figura 1-8 muestra un diagrama esquemático de un reactor rápido enfriado por sodio.

Los reactores rápidos construidos hasta ahora utilizan sodio metálico líquido como refrigerante. Los Estados Unidos, Rusia, el Reino Unido, Francia, el Japón, Alemania, la India y otros países han construido un total de 18 reactores rápidos refrigerados por sodio, incluidos reactores experimentales, reactores prototipo y reactores de demostración económicos, acumulando alrededor de 300 experiencia operativa.

Las principales características de los reactores rápidos:

Primero, pueden realizar la proliferación de materiales fisibles:

Uranio que no es propenso a reacciones de fisión bajo la acción de neutrones térmicos - 238, después de absorber neutrones rápidos, puede convertirse en otro nucleido fisionable, el plutonio-239. En un reactor rápido, mientras el plutonio-239 se consume constantemente, el uranio-238 se convierte constantemente en nuevo plutonio-239, y hay más plutonio-239 del que se consume, lo que aumenta la cantidad de combustible nuclear en el reactor. y lograr la fisión. Por lo tanto, los reactores rápidos también se denominan reactores reproductores rápidos.

En segundo lugar, puede mejorar en gran medida la tasa de utilización de los recursos de uranio y aprovechar al máximo el combustible nuclear:

Las centrales nucleares con reactores térmicos utilizan principalmente la fisión de uranio-235 para generar electricidad. Del uranio natural, el uranio-235 sólo representa el 0,71% y la gran mayoría del uranio-238 no se puede utilizar. Las centrales nucleares de reactor rápido consumen uranio-238 en la generación de energía, lo que aumenta la tasa de utilización de uranio, es decir, la relación entre el número de átomos de uranio efectivamente utilizados y el número de átomos de uranio consumidos, del 60 al 70%. En comparación con los reactores térmicos, la tasa de utilización de uranio de los reactores rápidos es aproximadamente 100 veces mayor que la de los reactores de agua a presión que utilizan ciclos de combustible abiertos, y más de 70 veces mayor que la de los reactores de agua pesada.

En tercer lugar, el enriquecimiento del combustible nuclear es mayor que el de un reactor térmico:

Bajo la acción de neutrones rápidos, la probabilidad de fisión es mucho menor que en un reactor térmico. por eso es necesario aumentarlo. Sólo el enriquecimiento del combustible nuclear puede mantener una reacción en cadena estable, generalmente del 12 al 30%.

En cuarto lugar, la densidad de potencia es varias veces mayor que la de una pila térmica.

En quinto lugar, el uso de reactores rápidos puede proporcionar a la humanidad una energía extremadamente abundante:

Dado que los reactores rápidos pueden mejorar la tasa de utilización de los recursos de uranio, consumen los residuos de las plantas de enriquecimiento de uranio. ——Uranio empobrecido con enriquecimiento de uranio-235 reducido a aproximadamente 0,2%. Por lo tanto, no sólo se reduce considerablemente el costo del combustible nuclear, sino que también los minerales de uranio de baja ley, como el agua de mar, también son valiosos para la minería, y el uranio disponible. Los recursos se amplían enormemente, logrando así la energía nuclear. Desarrollo de combustible nuclear para el desarrollo sostenible.

En sexto lugar, los reactores rápidos pueden eliminar eficazmente los nucleidos actínidos de larga duración producidos durante el desarrollo de la energía nuclear con reactores térmicos:

Los actínidos de larga duración seguirán acumulándose durante el desarrollo de la energía nuclear térmica. La energía nuclear de los reactores. Los productos de fisión y los nucleidos actínidos son problemas ambientales y ecológicos existentes en el desarrollo de la energía nuclear. Los productos de fisión de vida larga y los nucleidos actínidos pueden convertirse eficazmente en isótopos de vida corta en reactores rápidos, logrando así un desarrollo ambiental y ecológicamente sostenible de la energía nuclear.

A lo largo de 40 años de arduo trabajo, la tecnología de reactores rápidos ha mejorado cada vez más y ahora es un tipo de reactor casi maduro. Sin embargo, todavía quedan problemas relativamente complejos que deben resolverse.