Genera reaktoro

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

La supergenera reaktoro, aŭ pli simple genera reaktoro, estas nuklea reaktoro, kiu produktas (generas) pli da nukleaj brulaĵoj ol ĝi forkonsumas. La nuklea ĉena reakcio devas krei aktivajn neŭtronojn sufiĉe por, ke la ĉena reakcio pluas, sed ne tro, tial necesas malvarmigi la koron de la reaktoro, kaj eĉ uzi moderatoron de neŭtronoj. Por ekfunkciigi tian reaktoron necesas riĉigita uranio (kun proporcio je 15-20% de 235-a uranio), aŭ plutonio aŭ oksidoj de ili, sed se la procezo ekas, ĝi mem plu produktas la necesan brulaĵon.

Tipoj de supergeneraj reaktoroj[redakti | redakti fonton]

Rapida supergenera reaktoro kun varmointerŝanĝilo en la reaktorkoro (maldekstre) kaj ekster la reaktorkoro (dekstre)

Laŭ, ke la reaktoroj enhavas rapidajn aŭ termikajn neŭtronojn, oni konsideras du tipojn de supergeneraj reaktoroj.

  • Rapida supergenera reaktoro, kiu laboras kun uranio-238 kiel fekunda materialo kaj kun rapidaj neŭtronoj, kiuj estas elpelitaj dum nuklea fisio. Neniu nuklea moderigilo estas uzata por malrapidigi la neŭtronojn. Kiel fisiebla brulaĵo estas kutime uranio-plutonio miksita oksido (MOX). Tiu nuklea bruligaĵo (fuelo) konsistas el 20% plutonia dioksido (PuO2) kaj 80% urania dioksido (UO2)). La plutonio estas fisiebla, plej bone per rapidaj neŭtronoj. La neŭtronoj el la fisio estas same rapidaj, tiel la proceza cirklo fermiĝas. Oni ĉirkaŭas la reaktorkoron (vidu verdan mantelon de la bildo) kun natura 238-a uranio aŭ malriĉigita uranio, kiu tiel iĝas fekunda materialo, ĉar ĝi transformiĝas, per kapto de neŭtrono kaj du beta-disiĝoj, al fisiebla 239-a plutonio. La rapida supergenera reaktoro do tre efike uzas naturan uranon, kaj ŝparas konstruadon de alia reaktoro por generi plutonion. Oni povas prilabori tiun ĉi poste, tiel gajnante plutonion, por uzi ĝin kiel bruligaĵo aŭ por produkto de nukleaj bomboj. Pro tiu lasta, oni strikte observas uzon de tiutipaj reaktoroj.

La supergeneraj reaktoroj uzas ofte likvan metalon por malvarmigi ilin. Oni uzas plej ofte natrion, sed en pli malgrandaj centraloj uzatas ankaŭ NaK kaj plumbo (pli frue eĉ hidrargo). La avantaĝo de la plumbo kaj la NaK estas, ke ili estas likvaj je malaltaj temperaturoj, tiel bone aplikeblaj en eksperimentaj reaktoroj.

  • Termika supergenera reaktoro, kiu laboras kun torio kiel fekunda materialo kaj kun superregantaj termikaj neŭtronoj, kies rapido estas kontrolata per moderigilo. Post komenca enigo de riĉigita-urania, plutonia aŭ MOX-a mantelo, oni provizas nur 232-an torion, kiu transmutacias en 233-an torion, kaj post du spontaneaj beta-disiĝoj en fisieblan 233-an uranion. Tiu teknologio estas interesa pro la tera disponeco de torio pli granda ol tiu de uranio.