Reator rápido

Embora o trabalho de qualquer reator nucleara divisão de material radioativo, acompanhada pela liberação de temperatura, de acordo com as características de projeto distinguem duas de suas variedades - o reator em nêutrons rápidos e lento, às vezes chamado de térmico.

Neutrons liberados durante a reação,Eles têm uma velocidade inicial muito alta, teoricamente superando por um segundo milhar de quilômetros. Estes são nêutrons rápidos. No processo de mudança por causa da colisão com os átomos da matéria circundante, sua velocidade diminui. Uma das maneiras simples e acessíveis de reduzir artificialmente a velocidade é colocá-las na água ou no caminho da grafite. Assim, tendo aprendido a regular o nível de energia cinética dessas partículas, o homem conseguiu criar dois tipos de reatores. O nome dos neutrões "térmicos" foi obtido devido ao fato de que a velocidade do movimento após a desaceleração corresponde praticamente à velocidade natural do movimento térmico intraatômico. No equivalente numérico, é até 10 km por segundo. Para o micromundo, esse valor é relativamente baixo, então a captura de partículas por núcleos ocorre com muita frequência, causando novas voltas de fissão (reação em cadeia). A conseqüência disso é a necessidade de muito menos material fissile do que os reatores rápidos não podem se vangloriar. Além disso, alguns outros custos indiretos são reduzidos. Este momento explica por que a maioria das estações nucleares funcionais usa neutrons lentos.

Parece - se tudo for calculado, então por que é necessárioreator rápido? Acontece que nem tudo é tão direto. A vantagem mais importante de tais plantas é a capacidade de fornecer combustível nuclear a outros reatores e também criar um ciclo de fissão aumentado. Permitam-nos esclarecer isso com mais detalhes.

O reator de nêutrons rápido é mais completousa combustível carregado no núcleo. Vamos começar por ordem. Teoricamente, apenas dois elementos podem ser usados ​​como combustível: plutônio-239 e urânio (isótopos 233 e 235). Na natureza, apenas o isótopo U-235 é encontrado, mas não é suficiente falar sobre as perspectivas de tal escolha. Estes urânio e plutônio são derivados do torio-232 e do urânio-238, que são formados como resultado da exposição a um fluxo de neutrões. Mas esses dois materiais radioativos são mais freqüentemente encontrados na forma natural. Assim, se uma reação em cadeia de fissão auto-sustentável de U-238 (ou plutônio-232) pudesse ser lançada, seu resultado seria o surgimento de novas porções do material cindível - urânio-233 ou plutônio-239. Quando os nêutrons diminuem a velocidade térmica (reatores clássicos), esse processo é impossível: eles são alimentados por U-233 e Pu-239, mas um reator de neutrons rápido permite essa conversão adicional.

O processo é o seguinte: nós carregamos urânio-235 ou torio-232 (matérias-primas), bem como uma porção de urânio-233 ou plutônio-239 (combustível). O último (qualquer um deles) fornece o fluxo de neutrões necessário para "inflamar" a reação nos primeiros elementos. No processo de decaimento, a energia do calor é extraída, que é convertida pelos geradores da planta em eletricidade. Os nêutrons rápidos atuam sobre matérias-primas, transformando esses elementos em ... novas porções de combustível. Normalmente, as quantidades de combustível queimadas e formadas são iguais, mas se a matéria-prima é carregada mais, a geração de novas porções de material cindível ocorre ainda mais rápido do que o consumo. Daí o segundo nome de tais reatores são criadores. O excesso de combustível pode ser usado em tipos de reator mais latosos clássicos.

A desvantagem dos modelos de nêutrons rápidos é que,que antes do carregamento de urânio-235 deve ser enriquecido, o que requer investimentos financeiros adicionais. Além disso, o próprio design do núcleo é mais complexo.