Co je to rychlý chovatelský reaktor?

Rychlý šlechtitelský reaktor je typ jaderného reaktoru, který používá jaderné štěpení k vytvoření atomů plutonia 239 jako vedlejší produkt štěpení atomů uranu 235. Tento proces vytváří více paliva ve formě plutonia 239, než používá. Tato schopnost vytvářet nebo „rozmnožovat“ další palivo odpovídá názvu danému těmto typům reaktorů. Rychlý chovatelský reaktor může vytvořit až o 30% více paliva, než spotřebuje.

Jaderné reaktory produkují energii štěpením atomů štěpných paliv, obvykle uranu 235. Také to produkuje volné neutrony, částice z jádra atomů, které poté zasáhnou další atomy uranu, rozdělí je a podpoří štěpnou reakci. Ve standardních jaderných reaktorech je většina těchto neutronů udržována na nízké energetické úrovni pomocí pokročilého chladicího systému, který normálně používá vodu jako médium. Toto je děláno držet neutrony na energetické úrovni vhodné pro udržení štěpné reakce.

V rychlém chovatelském reaktoru je chladicí systém úmyslně méně účinný a je obvykle naplněn tekutým sodíkem. To udržuje neutrony, které jsou produkovány štěpnou reakcí, na vyšší energetické úrovni. Tyto „rychlé“ neutrony poskytují druhou část běžného názvu reaktoru s rychlým množením. Vysoce energetické neutrony jsou méně vhodné pro rozdělení dalších 235 atomů uranu, ale slouží jinému účelu.

Namísto rozdělení 235 atomů uranu jsou „rychlé“ neutrony absorbovány 238 atomy uranu, což tvoří většinu hmoty paliva jaderného reaktoru v rychle chovatelském reaktoru. Uran 238 není vhodný pro štěpení, ale po absorbci dalšího neutronu je uran 238 přeměněn na plutonium 239. Plutonium 239 je velmi vhodné jako jaderné palivo a lze jej použít k výrobě jaderných zbraní. Některé atomy plutonia 239 se rozpadají na další izotop uranu, uranu 239, který se také používá jako palivo v jaderných reaktorech.

Plutonium se často používá pro jaderné zbraně. Z tohoto důvodu bylo odstaveno mnoho rychlých chovatelských reaktorů, které byly kdysi funkční. Další problémy s těmito typy reaktorů přispěly k jejich poklesu popularity mezi národy s programy jaderné energie. Plutonium 239 musí být extrahováno z ostatních složek jaderného paliva, což je složitý a nákladný proces. Může být také velmi nebezpečný a jako vedlejší produkt vytváří toxický radioaktivní odpad.