Hvilke typer af kerneaktorer findes?
Atomreaktorer kan klassificeres på flere forskellige måder: efter den nukleare reaktionstype, det anvendte moderatormateriale, det anvendte kølevæske, frembringelse af reaktoren, brændstoffasen, brændstoftypen og anvendelsen. Tæller forskningsreaktorer, tusinder findes over hele verden, der falder i mange forskellige kategorier. I denne artikel vil jeg gennemgå klassificeringsplanerne for nukleare reaktorer ad gangen.
I denne artikel ser vi kun på klyvningsnukleare reaktorer, det vil sige reaktorer, der sprækker kerner i stedet for fusionsreaktorer, der smelter dem sammen. Fusionsreaktorer er stadig en meget eksperimentel teknologi i de tidlige udviklingsstadier, mens fissionsreaktorer har været i brug i over 60 år.
Den type nukleare reaktion refererer generelt til, om den nukleare reaktor bruger langsomme (termiske) neutroner eller hurtige neutroner. De fleste reaktorer, der anvender hurtige neutroner, falder inden for kategorien hurtigopdrætterreaktor, mens de fleste, der bruger langsomme neutroner, kaldes termiske reaktorer. Termiske reaktorer er de billigste og mest almindelige, mest fordi de kan bruge naturligt, uan beriget uran. Neutronerne i termiske reaktorer benævnes "langsomt", fordi reaktoren bruger et modererende materiale til at decelerere neutronerne fra deres naturlige hastighed, når de udsættes fra ødelagte atomkerner, der er ret hurtig, tættere på det omkringliggende brændselsmediums hastighed og varme . Hurtige neutronreaktorer er dyrere og kræver, at brændstoffet bliver mere beriget, hvilket gør dem mindre populære. På den anden side skaber de mere brændstof end de bruger, hvilket gør dem attraktive på længere sigt.
Moderatormateriale er den anden klassificeringsplan for atomreaktorer. Som nævnt tidligere bruger kun termiske nukleare reaktorer moderatorer, så dette dækker kun disse. Grafit, tungt vand og normalt vand bruges alle som moderatorer. Grafit- og tungtvandsreaktorer er mere populære, fordi disse modererende materialer termiserer neutronerne bedre, hvilket sikrer, at naturligt uran kan bruges, og at der ikke kræves berigelse.
Den næste klassificeringsplan er baseret på generation. Generations I-reaktorer var de første prototype-reaktorer, typisk en af en slags. Generation II-reaktorer blev fremstillet til kommerciel anvendelse og baseret på standarddesign. Disse kom i brug i 50'erne. Generation III-reaktorer er mere moderne og kommer i brug i slutningen af 90'erne. De er mere lette og effektive end den forrige generation. Den nyeste generation, Generation IV-reaktorer, er i øjeblikket i forskningsfasen og forventes ikke at blive rullet ud før i slutningen af 2020'erne eller begyndelsen af 2030'erne. Disse reaktorer vil være meget økonomiske og producere minimalt affald.
En anden type klassificering er brændstoffase - væske, fast stof eller gas. Fast er mest typisk. Sammen med fase kommer typen brændstof - uran eller thorium. Dette er de eneste to reaktorklare elementer, der er tilgængelige i betydelige mængder på Jorden.
Den sidste klassificering er baseret på brug - til kraftværker, fremdrift, produktion af nukleart brændstof (opdrætterreaktorer) eller forskningsreaktorer. Radioisotop termoelektriske generatorer (RTG) bliver også undertiden kastet ind med atomreaktorer, skønt de er noget anderledes. RTG'er genererer energi fra henfaldet af en radioaktiv isotop.
Og det er det. Der er mere specifikke måder at karakterisere atomreaktorer og adskillige design på forskellige udviklingsstadier, men mængden af skriftligt materiale på atomreaktortyper kunne sandsynligvis fylde et lille bibliotek.