Hvilke typer atomreaktorer findes?
Nukleare reaktorer kan klassificeres på flere forskellige måder: ved den type nuklearreaktion, det anvendte moderatormateriale, anvendte kølevæske, generering af reaktoren, brændstoffasen, brændstoftypen og anvendelse. Tælling af forskningsreaktorer findes tusinder over hele verden, der falder i mange forskellige kategorier. I denne artikel går jeg over klassificeringsordninger for atomreaktorer ad gangen.
I denne artikel ser vi kun på fission -atomreaktorer, det vil sige reaktorer, der går i stykker, snarere end fusionsreaktorer, som smelter 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 henviser generelt til, om atomreaktoren bruger langsomme (termiske) neutroner eller hurtige neutroner. De fleste reaktorer, der anvender hurtige neutroner, falder i kategorien Fast Opdrætterreaktor, mens de fleste ved hjælp af langsomme neutroner kaldes termiske reaktorer. Termisk reactoRS er den billigste og mest almindelige, mest fordi de kan bruge naturlige, uenrikede uran. Neutronerne i termiske reaktorer omtales som "langsom", fordi reaktoren bruger et modererende materiale til at decelerere neutronerne fra deres naturlige hastighed, når de kastes ud fra ødelagte atomkerner, som er ret hurtig, tættere på hastigheden og varmen i det omgivende brændstofmedium. Hurtige neutronreaktorer er dyrere og kræver, at brændstoffet er mere beriget, hvilket gør dem mindre populære. På den anden side skaber de mere brændstof, end de spiser, hvilket gør dem attraktive på længere sigt.
Moderatormateriale er det andet klassificeringsskema for atomreaktorer. Som nævnt før er det kun termiske atomreaktorer, der bruger moderatorer, så dette dækker kun dem. Grafit, tungt vand og normalt vand bruges alle som moderatorer. Grafit og tunge vandreaktorer er mere populære, fordi disse moderererMaterialer termaliserer neutronerne bedre, hvilket sikrer, at der kan bruges naturligt uran, og der er ikke behov for nogen berigelse.
Den næste klassificeringsskema er baseret på generation. Generering I -reaktorer var de første prototype -reaktorer, typisk en af en slags. Generation II -reaktorer blev lavet til kommerciel brug 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 forskningsstadiet 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 eller gas. Solid er mest typisk. Sammen med fase kommer den type brændstof - uran eller thorium. Dette er de eneste to reaktorklare elementer, der er tilgængelige i betydelige mængder påJorden.
Den sidste klassificering er baseret på brug - til kraftværker, fremdrift, produktion af nukleare brændstof (opdrætterreaktorer) eller forskningsreaktorer. Radioisotop termoelektriske generatorer (RTG) kastes også undertiden ind med atomreaktorer, selvom de er noget forskellige. RTGS genererer energi fra forfaldet af en radioaktiv isotop.
Og det er det. Der er mere specifikke måder at karakterisere atomreaktorer på og adskillige design på forskellige udviklingsstadier, men mængden af skriftligt materiale på atomreaktortyper kunne sandsynligvis udfylde et lille bibliotek.