Welche Arten von Kernreaktoren gibt es?
Kernreaktoren können auf verschiedene Arten klassifiziert werden: Nach der Art der Kernreaktion, dem verwendeten Moderatormaterial, dem verwendeten Kühlmittel, der Erzeugung des Reaktors, der Kraftstoffphase, des Kraftstofftyps und der Verwendung. Zählen Forschungsreaktoren, Tausende existieren weltweit und fallen in viele verschiedene Kategorien. In diesem Artikel werde ich die Klassifizierungssysteme von Kernreaktoren nacheinander durchgehen.
In diesem Artikel untersuchen wir nur Spaltkernreaktoren, dh Reaktoren, die Kerne zerbrechen, anstatt Fusionsreaktoren, die sie zusammen verschmelzen. Fusionsreaktoren sind in den frühen Entwicklungsphasen nach wie vor eine hochexperimentelle Technologie, während Spaltreaktoren seit über 60 Jahren verwendet werden. Die meisten Reaktoren, die schnelle Neutronen einsetzen, fallen in die Kategorie Fast Breeder Reactor, während die meisten langsamen Neutronen als thermische Reaktoren bezeichnet werden. ThermalreaktoRS sind das billigste und am häufigsten am häufigsten, vor allem, weil sie natürliches, nicht angereichertes Uran verwenden können. Die Neutronen in thermischen Reaktoren werden als "langsam" bezeichnet, da der Reaktor ein moderierendes Material verwendet, um die Neutronen aus ihrer natürlichen Geschwindigkeit zu verlangsamen, wenn sie aus zerbrochenen Atomkern ausgestoßen wird, die ziemlich schnell, näher an der Geschwindigkeit und Wärme des umgebenden Brennstoffmediums ist. Schnelle Neutronenreaktoren sind teurer und erfordern, dass der Kraftstoff angereicherer ist, was sie weniger beliebt macht. Andererseits erzeugen sie mehr Kraftstoff als sie konsumieren, was sie längerfristig attraktiv macht.
Moderatormaterial ist das zweite Klassifizierungsschema für Kernreaktoren. Wie bereits erwähnt, verwenden nur thermische Kernreaktoren Moderatoren, sodass dies nur diese abdeckt. Graphit, schweres Wasser und normales Wasser werden alle als Moderatoren verwendet. Graphit- und schwere Wasserreaktoren sind beliebter, weil diese moderierenMaterialien thermisieren die Neutronen besser und stellen Sie sicher, dass natürliches Uran verwendet werden kann und keine Anreicherung erforderlich ist.
Das nächste Klassifizierungsschema basiert auf der Generation. Generation I -Reaktoren waren die ersten Prototyp -Reaktoren, typischerweise einzigartig. Die Reaktoren der Generation II wurden für den kommerziellen Gebrauch durchgeführt und basierend auf Standardkonstruktionen. Diese kamen in den 50ern in Gebrauch. Reaktoren der Generation III sind moderner und werden in den späten 90ern verwendet. Sie sind leichter und effizienter als die vorherige Generation. Die neueste Generation, Generation IV -Reaktoren, befinden sich derzeit in der Forschungsphase und werden voraussichtlich erst Ende der 2020er oder Anfang 2030 eingeführt. Diese Reaktoren werden sehr wirtschaftlich sein und minimaler Abfälle produzieren.
Eine andere Art der Klassifizierung ist die Kraftstoffphase - Flüssigkeit, Feststoff oder Gas. Solid ist am typischsten. Zusammen mit der Phase kommt die Art des Kraftstoffs - Uran oder Thorium. Dies sind die einzigen zwei Reaktor-fähigen Elemente, die in erheblichen Mengen verfügbar sindErde.
Die letzte Klassifizierung basiert auf dem Gebrauch - für Kraftwerke, Anträge, die Produktion von Kernbrennstoff (Züchterreaktoren) oder Forschungsreaktoren. Thermoelektrische Radioisotopen -Generatoren (RTG) werden manchmal auch mit Kernreaktoren eingeworfen, obwohl sie etwas unterschiedlich sind. RTGs erzeugen Energie aus dem Zerfall eines radioaktiven Isotops.
Und das war's. Es gibt spezifischere Möglichkeiten, Kernreaktoren zu charakterisieren, und zahlreiche Entwürfe in verschiedenen Entwicklungsstadien, aber die Menge an schriftlichem Material für Kernreaktortypen könnte wahrscheinlich eine kleine Bibliothek füllen.