Che cos'è un reattore per allevatori nucleari?
Un reattore di allevamento è un tipo di nucleare specificamente progettato per creare più materiale fissile (combustibile nucleare) di quello che consuma. A seconda del rapporto di allevamento di un reattore, può produrre nuovo combustibile a una velocità maggiore o minore. Il rapporto di riproduzione rappresenta il numero di nuovi atomi fissili creati per ciascun evento di fissione. Il limite superiore teorico per il rapporto di riproduzione è 1,8, mentre la maggior parte dei reattori di allevamento sono progettati per produrre quasi tutto il materiale fissile che consumano. Si spera che i reattori di allevamento sostituiranno l'attuale generazione di reattori convenzionali man mano che i progressi nel settore nucleare continuano.
La maggior parte dei reattori nucleari tradizionali crea un po 'di carburante aggiuntivo mentre funzionano, aumentando l'efficienza del carburante. Con lo sviluppo dell'industria nucleare, questi rapporti sono stati spinti sempre più in alto, portando a migliori economie di carburante. Ci sono ancora ostacoli tecnici nello sviluppo di reattori di allevamento convenienti, ma gli allevatori possono rivendicare una serie di vantaggi che i reattori tradizionali non possono. Il più grande è che, dopo un caricamento iniziale di uranio arricchito o plutonio, un reattore allevatore può successivamente essere alimentato solo da caricamenti periodici di uranio non arricchito (naturale) o (in un altro tipo di reattore di allevamento) torio. Il torio è circa quattro volte più abbondante nella crosta terrestre dell'uranio, presenta pochissimi rischi di armamento e produce scorie nucleari che diminuiscono in intensità a livelli di fondo molto più rapidamente rispetto ai rifiuti di una pianta convenzionale.
Una preoccupazione per i reattori di allevamento è che producendo combustibile nucleare pronto per le bombe, come il plutonio, creano un rischio di armi nucleari. Questo problema viene affrontato da una fase di preelaborazione nucleare in cui altri elementi come il curio e il nettunio vengono aggiunti in piccole quantità al plutonio. Questa forma di lavorazione non ha alcun effetto sull'uso del plutonio come combustibile del reattore, ma rende estremamente difficile utilizzare il materiale per creare una bomba atomica, anche se utilizza un design molto sofisticato.
Sono stati proposti due tipi di reattori di allevamento. Il primo, il reattore ad allevamento rapido, utilizza una carica iniziale di combustibile di plutonio, che in seguito richiede solo energia all'uranio naturale. Sono stati costruiti alcuni prototipi di allevatori veloci e Giappone, Cina, Corea e Russia stanno tutti impegnando fondi per il continuo sviluppo. Il secondo tipo di reattore di allevamento è un reattore di allevatore termico, che utilizza una carica iniziale di combustibile di uranio arricchito, successivamente utilizzando solo torio. Finora i reattori per allevatori termici sono stati costruiti solo su piccola scala, con l'India che muove i primi passi verso lo sviluppo su scala industriale, iniziato nel 2006.