Co to jest reaktor szybkiego hodowcy?

Reaktor szybkiego rozmnażania jest rodzajem reaktora jądrowego, który wykorzystuje rozszczepienie jądrowe do wytworzenia 239 atomów plutonu jako produktu ubocznego rozszczepienia 235 atomów uranu. Proces ten wytwarza więcej paliwa w postaci plutonu 239 niż zużywa. Ta zdolność do tworzenia lub „hodowania” dodatkowych rachunków paliwowych dla nazwy nadanej tym typom reaktorów. Reaktor szybkiego hodowcy może wytworzyć do 30% więcej paliwa niż zużywa.

Reaktory jądrowe wytwarzają energię przez rozdzielanie atomów paliw rozszczepialnych, zwykle uranu 235. Powoduje to również wytwarzanie wolnych neutronów, cząstek z jądra atomów, które następnie uderzają w inne atomy uranu, dzieląc je i przyspieszając reakcję rozszczepienia. W standardowych reaktorach jądrowych większość tych neutronów jest utrzymywana na niskim poziomie energii przez zaawansowany system chłodzenia, który zwykle wykorzystuje wodę jako medium. Odbywa się to w celu utrzymania neutronów na poziomie energii odpowiednim do podtrzymania reakcji rozszczepienia.

W szybkim reaktorze hodowlanym układ chłodzenia jest celowo mniej wydajny i zwykle jest wypełniony ciekłym sodem. Dzięki temu neutrony wytwarzane przez reakcję rozszczepienia mają wyższy poziom energii. Te „szybkie” neutrony stanowią drugą część zwykłej nazwy szybkiego reaktora hodowlanego. Wysokoenergetyczne neutrony są mniej odpowiednie do rozdzielania innych 235 atomów uranu, ale służą innym celom.

Zamiast rozszczepiać 235 atomów uranu, „szybkie” neutrony są absorbowane przez 238 atomów uranu, co stanowi większość masy paliwa z reaktora jądrowego w reaktorze szybkiego rozmnażania. Uran 238 nie nadaje się do rozszczepienia, ale po wchłonięciu innego neutronu uran 238 przekształca się w pluton 239. Pluton 239 jest bardzo odpowiedni jako paliwo jądrowe i może być wykorzystywany do produkcji broni jądrowej. Niektóre 239 atomów plutonu rozpadają się na inny izotop uranu, uran 239, który jest również stosowany jako paliwo w reaktorach jądrowych.

Pluton jest często używany do broni jądrowej. Z tego powodu zamknięto wiele reaktorów szybkiego hodowcy, które kiedyś działały. Inne problemy z tego rodzaju reaktorami przyczyniły się do ich spadku popularności wśród narodów z programami energetyki jądrowej. Pluton 239 musi być wydobywany z innych składników paliwa jądrowego, co jest złożonym i kosztownym procesem. Może być również bardzo niebezpieczny i tworzy toksyczne odpady radioaktywne jako produkt uboczny.