O que é um reator nuclear reprodutor?

Um reator reprodutor é um tipo de nuclear projetado especificamente para criar mais material físsil (combustível nuclear) do que consome. Dependendo da taxa de reprodução de um reator, ele pode produzir novo combustível a uma taxa maior ou menor. A taxa de reprodução representa o número de novos átomos físseis criados para cada evento de fissão. O limite superior teórico para a taxa de reprodução é de 1,8, enquanto a maioria dos reatores de criação é projetada para produzir quase o mesmo material físsil que consome. Espera-se que os reatores reprodutores substituam a atual geração de reatores convencionais à medida que o progresso na energia nuclear continua.

A maioria dos reatores nucleares tradicionais cria algum combustível adicional à medida que opera, aumentando a eficiência do combustível. À medida que a indústria nuclear se desenvolveu, esses índices foram aumentando cada vez mais, levando a melhores economias de combustível. Ainda existem obstáculos técnicos ao desenvolvimento de reatores de reprodutores econômicos, mas os criadores podem reivindicar uma série de vantagens que os reatores tradicionais não podem. O maior é que, após um carregamento inicial de urânio ou plutônio enriquecido, um reator de criação pode ser alimentado posteriormente apenas por cargas periódicas de urânio (natural) não enriquecido ou (em outro tipo de reator de criação) de tório. O tório é cerca de quatro vezes mais abundante na crosta terrestre do que o urânio, apresenta muito pouco risco de armamento e produz resíduos nucleares que diminuem em intensidade para níveis de fundo muito mais rápidos que os resíduos de uma planta convencional.

Uma preocupação dos reatores de reprodução é que, ao produzir combustível nuclear pronto para bomba, como o plutônio, eles criam um risco de armas nucleares. Esse problema é tratado por um estágio no pré-processamento nuclear, no qual outros elementos, como o cúrio e o neptúnio, são adicionados em pequenas quantidades ao plutônio. Essa forma de processamento não afeta o uso do plutônio como combustível do reator, mas torna extremamente difícil o uso do material para criar uma bomba atômica, mesmo que seja utilizado um design muito sofisticado.

Existem dois tipos de reatores de reprodução que foram propostos. O primeiro, o reator rápido de reprodução, utiliza uma carga inicial de combustível de plutônio, exigindo posteriormente apenas urânio natural para energia. Alguns protótipos foram construídos com criadores rápidos, e Japão, China, Coréia e Rússia estão comprometendo fundos para o desenvolvimento contínuo. O segundo tipo de reator de melhoramento é um reator de melhoramento térmico, que utiliza uma carga inicial de combustível de urânio enriquecido, usando posteriormente apenas tório. Até agora, os reatores térmicos foram construídos em pequena escala, com a Índia dando os primeiros passos em direção ao desenvolvimento em escala industrial, iniciada em 2006.