Что такое ядерный реактор?

Реактор-размножитель - это тип ядерного реактора, специально предназначенный для создания большего количества расщепляющегося материала (ядерного топлива), чем он потребляет. В зависимости от коэффициента размножения реактора, он может производить новое топливо с большей или меньшей скоростью. Коэффициент размножения представляет количество новых делящихся атомов, созданных для каждого события деления. Теоретический верхний предел для коэффициента размножения составляет 1,8, в то время как большинство реакторов-размножителей предназначены для производства примерно столько же делящихся материалов, сколько они потребляют. Есть надежда, что реакторы-размножители заменят нынешнее поколение обычных реакторов, поскольку прогресс в ядерной энергетике продолжается.

Большинство традиционных ядерных реакторов создают дополнительное топливо в процессе работы, что повышает топливную эффективность По мере развития атомной промышленности эти соотношения растут все выше и выше, что ведет к лучшей экономии топлива. По-прежнему существуют технические препятствия для разработки экономически эффективных реакторов-размножителей, но заводчики могут претендовать на ряд преимуществ, которых не могут традиционные реакторы. Наибольшее значение имеет то, что после начальной загрузки обогащенного урана или плутония реактор-размножитель может быть затем приведен в действие только периодическими загрузками необогащенного (природного) урана или (в другом типе реактора-размножителя) тория. Торий примерно в четыре раза больше в земной коре, чем уран, представляет очень незначительный риск вооружения и производит ядерные отходы, интенсивность которых снижается до фоновых уровней намного быстрее, чем отходы от обычной установки.

Одной из проблем, связанных с реакторами-размножителями, является то, что, производя готовое к бомбе ядерное топливо, такое как плутоний, они создают риск ядерного оружия. Эта проблема решается на этапе предварительной ядерной обработки, когда другие элементы, такие как кюрий и нептуний, добавляются к плутонию в крошечных количествах. Эта форма обработки не влияет на использование плутония в качестве реакторного топлива, но крайне затрудняет использование материала для создания атомной бомбы, даже если используется очень сложная конструкция.

Существует два типа реакторов-размножителей, которые были предложены. Первый, реактор на быстрых нейтронах, использует начальную загрузку топлива плутония, после чего для получения энергии требуется только природный уран. Несколько опытных образцов были построены из быстрых заводчиков, и Япония, Китай, Корея и Россия выделяют средства на дальнейшее развитие. Второй тип реактора-размножителя представляет собой тепловой реактор-размножитель, в котором используется начальная загрузка топлива из обогащенного урана, после чего используется только торий. Реакторы-теплоносители до настоящего времени строились только в небольших масштабах, и Индия предприняла первые шаги к промышленному развитию, начавшемуся в 2006 году.