Vilka typer av kärnreaktorer finns?
kärnreaktorer kan klassificeras på flera olika sätt: genom den typ av kärnreaktion, moderatormaterialet som används, kylvätska som används, generering av reaktorn, bränslefas, bränsletyp och användning. Räknar forskningsreaktorer finns tusentals över hela världen och faller i många olika kategorier. I den här artikeln kommer jag att gå igenom klassificeringssystemen för kärnreaktorer en åt gången.
I den här artikeln tittar vi bara på kärnreaktorer för fission, det vill säga reaktorer som bryter isär kärnor, snarare än fusionsreaktorer, som smälter samman dem. Fusionsreaktorer är fortfarande en mycket experimentell teknik i de tidiga utvecklingsstadierna, medan fissionreaktorer har använts i över 60 år.
Typen av kärnreaktion hänvisar generellt till om kärnreaktorn använder långsamma (termiska) neutroner eller snabba neutroner. De flesta reaktorer som använder snabba neutroner faller i kategorin snabba uppfödare, medan de flesta använder långsamma neutroner kallas termiska reaktorer. Termisk reaktoRs är det billigaste och vanligaste, främst för att de kan använda naturligt, obekant uran. Neutronerna i termiska reaktorer kallas "långsam" eftersom reaktorn använder ett modererat material för att bromsa neutronerna från deras naturliga hastighet när de kastas ut från trasiga atomkärnor, vilket är ganska snabbt, närmare hastigheten och värmen för det omgivande bränslemediet. Snabba neutronreaktorer är dyrare och kräver att bränslet är mer anrikat, vilket gör dem mindre populära. Å andra sidan skapar de mer bränsle än de konsumerar, vilket gör dem attraktiva på längre sikt.
Moderatormaterial är det andra klassificeringsschemat för kärnreaktorer. Som nämnts tidigare använder endast termiska kärnreaktorer moderatorer, så detta täcker bara dem. Grafit, tungt vatten och normalt vatten används alla som moderatorer. Grafit- och tunga vattenreaktorer är mer populära eftersom dessa moderatoriskaMaterial termaliserar neutronerna bättre och säkerställer att naturligt uran kan användas och ingen anrikning behövs.
Nästa klassificeringsschema är baserat på generation. Generation I -reaktorer var de första prototypreaktorerna, vanligtvis en av ett slag. Generation II -reaktorer gjordes för kommersiellt bruk och baserade på standardkonstruktioner. Dessa kom i bruk under 50 -talet. Generation III -reaktorer är mer moderna och kommer i bruk i slutet av 90 -talet. De är mer lätta och effektiva än föregående generation. Den senaste generationen, Generation IV -reaktorer, är för närvarande i forskningsstadiet och förväntas inte rullas ut förrän slutet av 2020 -talet eller början av 2030 -talet. Dessa reaktorer kommer att vara mycket ekonomiska och ger minimalt avfall.
En annan typ av klassificering är bränslefas - vätska, fast eller gas. Solid är mest typisk. Tillsammans med fas kommer typen av bränsle - uran eller thorium. Dessa är de enda två reaktorklara elementen som finns i betydande mängder påJorden.
Den sista klassificeringen är baserad på användning - för kraftverk, framdrivning, produktion av kärnbränsle (uppfödarereaktorer) eller forskningsreaktorer. Radioisotop termoelektriska generatorer (RTG) kastas också ibland in med kärnreaktorer, även om de är något olika. RTG: er genererar energi från förfallet av en radioaktiv isotop.
Och det är det. Det finns mer specifika sätt att karakterisera kärnreaktorer och många mönster i olika utvecklingsstadier, men mängden skriftligt material på kärnreaktortyper kan förmodligen fylla ett litet bibliotek.