Hvad er den hurtige opdrætterreaktor?

En hurtig opdrætterreaktor er en type atomreaktor, der bruger nuklear fission til at skabe plutonium 239 atomer som et biprodukt af opdeling af uran 235 atomer.Denne proces skaber mere brændstof i form af plutonium 239 end den bruger.Denne evne til at skabe eller opdrætte yderligere brændstof tegner sig for det navn, der er givet til disse typer reaktorer.En hurtig opdrætterreaktor kan skabe op til 30% mere brændstof, end den forbruger.

Atomreaktorer producerer energi ved at opdele atomerne af fissile brændstoffer, normalt uran 235. Dette producerer også frie neutroner, partikler fra atomernes kerne, som derefter rammer andre uranatomer, opdeler dem og fremmer fissionsreaktionen.I standard nukleare reaktorer holdes de fleste af disse neutroner på et lavt energiniveau af et avanceret kølesystem, der normalt bruger vand som et medium.Dette gøres for at holde neutronerne på et energiniveau, der er egnet til at opretholde fissionsreaktionen.

I en hurtig opdrætterreaktor er kølesystemet bevidst mindre effektivt og er normalt fyldt med flydende natrium.Dette holder de neutroner, der produceres af fissionsreaktionen på et højere energiniveau.Disse hurtige neutroner giver den anden del af det almindelige navn på en hurtig opdrætterreaktor.Neutroner med høj energi er mindre velegnede til at opdele andre uran 235 atomer, men tjener et andet formål.

I stedet for at opdele uran 235 atomer, absorberes de hurtige neutroner af uran 238 atomer, hvilket udgør det meste af massen af atomreaktorbrændstof i en hurtig opdrætterreaktor.Uran 238 er ikke egnet til fission, men efter at have absorberet en anden neutron konverteres uran 238 til plutonium 239. Plutonium 239 er meget velegnet som et nukleart brændstof og kan bruges til fremstilling af atomvåben.Nogle plutonium 239 atomer henfalder til en anden isotop af uran, uran 239, som også bruges som brændstof i atomreaktorer.

Plutonium bruges ofte til atomvåben.Af denne grund er mange hurtige opdrætterreaktorer, der engang var operationelle, lukket ned.Andre problemer med disse typer reaktorer har bidraget til deres tilbagegang i popularitet blandt nationer med atomkraftprogrammer.Plutonium 239 skal ekstraheres fra de andre komponenter i nukleart brændstof, og dette er en kompleks og dyr proces.Det kan også være ekstremt farligt og skaber giftigt radioaktivt affald som et biprodukt.