Quels types de réacteurs nucléaires existent?

Les réacteurs nucléaires peuvent être classés de plusieurs manières différentes: par le type de réaction nucléaire, le matériau modérateur utilisé, le liquide de refroidissement utilisé, la production du réacteur, la phase de carburant, le type de carburant et l'utilisation.En comptant les réacteurs de recherche, des milliers de personnes existent dans le monde, tombant dans de nombreuses catégories différentes.Dans cet article, je vais passer en revue les schémas de classification des réacteurs nucléaires un à la fois.

Dans cet article, nous ne regardons que des réacteurs nucléaires de fission, c'est-à-dire des réacteurs qui brisent les noyaux, plutôt que des réacteurs de fusion, qui les fusionnent ensemble.Les réacteurs de fusion sont toujours une technologie hautement expérimentale dans les premiers stades de développement, tandis que les réacteurs de fission sont utilisés depuis plus de 60 ans.

Le type de réaction nucléaire fait généralement référence à la question de savoir si le réacteur nucléaire utilise des neutrons lents (thermiques) ou des neutrons rapides.La plupart des réacteurs utilisant des neutrons rapides entrent dans la catégorie des réacteurs d'éleveur rapide, tandis que la plupart des neutrons lents sont appelés réacteurs thermiques.Les réacteurs thermiques sont les moins chers et les plus courants, principalement parce qu'ils peuvent utiliser de l'uranium naturel et non enrichi.Les neutrons dans les réacteurs thermiques sont appelés lents car le réacteur utilise un matériau modérateur pour décélérer les neutrons de leur vitesse naturelle lorsqu'ils sont éjectés des noyaux atomiques cassés, qui est assez rapide, plus proche de la vitesse et de la chaleur du milieu de carburant environnant.Les réacteurs à neutrons rapides sont plus chers et nécessitent que le carburant soit plus enrichi, les rendant moins populaires.D'un autre côté, ils créent plus de carburant qu'ils ne le consomment, ce qui les rend attrayants à plus long terme.

Le matériau modérateur est le deuxième schéma de classification pour les réacteurs nucléaires.Comme indiqué précédemment, seuls les réacteurs nucléaires thermiques utilisent des modérateurs, ce qui ne les couvre donc que.Le graphite, l'eau lourde et l'eau normale sont tous utilisés comme modérateurs.Les réacteurs en graphite et en eau lourds sont plus populaires car ces matériaux modérateurs thermalisent mieux les neutrons, garantissant que l'uranium naturel peut être utilisé et qu'aucun enrichissement n'est nécessaire.

Le prochain schéma de classification est basé sur la génération.Les réacteurs de la génération I ont été les premiers réacteurs prototypes, généralement uniques en son genre.Les réacteurs de la génération II ont été fabriqués pour une utilisation commerciale et sur la base de conceptions standard.Ceux-ci sont devenus utilisés dans les années 50.Les réacteurs de la génération III sont plus modernes, à la fin des années 90.Ils sont plus légers et efficaces que la génération précédente.La nouvelle génération, les réacteurs de la génération IV, est actuellement au stade de la recherche et ne devrait pas être déployée avant la fin des années 2020 ou le début des années 2030.Ces réacteurs seront très économiques et produiront des déchets minimaux.

Un autre type de classification est la phase de carburant - liquide, solide ou gaz.Le solide est le plus typique.Avec la phase vient le type de carburant - uranium ou thorium.Ce sont les deux seuls éléments prêts pour les réacteurs disponibles en quantités substantielles sur Terre.

La dernière classification est basée sur l'utilisation - pour les centrales électriques, la propulsion, la production de combustible nucléaire (réacteurs d'éleveurs) ou des réacteurs de recherche.Les générateurs thermoélectriques radio-isotopes (RTG) sont également parfois jetés avec des réacteurs nucléaires, bien qu'ils soient quelque peu différents.Les RTG génèrent de l'énergie à partir de la désintégration d'un isotope radioactif.

et c'est tout.Il existe des moyens plus spécifiques de caractériser les réacteurs nucléaires et de nombreuses conceptions à divers stades de développement, mais la quantité de matériel écrit sur les types de réacteurs nucléaires pourrait probablement remplir une petite bibliothèque.