Quali tipi di reattori nucleari esistono?

I reattori nucleari possono essere classificati in diversi modi: dal tipo di reazione nucleare, il materiale moderatore utilizzato, il liquido di raffreddamento utilizzato, la generazione del reattore, la fase del carburante, il tipo di carburante e l'uso.Contendo i reattori di ricerca, migliaia di persone esistono in tutto il mondo, che rientrano in molte categorie diverse.In questo articolo, esaminerà gli schemi di classificazione dei reattori nucleari uno alla volta.

In questo articolo stiamo solo esaminando i reattori nucleari di fissione, cioè reattori che spezzano i nuclei, piuttosto che i reattori di fusione, che li fondono insieme.I reattori di fusione sono ancora una tecnologia altamente sperimentale nelle prime fasi di sviluppo, mentre i reattori di fissione sono in uso da oltre 60 anni.

Il tipo di reazione nucleare si riferisce generalmente al fatto che il reattore nucleare utilizza neutroni lenti (termici) o neutroni veloci.La maggior parte dei reattori che impiegano neutroni veloci rientrano nella categoria del reattore ad allevatore veloce, mentre la maggior parte dell'uso di neutroni lenti sono chiamati reattori termici.I reattori termici sono i più economici e più comuni, principalmente perché possono usare l'uranio naturale e non arricchito.I neutroni nei reattori termici sono indicati come lenti perché il reattore utilizza un materiale moderatore per rallentare i neutroni dalla loro velocità naturale quando espulsi da nuclei atomici rotti, che è piuttosto veloce, più vicino alla velocità e al calore del mezzo di carburante circostante.I reattori di neutroni veloci sono più costosi e richiedono che il carburante sia più arricchito, rendendoli meno popolari.D'altra parte, creano più carburante di quello che consumano, rendendoli attraenti a lungo termine. Il materiale moderatore è il secondo schema di classificazione per i reattori nucleari.Come affermato in precedenza, solo i reattori nucleari termici usano i moderatori, quindi questo copre solo quelli.La grafite, l'acqua pesante e l'acqua normale sono tutti usati come moderatori.I reattori ad acqua grafite e pesanti sono più popolari perché questi materiali moderatori termono meglio i neutroni, garantendo che l'uranio naturale possa essere utilizzato e non è necessario alcun arricchimento.

Il prossimo schema di classificazione si basa sulla generazione.I reattori di generazione I furono il primo prototipo di reattori, in genere unici.I reattori di Generazione II sono stati realizzati per uso commerciale e basati su progetti standard.Questi sono usciti negli anni '50.I reattori di Generazione III sono più moderni, entrando in uso alla fine degli anni '90.Sono più leggeri ed efficienti della generazione precedente.La nuova generazione, i reattori di generazione IV, è attualmente in fase di ricerca e non si prevede che venga lanciata fino alla fine del 2020 o all'inizio del 2030.Questi reattori saranno molto economici e produrranno rifiuti minimi.

Un altro tipo di classificazione è la fase del carburante: liquido, solido o gas.Il solido è più tipico.Insieme alla fase arriva il tipo di carburante: uranio o torio.Questi sono gli unici due elementi pronti per il reattore disponibili in quantità sostanziali sulla Terra.

L'ultima classificazione si basa sull'uso - per le centrali elettriche, la propulsione, la produzione di combustibile nucleare (reattori di allevatori) o reattori di ricerca.I generatori termoelettrici radioisotopo (RTG) vengono talvolta gettati con reattori nucleari, sebbene siano leggermente diversi.Gli RTG generano energia dal decadimento di un isotopo radioattivo.

E questo è tutto.Esistono modi più specifici per caratterizzare i reattori nucleari e numerosi progetti in varie fasi di sviluppo, ma la quantità di materiale scritto sui tipi di reattori nucleari potrebbe probabilmente riempire una piccola libreria.