Welke soorten kernreactoren zijn er?
Nucleaire reactoren kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd: door het type nucleaire reactie, het gebruikte moderatormateriaal, gebruikte koelmiddel, generatie van de reactor, brandstoffase, brandstoftype en gebruik.Het tellen van onderzoeksreactoren, duizenden bestaan wereldwijd en vallen in veel verschillende categorieën.In dit artikel gaat ik één voor één over de classificatieschema's van kernreactoren.
In dit artikel kijken we alleen naar splijtingsnucleaire reactoren, dat wil zeggen reactoren die kernen uit elkaar breken, in plaats van fusiereactoren, die ze samensmelten.Fusionreactoren zijn nog steeds een zeer experimentele technologie in de vroege ontwikkelingsfasen, terwijl splijtingsreactoren al meer dan 60 jaar in gebruik zijn.
Het type nucleaire reactie verwijst in het algemeen naar of de kernreactor langzame (thermische) neutronen of snelle neutronen gebruikt.De meeste reactoren die snelle neutronen gebruiken, vallen in de snelle categorie snelle fokkers, terwijl de meeste met behulp van langzame neutronen thermische reactoren worden genoemd.Thermische reactoren zijn de goedkoopste en meest voorkomende, vooral omdat ze natuurlijk, niet -verrijkt uranium kunnen gebruiken.De neutronen in thermische reactoren worden langzaam genoemd omdat de reactor een modererend materiaal gebruikt om de neutronen uit hun natuurlijke snelheid te vertragen wanneer het wordt uitgeworpen uit gebroken atoomkernen, die vrij snel is, dichter bij de snelheid en warmte van het omringende brandstofmedium.Snelle neutronenreactoren zijn duurder en vereisen dat de brandstof meer verrijkt is, waardoor ze minder populair zijn.Aan de andere kant creëren ze meer brandstof dan ze verbruiken, waardoor ze aantrekkelijk zijn voor de langere termijn.
Moderatormateriaal is het tweede classificatieschema voor kernreactoren.Zoals eerder vermeld, gebruiken alleen thermische kernreactoren moderators, dus dit dekt deze alleen.Grafiet, zwaar water en normaal water worden allemaal gebruikt als moderators.Grafiet- en zware waterreactoren zijn populairder omdat deze modererende materialen de neutronen beter thermaliseren, zodat natuurlijk uranium kan worden gebruikt en geen verrijking nodig is.
Het volgende classificatieschema is gebaseerd op generatie.Generatie I Reactors waren de eerste prototype -reactoren, meestal uniek in zijn soort.Generatie II -reactoren werden gemaakt voor commercieel gebruik en op basis van standaardontwerpen.Deze werden in de jaren 50 in gebruik genomen.Generatie III -reactoren zijn moderner en worden in de late jaren 90 in gebruik.Ze zijn lichter en efficiënter dan de vorige generatie.De nieuwste generatie, Generation IV -reactoren, bevindt zich momenteel in de onderzoeksfase en zal naar verwachting tot het einde van de jaren 2020 of begin 2030 worden uitgerold.Deze reactoren zullen zeer economisch zijn en minimaal afval produceren.
Een ander type classificatie is brandstoffase - vloeistof, vaste of gas.Solid is het meest typisch.Samen met fase komt het type brandstof - uranium of thorium.Dit zijn de enige twee reactor -ready elementen die in substantiële hoeveelheden op aarde beschikbaar zijn.
De laatste classificatie is gebaseerd op gebruik - voor energiecentrales, aandrijving, de productie van nucleaire brandstof (fokkerreactoren) of onderzoeksreactoren.Radio -isotoop thermo -elektrische generatoren (RTG) worden soms ook binnengegooid met kernreactoren, hoewel ze enigszins verschillen.RTG's genereren energie uit het verval van een radioactieve isotoop.
En dat is het.Er zijn meer specifieke manieren om nucleaire reactoren te karakteriseren en talloze ontwerpen in verschillende stadia van ontwikkeling, maar de hoeveelheid geschreven materiaal op kernreactortypen zou waarschijnlijk een kleine bibliotheek kunnen vullen.