Que tipos de reatores nucleares existem?

Os reatores nucleares podem ser classificados de várias maneiras diferentes: pelo tipo de reação nuclear, o material moderador usado, o líquido de arrefecimento usado, a geração do reator, a fase de combustível, o tipo de combustível e o uso. Contando reatores de pesquisa, milhares existem em todo o mundo, caindo em muitas categorias diferentes. Neste artigo, analisarei os esquemas de classificação dos reatores nucleares, um de cada vez.

Neste artigo, estamos apenas olhando para os reatores nucleares de fissão, ou seja, reatores que separam núcleos, em vez de reatores de fusão, que os fundem. Os reatores de fusão ainda são uma tecnologia altamente experimental nos estágios iniciais do desenvolvimento, enquanto os reatores de fissão estão em uso há mais de 60 anos. A maioria dos reatores que empregam nêutrons rápidos se enquadram na categoria de reator de criadoras rápidas, enquanto a maioria usando nêutrons lentos é chamada de reatores térmicos. Reacto térmicoRs são os mais baratos e mais comuns, principalmente porque podem usar urânio natural e não enriquecido. Os nêutrons nos reatores térmicos são chamados de "lento" porque o reator usa um material moderador para desacelerar os nêutrons a partir de sua velocidade natural quando ejetados de núcleos atômicos quebrados, que são bastante rápidos, mais próximos da velocidade e do calor do meio de combustível circundante. Os reatores rápidos de nêutrons são mais caros e exigem que o combustível seja mais enriquecido, tornando -os menos populares. Por outro lado, eles criam mais combustível do que consomem, tornando -os atraentes a longo prazo.

O material moderador

é o segundo esquema de classificação para reatores nucleares. Como afirmado anteriormente, apenas os reatores nucleares térmicos usam moderadores, então isso apenas os cobre. Grafite, água pesada e água normal são todos usados ​​como moderadores. Reatores de grafite e água pesada são mais populares porque esses moderamOs materiais termalizam melhor os nêutrons, garantindo que o urânio natural possa ser usado e nenhum enriquecimento é necessário.

O próximo esquema de classificação é baseado na geração. Os reatores da geração I foram os primeiros reatores de protótipo, geralmente únicos. Os reatores da geração II foram feitos para uso comercial e com base em projetos padrão. Estes entraram em uso durante os anos 50. Os reatores da geração III são mais modernos, entrando em uso no final dos anos 90. Eles são mais leves e eficientes que a geração anterior. A mais nova geração, os reatores da geração IV, está atualmente em fase de pesquisa e não se espera que seja lançada até o final da década de 2020 ou o início da década de 2030. Esses reatores serão muito econômicos e produzirão resíduos mínimos.

Outro tipo de classificação é a fase de combustível - líquido, sólido ou gás. Sólido é mais típico. Junto com a fase, vem o tipo de combustível - urânio ou tório. Estes são os únicos dois elementos prontos para o reator disponíveis em quantidades substanciais emTerra.

A última classificação é baseada no uso - para usinas de energia, propulsão, produção de combustível nuclear (reatores criadores) ou reatores de pesquisa. Os geradores termoelétricos do radioisótopo (RTG) também são lançados com reatores nucleares, embora sejam um pouco diferentes. RTGs geram energia a partir da decaimento de um isótopo radioativo.

E é isso. Existem maneiras mais específicas de caracterizar os reatores nucleares e numerosos projetos em vários estágios de desenvolvimento, mas a quantidade de material escrito sobre tipos de reatores nucleares provavelmente poderia preencher uma pequena biblioteca.