Lò phản ứng nhân giống nhanh là gì?

Một lò phản ứng nhân giống nhanh là một loại lò phản ứng hạt nhân sử dụng phân hạch hạt nhân để tạo ra các nguyên tử plutonium 239 như một sản phẩm phụ của sự phân tách của các nguyên tử uranium 235.Quá trình này tạo ra nhiều nhiên liệu dưới dạng Plutonium 239 hơn là sử dụng.Khả năng tạo ra, hoặc sinh sản, tài khoản nhiên liệu bổ sung cho tên được đặt cho các loại lò phản ứng này.Một lò phản ứng nhân giống nhanh có thể tạo ra nhiên liệu lên tới 30% so với tiêu thụ.Các lò phản ứng hạt nhân tạo ra năng lượng bằng cách phân tách các nguyên tử của nhiên liệu phân hạch, thường là uranium 235. Điều này cũng tạo ra neutron tự do, các hạt từ nhân của các nguyên tử, sau đó tấn công các nguyên tử uranium khác, tách chúng ra và làm tăng phản ứng phân hạch.Trong các lò phản ứng hạt nhân tiêu chuẩn, hầu hết các neutron này được giữ ở mức năng lượng thấp bởi một hệ thống làm mát tiên tiến thường sử dụng nước như một môi trường.Điều này được thực hiện để giữ cho neutron ở mức năng lượng phù hợp để duy trì phản ứng phân hạch.Trong một lò phản ứng nhân giống nhanh, hệ thống làm mát có chủ ý kém hiệu quả và thường chứa đầy natri lỏng.Điều này giữ cho các neutron được tạo ra bởi phản ứng phân hạch ở mức năng lượng cao hơn.Những neutron nhanh này cung cấp phần khác của tên chung của lò phản ứng nhân giống nhanh.Neutron năng lượng cao ít phù hợp hơn để chia các nguyên tử uranium 235 khác nhưng phục vụ một mục đích khác.

Thay vì tách các nguyên tử uranium 235, các neutron nhanh được hấp thụ bởi các nguyên tử uranium 238, tạo nên phần lớn khối lượng nhiên liệu của lò phản ứng hạt nhân trong lò phản ứng nhân giống nhanh.Uranium 238 không phù hợp với phân hạch, nhưng sau khi hấp thụ một neutron khác, uranium 238 được chuyển đổi thành plutonium 239. Plutonium 239 rất phù hợp như một nhiên liệu hạt nhân và có thể được sử dụng để chế tạo vũ khí hạt nhân.Một số nguyên tử plutonium 239 phân rã thành một đồng vị khác của uranium, uranium 239 cũng được sử dụng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng hạt nhân. Plutonium thường được sử dụng cho vũ khí hạt nhân.Vì lý do này, nhiều lò phản ứng nhân giống nhanh đã từng hoạt động đã bị ngừng hoạt động.Các vấn đề khác với các loại lò phản ứng này đã góp phần vào sự suy giảm phổ biến của họ giữa các quốc gia với các chương trình năng lượng hạt nhân.Plutonium 239 phải được chiết xuất từ các thành phần khác của nhiên liệu hạt nhân và đây là một quá trình phức tạp và tốn kém.Nó cũng có thể cực kỳ nguy hiểm và tạo ra chất thải phóng xạ độc hại như một sản phẩm phụ.