Gitt verdens økende bekymring for karbon Utslipp og fossilt brensel, blir alternative energikilder mer aktuelle. Atomenergi er et alternativ til kull og naturgass, men bruken av kjernekraft er ikke helt uten bekymring. Fissil materiale som ‘brennes’ i reaktorene er en begrenset ressurs.
I så måte er et alternativ som bedre kan utnytte brennstoffet samtidig som å redusere avfallet være den såkalte ‘Fast Breeder’ Reaktoren (FBR). Med å ‘brenne opp’ mer av de langlivede grunnstoffene (aktenidene el. transuranene) som dannes i termiske reaktorer, er denne typen reaktor av en bedre design til å løse avfalls problemene vi har i dag.
Konvensjonelle atomreaktorer splitter Uran inne i drivstoffstenger, og får atomene til å dele seg. Derav slipper atomet fri flere nøytroner som slipper fri mer energi. Denne kjedereaksjonen produserer enorme mengder varme som høstes via en kjølevæskevæske, som omforme energien til damp og driver en turbin. Termiske atomreaktorer som bruker brennstoff i fast form (keramisk) er ineffektive som bare utnytter en brøkdel av den potensielle energien i Uranet. Noe av energien blir omgjort til strøm, med resten blir igjen i form av plutonium og andre elementer tyngre enn Uran (aktenider el. transuraner), fisjonsprodukter og andre isotoper som blir kastet ut som avfall. Dette avfallet inneholder en betydelig mengde energi (mer enn 90% av energien blir kastet).
En Fast Reaktor løser dette problemet. Denne typen reaktor tillater gjenvinning av brukt drivstoff fra termiske reaktorer og kan utnytte en større brøkdel av energien i brennstoffet. I en termisk (langsom) reaktor, blir hastigheten på nøytronet bremset for å sikre at kjedereaksjonen er bærekraftig, samtidig som det fjerner verdifull kinetisk energi (tenk på hastighet) hvor et langsomt nøytron har mye større sjanse til å forårsake en fisjon i et Uran atom.
En Fast reaktor som utnytter energien i et raskt nøytron, oppnår et enormt høyere energinivå. Det beste resultatet i en reaktor oppnås med å bombardere drivstoffet med raske nøytroner. Det høyere energinivået oppnås med konsentrerte flytende metaller (for eksempel natrium) i motsetning til vann som ikke kan brukes som kjølemiddel i en rask reaktor da det vil bremse nøytronene. I denne intense reaksjonen, blir nesten alt av fissil potensiale til U-238 atomer frigjort som energi i stedet for å bli kassert.
Fordeler
Raske reaktorer tilbyr løsninger på flere problemer innen kjernefysisk energi. Hovedsakelig adresserer FBRS bedre utnyttelse av ressursene. Etter en innledende brennstoff syklus med uran235 el Plutonium, avhengig av utformingen av reaktoren, holdes nøytron økonomien høy nok til å avle mer fissil materiale, noe som betyr at drivstoffet kan være selv opprettholdende.
Noen kan hevde at FBRS løser spørsmålet om å redusere kjernefysisk avfall i tillegg til ressurs utarming. Det stemmer at allerede brukt drivstoff kan gjenbrukes for FBRS, og dette er et attraktivt aspekt ettersom USA har over 54 000 tonn kjernebrensel lagret over landet. Det samme har alle land som i dag bruker kjernekraft.
Nåværende utvikling
Siden 1950-tallet har ni land utviklet FBR-er, inkludert Storbritannia, Kina, Russland, India, Japan og USA. USA har konstruert to eksperimentelle raske oppdretterreaktorer: Enrico Fermi Nuclear Generating Station som ble lagt ned i 1972 på grunn til lisens problemer og Clinch River Plant i Tennessee stengt i 1983. Det skal bemerkes at Clinch River-anlegget kan ha blitt påvirket av politiske grunner hvor Three Mile Island ulykken hadde skjedd rundt fire år tidligere.
En av de viktigste hindringene som står i veien for implementering av denne teknologien er kostnad. Det er enormt dyrt å opprettholde et Fast Reaktor program hvor prisen på disse tilsvarer omtrent 25% mer enn en termisk Lett Vanns Reaktor. Derfor har mange av OECD landene forlatt programmene sine etter å ha brukt mer enn $50 milliarder på forskning og utvikling. For eksempel kunne den franske Superphenix-reaktoren rett og slett ikke konkurrere økonomisk med Lett Vann teknologien. Den ble lagt ned i 2009 på grunn av kostnadene ved natriumlekkasjer, branner og reaktivitetshendelser. Det var den siste raske reaktoren i Europa for elektrisitetsproduksjon. Japan er nå et av de eneste landene som forblir med et sterkt reaktor forskning program.
Konklusjoner
Fast Breeder Reaktoren løser mange problemer tilknyttet atomenergi. Utgiftene som tidligere er forbundet med FBRS har dessverre hemmet full bruk av denne teknologien, spesielt I USA hvor støtten har falt av etter Obama-administrasjonen. Planetens etterspørsel etter alternativer med lite karbon gir en mulighet til å igjen besøke FBRS teknologien. I USA bygger Terra Power en test reaktor i Wyoming som omtales i ett av innleggene under Teknologi temaet. Kostnaden kan potensielt gå kraftig ned med å utvikle teknologiske fremskritt (bruk av saltsmelte som kjølemiddel), som igjen tillater FBR programmer å gjenvinne moment. Dette målet ville være verd den vitenskapelig og økonomisk innsats som FBRS tilbyr en sårt tiltrengt løsning på verdens tørst etter energi.
© Will Hooks. Forfatteren garanterer at arbeidet er forfatterens eget og at Stanford University ga ingen andre innspill enn skrive og referanse retningslinjer. Forfatteren gir Tillatelse til å kopiere, distribuere og vise dette arbeidet i uendret form, med attribusjon til forfatteren, kun for ikke -kommersielle formål. Alle Andre rettigheter, inkludert kommersielle rettigheter, er forbeholdt forfatter.
