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, som eksisterer i verden.
I så måte er et alternativ Nuclear Plant Design, den såkalte Fast Breeder Reaktoren (FBR), som sett i fig. ovenfor fremstår som en måte å løse disse problemene på.
Konvensjonelle atomreaktorer splitter Uran som er 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 igen kjører en turbin. Termiske atomreaktorer som bruker brennstoff i fast form (kjeramisk) er alvorlig ineffektive som utnytter en brøkdel av den potensielle energien i Uranet. Noe av energien blir omgjort til strøm, med resten blir igjen i form av plutonium, andre tyngre elementer (aktenider), fisjonsprodukter og kastet ut som avfall. Dette avfallet inneholder en betydelig mengde energi.
En Fast Reaktor løser dette problemet. Denne typen reaktor tillater gjenvinning av brukt drivstoff fra termiske reaktorer med fast brennstoff og kan utnytte en større brøkdel av energien i brennstoffet. I en konvensjonell reaktor, blir hastigheten på nøytronet bremset for å sikre at kjedereaksjonen er bærekraftig, samtidig som det fjerner verdifull kinetisk energi (tenk på hastighet). En Fast reaktor 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. Med denne intense reaksjonen, blir nesten alt av fissil potensialet til inaktive U-238 atomer frigjøres som energi i stedet for å bli kassert.
Fordeler
Fast Reactors tilbyr løsninger på flere problemer innen kjernefysisk energi. Hovedsakelig adresserer FBRS bedre utnyttelse av ressursene. Etter en innledende lastning med uran, 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 fjerning av kjernefysisk avfall i tillegg til ressurs utarming. Det stemmer at allerede brukte drivstoff stenger 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.
Det skal også bemerkes at Fast Reaktors er mye farligere enn konvensjonelle lyseaktorer. I en termisk Lett Vanns Reaktor design kan kjernen slå seg av i tilfelle et kjølevæske Tap, men i Raske Reaktorer virker ikke det og reaksjonen vil være avhengig av kritisk masse der bruken av væske metaller i stedet for vann, forhindrer moderasjon.
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 innenfor kjerneknologi, 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 Lett Vanns Reaktor. Derfor har mange av OECD landene forlatt programmene sine etter å ha brukt et kollektivt $ 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. Kostnaden kan potensielt gå kraftig ned med å utvikle teknologiske fremskritt (Saltsmelte), som igjen tillater FBR programmer å gjenvinne moment. Dette målet ville være en verdig den vitenskapelig og økonomisk innsats hvor 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 typing 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.
