Zmieniony: niedziela, 03 stycznia 2010 23:32

Reaktor powielający na prędkich neutronach (FBR)

Reaktor powielający na neutronach prędkich (FBR - Fast Breeder Reactor) działa inaczej niż reaktory PWR czy BWR, ponieważ te wykorzystują do rozszczepienia jąder neutrony o niskiej energii, inaczej termiczne. Reaktor na neutronach prędkich nie posiada moderatora i nie wyhamowuje neutronów. Oprócz paliwa w postaci plutonu stosuje się tu jeszcze tzw. materiał paliworodny (tj. taki, który w czasie pracy reaktora zostaje zamieniony w paliwo) w postaci nierozszczepialnego w reaktorach z neutronami termicznymi izotopu uranu U-238. Neutrony prędkie albo rozszczepiają zawarty w paliwie izotop plutonu Pu-239 (który jest źródłem neutronów i umożliwia podtrzymanie w reaktorze reakcji łańcuchowej) albo są pochłaniane przez jądra uranu U-238, które następnie zamieniają się w rozszczepialny Pu-239. Elementy paliwowe zawierają 20-30% plutonu i 70-80% U-238.

[schemat FBR]

Przy odpowiedniej konfiguracji reaktor powielający jest w stanie wyprodukować więcej paliwa niż go zużywa.

Reaktor FBR Monju w Japonii (fot. The Nuclear Fuel and Power Reactor Development Corporation (PNC))

Reaktor powielający FBR jest chłodzony ciekłym sodem, który w przeciwieństwie do wody nie wyhamowuje neutronów. Występują tu 3 obiegi chłodzenia: dwa sodowe i jeden wodny. Sód z obiegu pierwotnego chłodzi rdzeń reaktora i przekazuje ciepło wydzielone w reakcjach do wtórnego obiegu sodu a ten dalej do wytwornicy pary, przez którą przechodzi system rur z wodą (to jest część obiegu wodnego). Od tego miejsca cały system wygląda podobnie jak w innych reaktorach - woda w wytwornicy zaczyna wrzeć i zamienia się w parę, która następnie napędza turbiny, po czym kieruje się do skraplacza, przechodzi w stan ciekły i następnie wraca do wytwornicy pary.

Istnieją też reaktory na neutronach prędkich, w których nie zachodzi reakcja powielenia. Taki reaktor nie ma w swojej nazwie słowa "Breeder".