Nøgleforsøg
- Neutronhastighed: Den grundlæggende forskel mellem termiske reaktorer og hurtige reaktorer er energiniveauet af de neutroner, der forårsager fission. Termiske reaktorer bruger langsomme eller "termiske" neutroner til at opretholde den nukleare kædereaktion, hvorimod hurtige reaktorer bruger højenergi- eller "hurtige" neutroner.
- Brændstof og effektivitet: Termiske reaktorer bruger primært uran-235 eller plutonium-239 som brændsel, der er fissile med både hurtige og langsomme neutroner. Hurtige reaktorer kan dog også effektivt udnytte uranium-238, en meget mere rigelig isotop, og kan også "avle" mere brændstof (plutonium-239) fra dette, hvilket fører til bedre brændstofudnyttelse og mindre spild.
- Moderering og afkøling: Termiske reaktorer kræver en moderator, som vand eller grafit, for at bremse neutroner til termiske energier, som også fungerer som kølemiddel i mange designs. Hurtige reaktorer bruger på den anden side ikke en moderator, da målet er at opretholde neutronhastigheden. I stedet bruger de stoffer som flydende natrium, bly eller smeltet salt til afkøling, som ikke bremser neutronerne.
Hvad er termisk reaktor?
En termisk reaktor er en type atomreaktor, der er afhængig af termiske neutroner til at opretholde en fissionskædereaktion. Det er en afgørende komponent i atomkraftværker og forskningsreaktorer. Udtrykket "termisk" refererer til det faktum, at de neutroner, der bruges i fissionsprocessen, er blevet bremset eller modereret til lavere energier, hvilket gør dem mere effektive til at forårsage fission i visse isotoper af uran og plutonium.
Grundprincippet bag en termisk reaktor er at kontrollere hastigheden af nuklear fission ved at bruge et moderatormateriale, som bremser de hurtige neutroner, der produceres under fission. Den mest almindeligt anvendte moderator i termiske reaktorer er enten vand (letvandsreaktorer) eller grafit (grafitmodererede reaktorer).
Hvad er Fast Reactor?
En hurtig reaktor er en type atomreaktor, der bruger hurtige neutroner (neutroner med højere kinetisk energi) til at opretholde en nuklear fissionskædereaktion. I modsætning til termiske reaktorer, som er afhængige af termaliserede (bremsede) neutroner, bruger hurtige reaktorer hurtige neutroner til at spalte visse isotoper af nukleart brændsel, såsom plutonium-239 og uran-233. Hurtige reaktorer er designet til effektivt at udnytte nukleart brændsel og producere mindre radioaktivt affald sammenlignet med konventionelle termiske reaktorer.
Hurtige reaktorer har flere fordele, herunder potentialet for øget brændstofeffektivitet, reduceret langsigtet radioaktivt affald og evnen til at udnytte visse nukleare brændstoffer, som ikke er praktiske i termiske reaktorer. Hurtige reaktorer byder dog også på tekniske udfordringer og sikkerhedsproblemer, såsom risikoen for hurtige effektstigninger ("prompt kritiske" hændelser) og de ætsende egenskaber af flydende metalkølemidler.
Forskellen mellem termisk reaktor og hurtig reaktor
- Neutronenergi: Hovedforskellen mellem termiske reaktorer og hurtige reaktorer ligger i energien fra de neutroner, der bruges til at opretholde den nukleare fissionskædereaktion. Termiske reaktorer bruger termaliserede (bremsede) neutroner, mens hurtige reaktorer bruger hurtige neutroner (neutroner med højere kinetisk energi).
- Brændstofudnyttelse: Termiske reaktorer bruger beriget uranbrændsel; nogle bruger blandet oxid (MOX) brændstof, der indeholder en kombination af uran- og plutoniumisotoper. Hurtige reaktorer kan på den anden side bruge et bredere udvalg af brændselstyper, herunder plutonium-239 og uran-233, og har potentialet til at opnå større brændstofeffektivitet og generere mindre langlivet radioaktivt affald.
- Neutronmoderering: I termiske reaktorer bruges en moderator (f.eks. vand eller grafit) til at bremse neutroner, hvilket øger sandsynligheden for fission i visse isotoper. Hurtige reaktorer fungerer uden moderator eller bruger minimal moderation, idet de er afhængige af hurtige neutroner til fissionsreaktioner.
- Forædlingsevne: Hurtige reaktorer har potentialet til at blive "opdrættere", hvilket betyder, at de kan producere mere fissilt materiale, end de forbruger under drift. Ved at omdanne ikke-fissile isotoper (f.eks. uran-238) til fissile isotoper, såsom plutonium-239, kan hurtige reaktorer generere yderligere nukleart brændsel, mens de genererer energi. Termiske reaktorer har ikke væsentlige forædlingsevner.
- Kølevæske: Termiske reaktorer bruger vand som kølemiddel og nogle gange som moderator. I modsætning hertil anvender hurtige reaktorer flydende metalkølemidler, såsom natrium eller bly, som har gode varmeoverførselsegenskaber og effektivt kan fjerne varme fra reaktorkernen.
Sammenligning mellem termisk reaktor og hurtig reaktor
| Parametre for sammenligning | Termisk reaktor | Hurtig reaktor |
|---|---|---|
| Neutron energi | Termaliserede (bremsede) neutroner | Hurtige neutroner (højere energi) |
| Brændstoftyper | Beriget uran, MOX-brændstof | Plutonium-239, Uranium-233 og mere |
| Brændstofeffektivitet | Moderat brændstofeffektivitet | Højere brændstofeffektivitet (potentiel forædler) |
| Cooling System | Vandkølevæske | Flydende metalkølevæske (f.eks. natrium, bly) |
| Atomaffald | Producerer langlivet radioaktivt affald | Kan reducere langlivet affald (potentiel forædler) |
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002954930900346X
- https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.13182/NT88-129
Sidst opdateret: 18. august 2023
Jeg har brugt så meget på at skrive dette blogindlæg for at give dig værdi. Det vil være meget nyttigt for mig, hvis du overvejer at dele det på sociale medier eller med dine venner/familie. DELING ER ♥️
Piyush Yadav har brugt de sidste 25 år på at arbejde som fysiker i lokalsamfundet. Han er en fysiker, der brænder for at gøre videnskaben mere tilgængelig for vores læsere. Han har en bachelorgrad i naturvidenskab og en postgraduate diplomuddannelse i miljøvidenskab. Du kan læse mere om ham på hans bio side.
