Un reactor generador es un reactor nuclear que consume el material fisible y fértil al mismo tiempo que crea el material fisible del nuevo . Estos reactores eran inicialmente (los años 50 y los años 60) el apelar considerado debido a su economía del combustible superior; un reactor normal puede consumir menos el de 1% del uranio natural que comienza el ciclo de combustible, mientras que un criador puede utilizar mucho más con a una vez que-por ciclo y casi todo el él con el nuevo tratamiento. También, los criadores se pueden diseñar para utilizar el torio, que es más abundante que el uranio. El interés renovado es también debido a la reducción dramática en basura que producen y especialmente los componentes duraderos de los desechos radioactivos.

La producción de material fisible en un reactor ocurre por la irradiación de neutrón del material fértil, particularmente Uranium-238 y Thorium-232 . En un reactor generador, estos materiales se proporcionan deliberadamente, en el combustible o en una manta del criador del que rodea la base, o lo más comúnmente posible en ambos. La producción de material fisible ocurre hasta cierto punto en el combustible de todos los reactores de energía atómica comerciales actuales hacia el final de su vida, (no MOX, apenas uranio) un elemento combustible de uranio del PWR está produciendo más energía del fissioning del plutonio que restante Uranium-235 . Históricamente, para ser llamado un criador del del, un reactor se debe diseñar específicamente para crear un material más fisible que consume.

Cociente Breeding

Una medida del funcionamiento de un reactor es el " Crianza de Ratio" (el número medio de átomos fisibles creados por acontecimiento de la fisión). Históricamente, la atención se ha enfocado sobre los reactores con cocientes breeding bajos (en o levemente sobre un valor de equilibrio de 1.0), de modo que produzcan solamente un material levemente más fisible que consumen. Tal diseña la gama de un cociente breeding de 1.01 para el reactor de Shippingport que funciona en el combustible del torio y refrescado por la agua ligera convencional al reactor refrigerado por metal líquido ruso BN350 con un cociente breeding de sobre 1. Los modelos teóricos de los cocientes breeding de la demostración enfriada por gas de los criadores de hasta 1.8 son posibles como límite superior.

En la operación normal, la mayoría de los reactores comerciales grandes experimentan un cierto grado de cría del combustible. Es acostumbrado referirse solamente a las máquinas optimizadas para este rasgo como criadores verdaderos, pero las tendencias de la industria están empujando cocientes breeding constantemente más arriba, así empañando la distinción.

Crianza contra la combustión nuclear

Todo el combustible comercial de la casta de los reactores de la agua ligera, pero ellas tiene cocientes breeding que sean muy bajos (sin embargo aún muy significativo) comparados máquinas tradicionalmente a las consideradas el " breeders." Estos últimos años, la industria de energía comercial ha estado acentuando los combustibles high- de la combustión nuclear, que se enriquecen típicamente a porcentajes más altos de U235 que los combustibles de reactor estándar de modo que duren más de largo en el núcleo del reactor. Pues la combustión nuclear aumenta, un porcentaje más alto de la energía total producida en un reactor es debido al combustible criado dentro del reactor.

En una combustión nuclear del metal pesado de los días/de la tonelada de 30 Gigawatt, el cerca de treinta por ciento una energía total lanzada viene del plutonio criado. En el metal pesado de los días/de la tonelada de 40 Gigawatt, ese porcentaje aumenta al cerca de cuarenta por ciento. Esto corresponde a un cociente breeding para estos reactores de cerca de 0. A saber, sobre la mitad del combustible fisible en estos reactores se cría allí. Correspondientemente, este efecto amplía la vida de ciclo para tales combustibles a veces a casi dos veces cuáles sería de otra manera. El combustible de MOX tiene un efecto que empana más pequeño que el combustible U235 y es así más desafiador y levemente menos económico utilizar debido a un más rápido caer apagado en reactividad con vida de ciclo.

¡Esto está del interés en gran parte debido al hecho de que los reactores next-generation tales como el reactor a presión europeo, AP-1000 y reactor de la cama de guijarro están diseñados para alcanzar burnup.< muy alto! -- acoplamiento muerto --> esto traduce directo a cocientes breeding más altos. Los reactores de energía comerciales actuales han alcanzado cocientes breeding de áspero 0.55, y los diseños next-generation como el AP-1000 y el EPR deben tener cocientes breeding de 0.8, el significado que producen el 70 a 80 por ciento tanto combustible como consumen, mejorando su economía del combustible por el áspero 15 por ciento comparado a los reactores actuales de la alto-combustión nuclear.

La crianza del combustible fisible es una característica común en reactores, pero en los reactores comerciales no optimizados para esta característica se refiere como " burnup" realzado;. A un tercero de toda la electricidad producida en la flota actual del reactor de los E. llega del combustible criado, y la industria está trabajando constantemente para aumentar que porcentaje mientras que se enciende el tiempo.

Tipos de reactores generadores

Dos tipos de reactor generador tradicional se han propuesto:
reactor generador rápido del del

o FBR. La economía de neutrón superior de un reactor del neutrón rápido permite construir un reactor que, después de su carga de combustible inicial del plutonio, requiera solamente (o aún agotado) la materia de base de uranio natural como entrada a su ciclo de combustible. Este ciclo de combustible se ha llamado la economía del plutonio.
reactor generador termal del del

. Las características excelentes de la captura de neutrón de Uranium-233 fisible permiten construir un reactor moderado que, después de su carga de combustible inicial del uranio enriquecido, el plutonio o el MOX, requiera solamente el torio como entrada a su ciclo de combustible. Thorium-232 produce el Uranium-233 después de captura de neutrón y de decaimiento beta.

Además de esto, hay un cierto interés en " supuesto; reactors" reducido de la moderación; cuáles se derivan de los reactores convencionales y utilizan los combustibles y los líquidos refrigeradors convencionales, pero se diseñan ser razonablemente eficiente como criadores. Tales diseños alcanzan típicamente cocientes breeding de 0.01 o aún de más alto.

Nuevo tratamiento

El uso de un reactor generador asume el de nuevo tratamiento nuclear de la manta del criador por lo menos, sin la cual el concepto es sin setido. En la práctica, todos los programas propuestos del reactor generador implican el nuevo tratamiento de los elementos combustibles también. Esto es importante debido a las preocupaciones de proliferación de las armas nucleares, como cualquier nuevo tratamiento que conduce de la nación usar la familia acuoso-basada tradicional PUREX de técnicas de nuevo tratamiento podría potencialmente divertir el plutonio hacia la construcción de las armas. En la práctica, el plutonio comercial de los reactores con la combustión nuclear significativa requeriría diseños sofisticados del arma, pero la posibilidad debe ser considerada. Para tratar esta preocupación, los sistemas de nuevo tratamiento acuosos modificados se proponen que agregan los reactivo adicionales que fuerzan el " de menor importancia de la actinida; impurities" por ejemplo el curio y el neptunio a commingle con el plutonio. Tal materia de las impurezas poco en un reactor rápido del espectro, pero hace weaponizing el plutonio extraordinario difícil, tales que incluso los diseños muy sofisticados del arma son probables no poder encender correctamente. Los sistemas tales como el TRUEX y el SANEX se significan para tratar esto.

Aún más comprensivos son los sistemas tales como el sistema pyroprocessing rápido integral del reactor (IFR), que utiliza piscinas del cadmio fundido y de los electrorefiners para tratar de nuevo el combustible metálico directo en sitio en el reactor. Tales sistemas no sólo commingle todas las actinidas de menor importancia con uranio y plutonio, son compactos y autónomos, de modo que ningunas necesidades del material plutonio-que contienen nunca de ser transportado lejos del sitio del reactor generador. Los reactores generadores que incorporan tal tecnología serían diseñados muy probablemente con los cocientes breeding muy cercanos a 1.00, de modo que después de un cargamento inicial del uranio enriquecido y/o del combustible de plutonio, el reactor entonces fuera reaprovisionado de combustible solamente con pequeñas entregas del metal del uranio natural. Una cantidad de metal del uranio natural equivalente a un bloque sobre el tamaño de un cajón de la leche entregó una vez por mes sería todo el combustible que un reactor de tan 1 gigawatt necesitaría. Tales criadores autónomos se preven actual como el objetivo último autónomo y autosuficiente final de los diseñadores del reactor nuclear.

El reactor generador rápido

considera también:

rápido del reactor generador Varios FBRs del prototipo se han construido, extendiéndose en salida eléctrica de algunas bombillas equivalentes (el EBR-I, 1951) a 1000MWe excesivo. En fecha el 2006, la tecnología no es económicamente competitiva a la tecnología del reactor termal; pero el Japón, el China, el Corea y el Rusia son todo los fondos de investigación substanciales que confían al desarrollo adicional basado en los diseños existentes LMFBR, anticipando que los precios de uranio de levantamiento cambiarán esto a largo plazo. Mirando más adelante, tres de los tipos propuestos del reactor de la generación IV son FBRs:
el reactor rápido enfriado por gas (GFR) del se refrescó por el helio .
el reactor rápido Sodium-Cooled (SFR) del basado en el FBR líquido existente del metal ( LMFBR ) y el reactor rápido integral diseña.
el del Llevar-Refrescó el reactor rápido (LFR) basado en unidades navales soviéticas de la propulsión.

Así como su programa termal del criador, el la India también está desarrollando tecnología del FBR, usar las materias de base del uranio y del torio.

El reactor generador termal

El reactor de agua pesada avanzado es una de las pocas aplicaciones en grande propuestas del torio . En fecha 2006 solamente el la India está desarrollando esta tecnología. El interés indio es motivado por sus reservas substanciales del torio; casi un tercero de las reservas del torio del mundo está en la India, que en cambio tiene menos de 1% del uranio del mundo. Su intención indicada es utilizar los reactores generadores rápidos y termales para suministrar su propio combustible y un exceso para los reactores de energía termal non-breeding. Los recursos mundiales totales del torio son áspero tres por los del uranio, así que al largo plazo extremo esta tecnología puede pasar con más de interés general.

El reactor líquido del fluoruro también fue desarrollado como criador termal. los reactores del Líquido-fluoruro tienen muchas características atractivas, tales como seguridad inherente profunda (debido a su coeficiente de temperatura negativo fuerte de reactividad y a su capacidad de drenar su combustible líquido en una configuración pasivo-refrescada y no crítica) y comodidad de uso. Son particularmente atractivos como criadores termales porque pueden aislar protactinium-233 (el producto breeding intermedio del torio) del flujo de neutrón y permitir que decaiga a uranium-233, que se puede entonces volver al reactor. Los reactores sólido-aprovisionados de combustible típicos no son capaces de lograr este paso y U-234 se forma así sobre la irradiación de neutrón adicional.

Reactores generadores notables

BN-600 (Rusia)
Reactor generador (los E., construcción del río del remache abandonada)
Monju (Japón)
Superphénix (Francia, cerrada)

.

Zenithic

Dompierre-sur-Héry

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