Un reactor subcrítico del es un reactor nuclear de la fisión que produce la fisión sin la realización de la criticalidad . En vez de una reacción en cadena de mantenimiento, un reactor subcrítico utiliza los neutrones adicionales de una fuente exterior. Un reactor juntado a un acelerador de partícula para producir los neutrones por el desconchado se llama un sistema Acelerador-Conducido ( ADS ).

Motivación

Los elementos transuránicos duradero en la basura nuclear pueden en principio ser fissioned que lanzan la energía en el proceso y que se van detrás de los productos de fisión corto-se viven que. Esto acortaría considerablemente la época para la disposición de los desechos radioactivos. Sin embargo, algunos isótopos tienen secciones representativas de la fisión del umbral y tienen una pequeña fracción eficaz de los neutrones retrasados y por lo tanto requieren un reactor rápido para fissioned, y para la seguridad razonan preferiblemente un reactor subcrítico si constituyen una fracción significativa del combustible. Los tres isótopos radiactivos de largo plazo más importantes que podrían ser manejados ventajoso que la manera es el neptunio -237, el americio -241 y Americium-243. El plutonio material nuclear -239 del arma es también conveniente aunque pueda ser incinerado de una manera más barata pues combustible de MOX o los reactores rápidos existentes del interior.

considera también: Torio,

l del amplificador de la energía

Principio

La mayoría de los diseños actuales del ADS proponen un acelerador de alta intensidad del protón con una energía de cerca de 1 GeV, dirigida hacia una blanco del desconchado hecha del plomo líquido - el bismuto (que también actuaría como líquido refrigerador) en la base del reactor. De esa manera, para cada protón que obra recíprocamente en la blanco, neutrones medios los 20 de un se crean para irradiar el combustible circundante. Así, el equilibrio del neutrón se puede regular por ejemplo el reactor estaría debajo de la criticalidad si los neutrones adicionales por el acelerador no fueron proporcionados. La ventaja principal es seguridad inherente, incluso si autorregulador agradable de s del uranio carencia combustible el considerado nuclear 'característica-como los neutrones retrasados y Doppler coeficiente-que hacer estándar la caja fuerte de los reactores nucleares . Siempre que se apague la fuente de neutrón, la reacción cesa.

Desafíos técnicos

Hay dificultades técnicas a superar antes de que el ADS pueda llegar a ser económico y eventual ser integrado en la gestión de desechos nuclear futura. El acelerador debe proporcionar un de intensidad alta y ser alto - confiable. Hay preocupaciones por la ventana que separa los protones de la blanco del desconchado, que se espera que sea expuesta a la tensión bajo condiciones extremas. La separación química de los elementos transuránicos y la fabricación del combustible, así como los materiales de la estructura, son ediciones importantes. Finalmente, la carencia de los datos nucleares en las altas energías del neutrón limita la eficacia del diseño.

Algunos experimentos del laboratorio y muchos estudios teóricos han demostrado la posibilidad teórica de tal planta. El Carlos Rubbia, físico nuclear y director anterior de CERN, era uno del primer para concebir un diseño de un reactor subcrítico, el " supuesto; " del amplificador de la energía;. En 2005, varios proyectos en grande están entrando encendido en Europa y Japón desarrollar más lejos tecnología subcrítica del reactor.

Economía y aceptación pública

Los reactores subcríticos se han propuesto como medio para la generación de la energía eléctrica y como medio para la transmutación de la basura nuclear, así que el aumento es doble. Sin embargo, se espera que los costes para la construcción, la seguridad y el mantenimiento de tales instalaciones complejas sean muy altos, aún menos la cantidad de investigación necesaria para desarrollar un diseño práctico (véase arriba). Existen conceptos más baratos y razonablemente seguros de la gestión de desechos, tales como la disposición geológica de largo plazo. Sin embargo, la solución de un reactor subcrítico se pudo favorecer para una aceptación pública de un mejor - se considera más aceptable quemar la basura que enterrarla para los centenares de millares de años. Para la gestión de desechos futura, algunos dispositivos de la transmutación podían ser integrados en un programa nuclear en grande, esperanzadamente aumentando solamente levemente los costes totales.

Sistemas híbridos subcríticos

Mientras que pensó original que un ADS sería una parte de un diseño del reactor de agua ligera, se han hecho otras ofertas que incorporan un ADS en otros conceptos del reactor de la generación IV.

Una tal oferta pide un reactor rápido enfriado por gas que sea aprovisionado de combustible sobre todo por Plutonium y el americio. Las características neutrónicas del americio hacen difícil utilizar en cualquier reactor crítico debido a las características neutrónicas que tienden a hacer el coeficiente de temperatura del asesor una estabilidad más positiva, más decreasing. La seguridad inherente de un ADS, sin embargo, permitiría que el americio fuera quemado con seguridad. Estos materiales también tienen buena economía de neutrón, permitiendo que el cociente del echar-a-diámetro sea grande, que permite la circulación y la economía naturales mejoradas.