Reaktory pr

ę

dkie

Fast Breeder Reactor

FBR

Reaktory pr

ę

dkie powielaj

ą

ce

Fast Breeder Reactor FBR

Bardzo atrakcyjn

ą

wła

ś

ciwo

ś

ci

ą

reaktorów

pr

ę

dkich jest mo

ż

liwo

ść

wykorzystania ich

jako reaktorów powielaj

ą

cych (breeder

reactor). Wytwarzaj

ą

one wi

ę

cej nowego

materiału rozszczepialnego ni

ż

ilo

ść

tego

materiału, który zu

ż

ywaj

ą

w czasie pracy, co

jest najwi

ę

ksz

ą

ich zalet

ą

.

lub

Energia neutronów

W reaktorach pr

ę

dkich wi

ę

kszo

ść

procesów

rozszczepienia paliwa j

ą

drowego jest

wywoływana przez neutrony pr

ę

dkie, tj. neutrony

o energiach rz

ę

du kiloelektrowoltów.

Ś

rednia

energia neutronów uwalnianych w procesach
rozszczepienia jest rz

ę

du 2 MeV. W rdzeniu

reaktora pr

ę

dkiego, chocia

ż

brak jest

specjalnego moderatora,

ś

rednia energia

neutronów jest mniejsza wskutek rozpraszania
niespr

ęż

ystego w paliwie oraz materiałach

konstrukcyjnych i wynosi 50-100 keV.

Reaktory FBR

Paliwo – uran wyskowzbogacony UO

2

(25 ÷ 75%)

Moderator – BRAK
Chłodziwo – Sód, ołów/bizmut

Koszulka – Zircaloy, stal nierdzewna
Ci

ś

nienie chłodziwa – atmosferyczne

Temp. sodu na wylocie z rdzenia – 500 ÷ 600

0

C

Przyrost temp. 200

0

C

Parametry pary (turbina konwencjonalna)
Ci

ś

nienie pary – 160 barów (16 MPa )

Temp. pary – 550

0

C

Reaktory FBR

G

ę

sto

ść

mocy w tych reaktorach jest du

ż

a i wynosi

od 0,5 ÷ 0,8 MW/ l (około 10 x wi

ę

ksze ni

ż

w PWR)

Sprawno

ść

– około %

Ś

rednica rdzenia – 135,6 cm (dla reaktora Phenix)

Wysoko

ść

rdzenia – 85 cm

Ś

rednica zbiornika – około 12 m

Wysoko

ść

zbiornika – około 12 m

Trzy obiegi

Długo

ść

zestawu paliwowego około 4 m

Liczba zestawów paliwowych w rdzeniu – około 200

Liczba elementów paliwowych w kasecie – około 150

Masa paliwa – 4160 kg (840 kg Pu) – dla reaktora

Phenix

Reaktory FBR

Zalety

• Wysokie wypalenie paliwa

• POWIELANIE PALIWA

• Małe wymiary reaktora

Wady

• Chłodzenie sodem (wysoka szczelno

ść

)

• Kosztowne paliwo PuO

2

+ UO

2

• Podgrzewanie systemu chłodzenia (temp.

topnienia sodu 98

0

C)

• Sód przep

ł

ywaj

ą

c przez rdze

ń

reaktora

aktywuje si

ę

w wyniku reakcji

11

Na

23

(n,

γ

)

→

11

Na

24

T

1/2

=15 h

Nap

ę

d okr

ę

tów podwodnych

Typ ALFA (SSN)

PRODUCENT:

ZSRR, pierwsz

ą

jednostk

ę

uko

ń

czono w 1972 r.

KLASA:

My

ś

liwski okr

ę

t podwodny z nap

ę

dem atomowym.

Nap

ę

d:

jeden reaktor atomowy (BM-40A/OK-550) chłodzony

płynnym metalem (ołów/bizmut), turbinowo-elektryczny

nap

ę

d na jeden wał nap

ę

dowy, jeden silnik elektryczny o

mocy 47.000 KM

Uproszczony schemat elektrowni

j

ą

drowej z reaktorem pr

ę

dkim

Schemat energetycznego reaktora pr

ę

dkiego

Schemat energetycznego reaktora pr

ę

dkiego

GFR – reaktor IV generacji

System GFR posiada reaktor o pr

ę

dkim

spektrum neutronów, chłodzony helem
oraz zamkni

ę

ty cykl paliwowy dla

wydajnego powielania paliwa oraz
zagospodarowywania aktynowców. GFR
u

ż

ywa turbiny helowej w cyklu jedno-

obiegowym daj

ą

cym wysok

ą

sprawno

ść

wytwarzania energii elektrycznej oraz
mo

ż

e dawa

ć

ciepło procesowe dla

termochemicznej produkcji wodoru.

Reaktor pr

ę

dki chłodzony

ołowiem (LFR)

Systemy LFR s

ą

reaktorami chłodzonymi

ołowiem lub stopem ołowiu z bizmutem o
pr

ę

dkim spektrum neutronów i zamkni

ę

tym cyklu

paliwowym. Paliwo LFR jest w postaci
metalicznej lub azotków i zawiera rodny uran
oraz transuranowce. W

ś

ród mo

ż

liwych opcji

mamy baterie o długim okresie pomi

ę

dzy

wymianami paliwa o mocy 50-150 MWe, system
modularny o mocy modułu 300-400 MWe oraz
du

żą

instalacj

ę

monolityczn

ą

o mocy 1200 MWe.

Opcje te dostarczaj

ą

szeregu produktów

energetycznych.

Reaktor pr

ę

dki chłodzony sodem

(SFR)

System SFR stanowi reaktor o pr

ę

dkim spektrum

neutronów oraz zamkni

ę

tym cyklu paliwowym.

Zasadniczym celem SFR jest gospodarowanie
odpadami wysokoaktywnymi, a w szczególno

ś

ci

gospodarowanie plutonem i innymi
aktynowcami. Wraz z innowacjami
prowadz

ą

cymi do redukcji kosztów

kapitałowych, zadanie SFR mo

ż

e zosta

ć

rozci

ą

gni

ę

te na produkcj

ę

energii elektrycznej.

Reaktory
FBR
pracuj

ą

ce

obecnie na

ś

wiecie

Dane na dzie

ń

31-12-2008

Reaktory FBR w budowie

Dane na dzie

ń

31-12-2008

Dzi

ę

kuj

ę

za uwag

ę