hurtigreaktor

Hurtigreaktor er en fisjonsreaktor der fisjonen opprettholdes med hurtige nøytroner. Den skiller seg fra en termisk reaktor ved at en hurtigreaktor ikke bruker nøytron-moderator, men er i stedet avhengig av et kjernebrensel med høy anrikning av fissilt materiale.

Faktaboks

også kjent som:

FNR, fast neutron reactor

En hurtigreaktor bruker flytende metall som kjølemiddel. Vann, som er det mest vanlige kjølemiddelet i termiske reaktorer, kan ikke brukes i hurtigreaktorer fordi vannet også fungerer som moderator. Det mest vanlige metallet som brukes er natrium, som ikke modererer nøytronene i noen særlig grad. Dette kan utgjøre et sikkerhetsproblem siden natrium kan reagere i kontakt med vann og utvikle varme, noe som igjen kan utløse en brann. Et alternativ til natrium er flytende bly eller en eutektisk blanding av bly og vismut. Ved å bruke flytende metall som kjølemiddel kan arbeidstemperaturen økes til over 500 ºC, noe som gir grunnlag for en bedre termisk totalvirkningsgrad i reaktoren.

Driftsmessige forhold

Hurtigreaktoren er foreløpig ikke økonomisk konkurransedyktig. Dens fortrinn ligger i at hurtige nøytroner bidrar til at mer fertilt materiale transmuteres til fissilt materiale i reaktoren. Det nydannede fissile materiale kan inngå i den etterfølgende fisjonsprosessen, og på den måten bedre utnyttelsen av kjernebrenselet. Hvis hurtigreaktoren konfigureres til å ha en konverteringsfaktor som er større enn 1, det vil si at det dannes mer fissilt materiale enn det som brukes, blir reaktoren omtalt som hurtig formeringsreaktor (av engelsk: FBR, Fast Breeder Reactor).

Ved å omdanne fertilt materiale til fissilt reduseres mengden av radioaktivt avfall, og også sterkt redusere avfallets levetid. Resultatet blir et avfall som i hovedsak består av fisjonsprodukter med en forholdsvis kort halveringstid. Dette utgjør et mindre avfallsproblem enn langlivede transuraner.

Hurtigreaktorer åpner muligheten for en dramatisk bedre utnyttelse av tilgjengelig uranressurser. Ved transmutasjon av den fertile isotopen 238U til 239Pu, som er spaltbar, kan dagens radioaktive avfall fra termiske reaktorer bli en verdifull råstoffkilde.

Bruk av hurtigreaktorer har også noen problematiske sider. For eksempel må brenselet i praksis anrikes til mer enn 20 prosent, mot mindre enn 5 prosent for en typisk termisk reaktor. Slik anrikning er dyr og bidrar til høyere startkostnader for en hurtigreaktor. Høyanriket fissilt materiale har også utfordringer knyttet til faren for spredning av kjernefysisk materiale.

Hurtigreaktorer i drift

Per 2019 var den russiske BN-800 reaktoren den eneste hurtigreaktoren som var i kommersiell drift. Reaktoren er installert ved Belojarsk kjernekraftverk. I tillegg er det oppført en rekke hurtigreaktorer som brukes til forsknings- og demonstrasjonsformål. Tabellen nedenfor gir en oversikt hurtigreaktorer i drift. Alle reaktorene bruker natrium som kjølemiddel, og ytelsen er angitt både som varmeeffekt (MWv) og elektrisk effekt (MWe).

Reaktor Formål MWv/MWe Land I drift
BOR-60 Forskning 55/10 Russland 1969–
BN-600 Demonstrasjon 14700/600 Russland 1980–
BN-800 Kommersiell 2100/864 Russland 2015–
FBTR Forskning 40/ India 1985–
CEFR Forskning 65/20 Kina 2010–
Koyo Forskning 140/ Japan 1978–2007

Hurtigreaktorer under utvikling

Tabellen nedenfor gir et utvalg av hurtigreaktorer som er under utvikling og der det ventes at en prototyp vil stå klar i løpet av forholdsvis få år.

Reaktor Formål Kjøle-middel MWv/MWe Land I drift
S-PRISM Demonstr. Natrium 840/311 USA 2020
PFBT Demonstr. Natrium 1250/500 India 2020?
MYRRHA Forskning Bly/vismut 57/ Belgia 2020
BN-1200 Kommers. Natrium 2800/1220 Russland 2025
BREST-300 Demonstr. Bly 700/300 Russland 2020
CDFR-1000 Demonstr. Natrium 1000 MWe Kina 2023

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg