Докритический реактор с приводом от ускорителя - Accelerator-driven subcritical reactor

An подкритический реактор с приводом от ускорителя представляет собой конструкцию ядерного реактора, образованную путем соединения по существу активная зона подкритического ядерного реактора с помощью высокоэнергетического ускорителя протонов или электронов. Он мог бы использовать торий в качестве топлива, которого больше, чем уран.[1]

Нейтроны, необходимые для поддержания процесса деления, будут поставляться ускоритель частиц производство нейтронов раскол или производство фото-нейтронов. Эти нейтроны активируют торий, делая возможным деление, не делая реактор критическим. Одним из преимуществ таких реакторов является относительно короткий период полураспада их отходов. В ускорителях протонов пучок протонов высокой энергии попадает в расплавленную свинцовую мишень внутри активной зоны, отщепляя или «отщепляя» нейтроны от ядер свинца. Эти раскол нейтроны превращают плодородный торий в протактиний-233, а через 27 дней - в делящийся уран-233 и запускают реакцию деления в уране.[1]

Ториевые реакторы могут вырабатывать электроэнергию из остатков плутония, оставшихся после урановых реакторов. Торий не требует значительной очистки, в отличие от урана, и имеет более высокий выход нейтронов на поглощенный нейтрон.

Акселераторные разработки

«Электронная модель многих приложений» (ЭММА ) - это новый тип ускорителя частиц, который может поддерживать ADSR. Опытный образец построен в г. Лаборатория Дарсбери в Чешире, Великобритания. Уникально EMMA - это новый гибрид циклотрон и синхротрон, объединив свои преимущества в компактной, экономичной форме. EMMA - это немасштабируемый переменный градиент с фиксированным полем (FFAG ) ускоритель. Прототип ускоряет электроны от 10 до 20 МэВ, используя существующий ускоритель ALICE в качестве инжектора. В ускорителях FFAG магнитное поле в поворотных магнитах остается постоянным во время ускорения, заставляя пучок частиц перемещаться радиально наружу по мере увеличения его импульса. Не масштабируемый FFAG позволяет количество, известное как "бетатрон настройте ", чтобы изменяться без контроля. В обычном синхротроне такое изменение приводит к потере луча, поскольку мелодия попадает в различные резонансные условия. Однако в EMMA луч пересекает эти резонансы так быстро, что луч выживает. Прототип ускоряет электроны вместо протонов, но генераторы протонов могут быть построены по тем же принципам.[2][3]

Безопасность

В отличие от урана-235, торий не расщепляется - он, по сути, не расщепляется сам по себе, имея период полураспада 14,05 миллиарда лет (в 20 раз больше, чем у U-235). Процесс деления останавливается, когда останавливается протонный пучок, например, когда пропадает мощность, поскольку реактор подкритичен. Производятся микроскопические количества плутония, которые затем сжигаются в том же реакторе.[1]

Руббия дизайн

Норвежская группа Aker Solutions купила Патент США 5774514  «Усилитель энергии для производства ядерной энергии, управляемый ускорителем пучка частиц», проведенный лауреатом Нобелевской премии физиком. Карло Руббиа и работает над ториевым реактором. Компания предлагает сеть небольших реакторов мощностью 600 мегаватт, расположенных под землей, которые могут питать небольшие сети и не требуют огромных объектов для обеспечения безопасности. Стоимость первого реактора оценивается в 2 миллиарда фунтов стерлингов.[4]

Ричард Гарвин и Жорж Чарпак Опишите усилитель энергии подробно в своей книге «Мегаватты и мегатонны: поворотный момент в ядерный век?» (2001) на страницах 153-163.

Ранее общая концепция усилитель энергии, а именно подкритический реактор с приводом от ускорителя, был освещен в книге "Вторая ядерная эра" (1985 г.) Элвин М. Вайнберг и другие.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c «К альтернативному ядерному будущему | Университетский альянс». Unialliance.ac.uk. Получено 2013-09-06.
  2. ^ "Обложка Nature Physics: Novel Acceleration | TRIUMF: Канадская национальная лаборатория элементарной и ядерной физики". Triumf.ca. 2012-03-08. Получено 2013-09-06.
  3. ^ Machida, S .; Barlow, R .; Berg, J. S .; Bliss, N .; Бакли, Р. К .; Clarke, J. A .; Craddock, M.K .; d’Arcy, R .; Edgecock, R .; Garland, J.M .; Giboudot, Y .; Goudket, P .; Griffiths, S .; Hill, C .; Hill, S. F .; Hock, K. M .; Холдер, Д. Дж .; Ibison, M. G .; Джексон, Ф .; Jamison, S.P .; Johnstone, C .; Jones, J. K .; Jones, L.B .; Калинин, А .; Keil, E .; Kelliher, D. J .; Kirkman, I.W .; Koscielniak, S .; Маринов, К .; Маркс, Н. (2012). «Ускорение в линейном немасштабируемом ускорителе переменного градиента фиксированного поля EMMA». Природа Физика. 8 (3): 243. Bibcode:2012НатФ ... 8..243М. Дои:10.1038 / nphys2179.
  4. ^ Эванс-Причард, Эмброуз. «Обама может убить ископаемое топливо в мгновение ока с помощью ядерного удара за торий». Телеграф. Получено 2013-09-06.

внешняя ссылка