Reactor de neutrones rápidos

La mayoría de las centrales nucleares actuales utilizan reactores de agua ligera. Los reactores de agua ligera utilizan uranio-235 como combustible y agua como moderador para frenar los neutrones de alta velocidad y como refrigerante. Un reactor de agua ligera con una capacidad de generación de energía de 1 millón de kilovatios utiliza alrededor de 3 kilogramos de uranio-235 por día. Aunque la cantidad no es grande, debido a las limitadas reservas naturales de uranio, se ha demostrado que puede utilizarse durante unos 1.000 años, de los cuales el uranio-235 sólo representa el 0,7% y el 99,3% es uranio-238. El uranio-235 y el uranio-238 son isótopos de uranio y sus núcleos se fisionarán, pero el uranio-235 tiene su propio método de fisión único. Cuando un neutrón golpea su núcleo, el núcleo se dividirá en dos partes de peso casi igual, mientras que el uranio-238 es isótopo del uranio. El uranio -238 no tiene el método de fisión mencionado anteriormente, por lo que no puede utilizarse como combustible para reactores de agua ligera. Por lo tanto, en el combustible nuclear de las centrales nucleares actuales, el uranio-235 es como "carbón de alta calidad", mientras que el uranio-238 es como "ganga de carbón", que sólo puede acumularse allí como residuo nuclear y convertirse en una "molestia pública". "que contamina el medio ambiente.

Para resolver los problemas anteriores y aprovechar al máximo los recursos de uranio, los científicos están desarrollando, investigando y diseñando otra forma de reactor: el reactor de neutrones rápidos, denominado "reactor rápido". Los reactores rápidos no utilizan uranio-235 sino plutonio-239 como combustible, pero el uranio-238 se coloca en la zona de regeneración periférica del combustible central plutonio-239. Los neutrones rápidos liberados durante la reacción de fisión del plutonio-239 son absorbidos por el uranio-238 instalado en la zona de regeneración periférica, y el uranio-238 se convertirá rápidamente en plutonio-239. De esta manera, la fisión del plutonio-239, mientras genera energía, convierte continuamente el uranio-238 en plutonio-239, combustible utilizable, y la tasa de regeneración es mayor que la tasa de consumo. Cuanto más se quema el combustible nuclear, más rápidamente prolifera, por lo que esto. Este tipo de reactor también se denomina "reactor reproductor rápido". Según los cálculos, si se promueven y utilizan reactores de neutrones rápidos, la tasa de utilización de los recursos de uranio se incrementará entre 50 y 60 veces y se resolverán los problemas de acumulación, desperdicio y contaminación ambiental de grandes cantidades de uranio-238.

Técnicamente, los reactores rápidos son mucho más difíciles que los reactores de agua ligera. Sin embargo, debido a sus ventajas únicas, Estados Unidos, Francia, Japón, Alemania, Rusia y otros países están desarrollando e investigando activamente reactores de neutrones rápidos. Ya en 1967, Francia construyó un reactor experimental. En 1974 se puso en funcionamiento el reactor de neutrones rápidos de 250.000 kilovatios. En 1984 se construyó una central nuclear comercial de reactor rápido a gran escala con una capacidad de 1,2 millones de kilovatios. Japón también ha diseñado un reactor de neutrones rápidos con una potencia de salida de 300.000 kilovatios. El combustible nuclear en el núcleo es óxido mixto de uranio y plutonio y la periferia del núcleo es uranio-238. Este reactor rápido puede aumentar la tasa de utilización de los recursos de uranio 50 veces y los beneficios económicos y sociales son muy obvios. Además de los cinco países antes mencionados, Australia, Noruega, España, Suecia, Suiza, Italia y mi país también están llevando a cabo activamente trabajos de investigación relevantes.

Desde los años 70, la energía atómica se ha utilizado con fines pacíficos y ha logrado un rápido desarrollo. Han surgido las centrales nucleares, que poco a poco sustituyen a las de combustibles fósiles y se convierten en protagonistas del escenario energético. Según las estadísticas, actualmente hay más de 400 centrales nucleares en todo el mundo y su generación de energía representa aproximadamente el 17% de la generación total de energía mundial. Entre ellos, Francia es el país con el desarrollo más rápido de la energía nuclear, y su participación en la energía nuclear representa el 40%. La energía nuclear tiene las ventajas de una gran cantidad de energía, un área pequeña, seguridad y confiabilidad, no está limitada por el terreno y un transporte conveniente de combustible, y tiene amplias perspectivas de desarrollo. Una vez terminadas las centrales nucleares de Qinshan y Daya Bay, mi país construirá 10 centrales nucleares más. Los reactores de neutrones rápidos, conocidos como "plantas de producción de combustible nuclear", son una maravilla de la energía nuclear y desempeñarán un papel importante en el futuro escenario energético.

Ejemplos de reactores rápidos son el reactor Tsuyo en la aldea de Tokai, prefectura de Ibaraki, Japón, y el reactor Monju en la ciudad de Tsuruga, prefectura de Fukui