Ciclo De Combustible De Torio: Construcción de reactores nucleares sin combustible de uranio

Por Fouad Sabry

¿Qué es el ciclo de combustible de torio?

El material fértil en el ciclo de combustible de torio es un isótopo de torio llamado 232Th, y el ciclo de combustible de torio en sí mismo es un tipo de combustible nuclear ciclo. Dentro del reactor, el 232Th se convierte en el isótopo fisionable de uranio artificial 233U, que luego se utiliza como combustible para el reactor nuclear. El torio natural, a diferencia del uranio natural, solo contiene cantidades diminutas de material fisionable, que es insuficiente para iniciar una reacción nuclear en cadena. Para poner en marcha el ciclo del combustible, se requiere más material fisionable u otra fuente de neutrones. El 233U se crea cuando el 232Th, que funciona con torio, absorbe neutrones en un reactor. Esto es análogo al proceso que ocurre en los reactores reproductores de uranio, en los que el 238U fértil se somete a absorción de neutrones para producir 239Pu fisionable. El 233U producido se fisiona in situ o se extrae químicamente del antiguo combustible nuclear y se convierte en nuevo combustible nuclear, según la arquitectura del reactor y el ciclo del combustible. La fisión in situ es el método más eficiente.

Cómo se beneficiará

(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Ciclo del combustible del torio

Capítulo 2: Reactor nuclear

Capítulo 3: Residuos radiactivos

Capítulo 4: Material fisionable

Capítulo 5: Ciclo del combustible nuclear

Capítulo 6: Combustible MOX

Capítulo 7: Reactor reproductor

Capítulo 8: Uranio-238

Capítulo 9: Amplificador de energía

Capítulo 10: Reactor subcrítico

Capítulo 11: Reactor rápido integral

Capítulo 12: Material fértil

>Capítulo 13: Uranio-233

Capítulo 14: Plutonio-239

Capítulo 15: Isótopos de uranio

Capítulo 16: Isótopos de plutonio

Capítulo 17: Material nuclear apto para armas

Capítulo 18: Uranio-236

Capítulo 19: Quemado

Capítulo 20: Reactor de torio de fluoruro líquido

Capítulo 21: Transmutación nuclear

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el ciclo del combustible de torio.

(III) Ejemplo del mundo real archivos para el uso del ciclo de combustible de torio en muchos campos.

(IV) 17 apéndices para explicar, brevemente, 266 tecnologías emergentes en cada industria para tener una comprensión completa de 360 ​​grados de las tecnologías del ciclo de combustible de torio.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que desean ir más allá del conocimiento básico o la información de cualquier tipo. del ciclo del combustible de torio.

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 17 oct 2022

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Derechos de autor

Ciclo de combustible de torio Copyright © 2022 por Fouad Sabry. Todos los derechos reservados.

Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida en cualquier forma o por cualquier medio electrónico o mecánico, incluyendo sistemas de almacenamiento y recuperación de información, sin permiso por escrito del autor. La única excepción es por un revisor, que puede citar extractos cortos en una revisión.

Portada diseñada por Fouad Sabry.

Este libro es una obra de ficción. Los nombres, personajes, lugares e incidentes son productos de la imaginación del autor o se usan ficticiamente. Cualquier parecido con personas reales, vivas o muertas, eventos o lugares es completamente coincidencia.

Sobresueldo

Puede enviar un correo electrónico a [e-mail] con el asunto Ciclo del combustible de torio: construcción de reactores nucleares sin combustible de uranio, y recibirá un correo electrónico que contiene los primeros capítulos de este libro.

Fouad Sabry

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www.1BKOfficial.org

Prefacio

¿Por qué escribí este libro?

La historia de escribir este libro comenzó en 1989, cuando era estudiante en la Escuela Secundaria de Estudiantes Avanzados.

Es notablemente como las escuelas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), que ahora están disponibles en muchos países avanzados.

STEM es un plan de estudios basado en la idea de educar a los estudiantes en cuatro disciplinas específicas: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, en un enfoque interdisciplinario y aplicado. Este término se usa típicamente para abordar una política educativa o una elección de currículo en las escuelas. Tiene implicaciones para el desarrollo de la fuerza laboral, las preocupaciones de seguridad nacional y la política de inmigración.

Había una clase semanal en la biblioteca, donde cada estudiante es libre de elegir cualquier libro y leer durante 1 hora. El objetivo de la clase es animar a los estudiantes a leer materias distintas al currículo educativo.

En la biblioteca, mientras miraba los libros en los estantes, noté libros enormes, un total de 5,000 páginas en 5 partes. El nombre del libro es La Enciclopedia de la Tecnología, que describe todo lo que nos rodea,desde el cero absoluto hasta los semiconductores, casi todas las tecnologías, en ese momento, se explicaban con ilustraciones coloridas y palabras simples. Comencé a leer la enciclopedia y, por supuesto, no pude terminarla en la clase semanal de 1 hora.

Así que convencí a mi padre para que comprara la enciclopedia. Mi padre compró todas las herramientas tecnológicas para mí al comienzo de mi vida, la primera computadora y la primera enciclopedia tecnológica, y ambas tienen un gran impacto en mí y en mi carrera.

He terminado toda la enciclopedia en las mismas vacaciones de verano de este año, y luego comencé a ver cómo funciona el universo y cómo aplicar ese conocimiento a los problemas cotidianos.

Mi pasión por la tecnología comenzó hace más de 30 años y aún así el viaje continúa.

Este libro es parte de La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes, que es mi intento de dar a los lectores la misma experiencia increíble que tuve cuando estaba en la escuela secundaria, pero en lugar de las tecnologías del siglo 20, estoy más interesado en las tecnologías emergentes del siglo 21, las aplicaciones y las soluciones de la industria.

La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes constará de 365 libros, cada libro se centrará en una sola tecnología emergente. Puede leer la lista de tecnologías emergentes y su categorización por industria en la parte de Próximamente, al final del libro.

365 libros para dar a los lectores la oportunidad de aumentar su conocimiento sobre una sola tecnología emergente todos los días en el transcurso de un período de un año.

Introducción

¿Cómo escribí este libro?

En cada libro de La Enciclopedia de las Tecnologías Emergentes, estoy tratando de obtener información de búsqueda instantánea y cruda, directamente de las mentes de las personas, tratando de responder a sus preguntas sobre la tecnología emergente.

Hay 3 mil millones de búsquedas en Google todos los días, y el 20% de ellas nunca se han visto antes. Son como una línea directa a los pensamientos de la gente.

A veces eso es '¿Cómo elimino el atasco de papel?'. Otras veces, son los miedos desgarradores y los anhelos secretos que solo se atreverían a compartir con Google.

En mi búsqueda por descubrir una mina de oro sin explotar de ideas de contenido sobre Ciclo de combustible de torio, utilizo muchas herramientas para escuchar los datos de autocompletar de motores de búsqueda como Google, luego rápidamente genera cada frase y pregunta útil, la gente pregunta sobre la palabra clave Ciclo de combustible de torio.

Es una mina de oro de conocimiento de las personas, que puedo usar para crear contenido, productos y servicios frescos y ultra útiles. La gente amable, como tú, realmente quiere.

Las búsquedas de personas son el conjunto de datos más importante jamás recopilado sobre la psique humana. Por lo tanto, este libro es un producto en vivo, y constantemente actualizado por más y más respuestas para nuevas preguntas sobre el Ciclo de combustible de torio, formuladas por personas, como usted y yo, que se preguntan sobre esta nueva tecnología emergente y les gustaría saber más sobre ella.

El enfoque para escribir este libro es obtener un nivel más profundo de comprensión de cómo las personas buscan en torno al Ciclo de combustible de torio, revelando preguntas y consultas que no necesariamente pensaría en la parte superior de mi cabeza, y respondiendo estas preguntas en palabras súper fáciles y digeribles, y navegar por el libro de una manera directa.

Entonces, cuando se trata de escribir este libro, me he asegurado de que sea lo más optimizado y específico posible. El propósito de este libro es ayudar a las personas a comprender mejor y aumentar su conocimiento sobre el Ciclo del combustible de torio. Estoy tratando de responder a las preguntas de la gente lo más cerca posible y mostrando mucho más.

Es una manera fantástica y hermosa de explorar preguntas y problemas que tienen las personas y responderlos directamente, y agregar perspicacia, validación y creatividad al contenido del libro, incluso lanzamientos y propuestas. El libro descubre áreas ricas, menos concurridas y, a veces, sorprendentes de demanda de investigación que de otro modo no alcanzaría. No hay duda de que, se espera que aumente el conocimiento de las mentes de los lectores potenciales, después de leer el libro utilizando este enfoque.

He aplicado un enfoque único para hacer que el contenido de este libro sea siempre fresco. Este enfoque depende de escuchar las mentes de las personas, mediante el uso de las herramientas de escucha de búsqueda. Este enfoque me ayudó a:

Conozca a los lectores exactamente donde están, para que pueda crear contenido relevante que toque la fibra sensible y genere una mayor comprensión del tema.

Mantén mi dedo firmemente en el pulso, para que pueda obtener actualizaciones cuando la gente hable sobre esta tecnología emergente de nuevas maneras y monitorear las tendencias a lo largo del tiempo.

Descubra tesoros ocultos de preguntas que necesitan respuestas sobre la tecnología emergente para descubrir ideas inesperadas y nichos ocultos que aumentan la relevancia del contenido y le dan una ventaja ganadora.

El bloque de construcción para escribir este libro incluye lo siguiente:

(1) He dejado de perder el tiempo en ideas viscerales y conjeturas sobre el contenido deseado por los lectores, llené el contenido del libro con lo que la gente necesita y dije adiós a las infinitas ideas de contenido basadas en especulaciones.

(2) He tomado decisiones sólidas, y he tomado menos riesgos, para obtener asientos de primera fila para lo que la gente quiere leer y quiere saber, en tiempo real, y usar los datos de búsqueda para tomar decisiones audaces, sobre qué temas incluir y qué temas excluir.

(3) He simplificado mi producción de contenido para identificar ideas de contenido sin tener que examinar manualmente las opiniones individuales para ahorrar días e incluso semanas de tiempo.

Es maravilloso ayudar a las personas a aumentar su conocimiento de una manera directa simplemente respondiendo a sus preguntas.

Creo que el enfoque de escribir este libro es único, ya que recopila y rastrea las preguntas importantes que hacen los lectores en los motores de búsqueda.

Reconocimientos

Escribir un libro es más difícil de lo que pensaba y más gratificante de lo que podría haber imaginado. Nada de esto hubiera sido posible sin el trabajo realizado por prestigiosos investigadores, y me gustaría reconocer sus esfuerzos para aumentar el conocimiento del público sobre esta tecnología emergente.

Dedicación

Para los iluminados, los que ven las cosas de manera diferente y quieren que el mundo sea mejor, no les gusta el status quo o el estado existente. Puedes estar demasiado en desacuerdo con ellos, y puedes discutir con ellos aún más, pero no puedes ignorarlos, y no puedes subestimarlos, porque siempre cambian las cosas ... Empujan a la raza humana hacia adelante, y mientras algunos pueden verlos como locos o aficionados, otros ven genios e innovadores, porque los que están lo suficientemente iluminados como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que lo hacen, y llevan a la gente a la iluminación.

Epígrafe

El material fértil en el ciclo de combustible de torio es un isótopo de torio llamado 232Th, y el ciclo de combustible de torio en sí es un tipo de ciclo de combustible nuclear. Dentro del reactor, 232Th se convierte en el isótopo artificial de uranio fisionable 233U, que luego se utiliza como combustible para el reactor nuclear. El torio natural, en contraste con el uranio natural, solo contiene cantidades diminutas de material fisible, que es insuficiente para iniciar una reacción nuclear en cadena. Para poner en marcha el ciclo del combustible, se requiere más material fisible u otra fuente de neutrones. El 233U se crea cuando el 232Th, que funciona con torio, absorbe neutrones en un reactor. Esto es análogo al proceso que ocurre en los reactores reproductores de uranio, en los que el 238U fértil se somete a absorción de neutrones para producir 239Pu fisible. El 233U producido fisiona in situ o se elimina químicamente del combustible nuclear antiguo y se convierte en nuevo combustible nuclear, dependiendo de la arquitectura del reactor y el ciclo del combustible. La fisión in situ es el método más eficiente.

Tabla de contenidos

Derechos de autor

Sobresueldo

Prefacio

Introducción

Reconocimientos

Dedicación

Epígrafe

Tabla de contenidos

Capítulo 1: Reactor rápido refrigerado por plomo

Capítulo 2: Reactor nuclear

Capítulo 3: Residuos radiactivos

Capítulo 4: Material fisible

Capítulo 5: Ciclo del combustible nuclear

Capítulo 6: Combustible MOX

Capítulo 7: Reactor reproductor

Capítulo 8: Uranio-238

Capítulo 9: Amplificador de energía

Capítulo 10: Reactor subcrítico

Capítulo 5: Reactor rápido integral

Capítulo 12: Isótopos del plutonio

Capítulo 13: Uranio-233

Capítulo 14: Isótopos de uranio

Capítulo 15: Isótopos del plutonio

Capítulo 16: Isótopos de americio

Capítulo 17: Material nuclear apto para armas

Capítulo 18: Uranio-236

Capítulo 19: Burnup

Capítulo 20: Reactor de torio con fluoruro líquido

Capítulo 21: Transmutación nuclear

Epílogo

Sobre el autor

Próximamente

Apéndices: Tecnologías emergentes en cada industria

Capítulo 1: Reactor rápido refrigerado por plomo

El plomo fundido o un eutéctico de plomo-bismuto se puede usar como refrigerante en el reactor rápido enfriado por plomo, que es un tipo de reactor nuclear que produce neutrones rápidos y utiliza un diseño enfriado por plomo.

Es posible emplear plomo fundido o un eutéctico de plomo y bismuto como refrigerante principal debido al hecho de que el plomo, en particular, tanto el antimonio como el bismuto, en menor medida, tienen una baja absorción de neutrones y, en consecuencia, bajas temperaturas de fusión.

Los neutrones tienen menos efecto de desaceleración como resultado de sus interacciones con núcleos pesados, lo que significa que los núcleos pesados no son moderadores de neutrones.

Contribuir al desarrollo de un reactor de neutrones rápidos de este tipo.

Para decirlo de otra manera, cada vez que un neutrón colisiona con otra partícula de una masa comparable (como el hidrógeno en un reactor de agua a presión PWR), tiene una propensión a perder parte de su energía cinética.

Por el contrario, si choca con un átomo considerablemente más pesado, como el plomo, será destruido.

Esta energía no se perderá ya que el neutrón simplemente rebotará.

Eso se debe al refrigerante.

Sin embargo, realiza la función de un reflector de neutrones, trayendo algunos de los neutrones que escapaban de vuelta al núcleo.

El uranio fértil como metal es uno de los conceptos de combustible que se están considerando para su uso en esta arquitectura de reactor.

óxido metálico o nitruro metálico.

La convección natural es un método eficaz para enfriar reactores rápidos refrigerados por plomo con una capacidad menor, como SSTAR.

Aunque los sistemas más grandes, como ELSY, emplean circulación forzada en la operación de energía típica, los diseños más pequeños utilizan circulación natural.

Sin embargo, dependeremos de la circulación natural en caso de emergencia.

No hay necesidad de ninguna intervención del operador, ni ninguna forma de bombeo para aliviar el calor que todavía estaba allí en el reactor después de que se apagó.

La temperatura del refrigerante de salida del reactor suele estar en el rango de 500 a 600 °C, posiblemente superando los 800 °C con materiales avanzados para diseños posteriores.

Las temperaturas superiores a 800 ° C son teóricamente lo suficientemente altas como para apoyar la producción termoquímica de hidrógeno a través del ciclo de azufre-yodo, a pesar del hecho de que no hay evidencia que lo respalde.

El principio es bastante similar al de un reactor rápido refrigerado por sodio, y la mayoría de los reactores rápidos de metal líquido han empleado sodio en lugar de plomo como medio de enfriamiento. No se han construido muchos reactores refrigerados por plomo, con la excepción de algunos reactores submarinos nucleares construidos por la Unión Soviética en la década de 1970, pero hay algunos diseños refrigerados por plomo que se están considerando para futuros reactores nucleares.

El diseño de un reactor refrigerado por plomo se ha presentado como candidato para un reactor de generación IV. Las configuraciones modulares con clasificaciones entre 300 y 400 MWe y una gran planta monolítica con una calificación de 1.200 MWe forman parte de las futuras estrategias de despliegue para este tipo de reactor.

Existe una amplia variedad de clasificaciones de potencia que se pueden lograr con el uso de plomo o eutéctico de plomo-bismuto en reactores nucleares. Durante los años sesenta y setenta, la Unión Soviética operó con éxito los submarinos de la clase Alfa utilizando un reactor rápido refrigerado por plomo-bismuto. Este reactor tenía alrededor de 30 MW de potencia mecánica y 155 MW de potencia térmica (ver más abajo).

Las unidades que tienen núcleos prefabricados de larga duración son otra alternativa; Estos núcleos no necesitan ser reabastecidos de combustible durante muchos años y no necesitan reemplazo.

Las baterías de reactor rápido refrigeradas por plomo son una planta de energía compacta que funciona llave en mano y utiliza núcleos de casete o módulos de reactor completamente reemplazables. Funciona con un ciclo de combustible cerrado y tiene un intervalo de reabastecimiento de combustible que oscila entre 15 y 20 años. Está destinado a su uso en la producción de energía eléctrica en redes localizadas (y otros recursos, incluidos el hidrógeno y el agua potable).

En comparación con las estrategias alternativas para enfriar un reactor, el uso de plomo como refrigerante ofrece una serie de beneficios distintos.

Los neutrones no son muy moderados por el plomo que ha sido fundido. Los neutrones entran en un estado de moderación cuando su velocidad se reduce como resultado de varias colisiones con un medio. Cuando un neutrón choca con átomos que son mucho más pesados que él, se desperdicia muy poca energía como resultado de la colisión. Debido a esto, el plomo no tiene el efecto de ralentizar los neutrones, lo que garantiza que los neutrones mantengan su alta energía. Esto es comparable a otras propuestas para reactores rápidos, como los diseños que incluyen sodio líquido fundido.

Los neutrones son reflejados por el plomo que se ha derretido a su estado líquido. Los neutrones que son capaces de escapar del núcleo del reactor son, hasta cierto punto, guiados de vuelta al núcleo, lo que permite un uso más eficiente de los neutrones. Esto, a su vez, permite aumentar la distancia entre los componentes de combustible en el reactor, lo que mejora la capacidad del refrigerante de plomo para eliminar el calor.

Los neutrones no parecen ser capaces de activar mucho el plomo.

Por lo tanto, se produce una cantidad insignificante de elementos radiactivos como resultado de la capacidad del plomo para absorber neutrones.

En contraste con el eutéctico de plomo-bismuto que se utilizó en el desarrollo de varios otros diseños rápidos, este

incluido en los submarinos de la marina rusa.

Debido a que el bismuto en esta composición tiene un punto de fusión más bajo que los otros elementos, 123.5 ° C, que el del plomo puro) se activa en cierto grado a 210 Po, Polonio-210, Esto libera partículas alfa en el aire.

El plomo es un material particularmente eficiente para absorber rayos gamma y otras formas de radiación ionizante, a pesar de que bloquea casi por completo la absorción de neutrones. Como resultado, los campos de radiación fuera del reactor se reducirán a un nivel extremadamente bajo.

Aunque la combustión de sodio en el aire es una reacción leve, que no debe confundirse con la reacción violenta entre el sodio y el agua, el plomo no tiene problemas de inflamabilidad y se solidificará en caso de fuga. Esto contrasta con el metal de sodio fundido, que es otro refrigerante relativamente popular que se utiliza en reactores rápidos.

El amplio rango de temperatura en el que el plomo permanece líquido (más de 1400 K o °C) implica que cualquier excursión térmica se absorbe sin ningún aumento de presión.

En la práctica, la temperatura de funcionamiento se mantendrá en alrededor de 500 ° C (932 ° F) -550 ° C (1,022 ° F), principalmente como resultado de otras características del material.

Debido a la alta temperatura y la alta inercia térmica, es factible emplear enfriamiento pasivo en una circunstancia de emergencia con cualquier diseño de reactor rápido. Este es el caso de todos los diseños de reactores rápidos. Como resultado, el bombeo eléctrico no es necesario ya que la convección natural del aire es suficiente para eliminar el calor restante una vez que el sistema se ha apagado. Para hacer esto, los diseños de reactores tienen sistemas especializados de eliminación pasiva de calor, que no requieren el uso de ninguna energía eléctrica y no necesitan ninguna actividad del operador.

Todos y cada uno de los diseños de reactores rápidos operan a temperaturas en el núcleo que son mucho mayores que las de los reactores refrigerados por agua (y moderados). Esto hace posible que los generadores de vapor funcionen a una eficiencia termodinámica sustancialmente mayor. Como consecuencia, una mayor proporción de la energía nuclear se transforma en energía eléctrica. En lugar de alcanzar solo aproximadamente el 30 por ciento de eficiencia en reactores refrigerados por agua, es posible lograr una eficiencia superior al 40 por ciento en la vida real.

En una línea similar, la presurización del refrigerante no está presente en ningún reactor de espectro rápido. Esto implica que no hay necesidad de un recipiente a presión, y las tuberías y conductos pueden fabricarse con acero y aleaciones que no son resistentes a la presión. Cualquier fuga que ocurra en el circuito principal de refrigerante no será expulsada incluso cuando las presiones sean muy altas.

Dado que la conductividad térmica del plomo es mucho mayor que la del agua (0,58 W / m.K), es posible transferir eficientemente el calor de los componentes del combustible al refrigerante gracias a la alta conductividad térmica del plomo.

Después de una cantidad significativa de tiempo en servicio, todo el núcleo puede ser intercambiado en lugar de ser reabastecido. Un reactor de este tipo es una opción para las naciones que no tienen la intención de construir sus propias instalaciones nucleares en un futuro próximo.

Debido a sus características nucleares, el plomo es capaz de evitar que los grandes núcleos de reactores rápidos de sodio tengan un coeficiente de vacante positivo, que es algo notoriamente difícil de hacer.

A diferencia del sodio, que se enciende rápidamente cuando se expone al aire y puede detonar cuando entra en contacto con el agua, el plomo no reacciona apreciablemente ni con el aire ni con el agua. Esto hace que el diseño de la contención sea más simple, más asequible y más seguro, así como intercambiadores de calor y generadores de vapor.

La alta densidad de plomo y plomo-bismuto contribuye a un aumento en el peso total del sistema, lo que a su vez requiere soporte estructural adicional y posiblemente protección sísmica. Esto resulta en un aumento en el costo de construcción, aunque una estructura más compacta puede ser ventajosa.

Si bien el plomo está fácilmente disponible y es barato, el bismuto no es muy común y puede ser bastante caro. Dependiendo de la escala del reactor, se necesitan cientos de toneladas de plomo-bismuto para que funcione correctamente.

En el caso de que la solución de plomo-bismuto se solidificara, el reactor quedaría inutilizable.

Sin embargo, el eutéctico de plomo-bismuto tiene una temperatura de fusión comparativamente baja de 123.5 ° C (254.3 ° F), lo que hace que el proceso de fusión sea un procedimiento bastante simple de hacer.

El plomo tiene un punto de fusión más alto de 327.5 ° С, sin embargo, a menudo se emplea como un reactor estilo piscina, lo que evita que la gran mayoría del plomo se congele rápidamente.

Si no se implementan esfuerzos para limitar tales fugas, el refrigerante puede destruir el equipo (como el submarino soviético K-64) por fugas y luego endurecimiento. Para un ejemplo, véase el submarino soviético K-64.

La activación neutrónica del bismuto resulta en la producción de una cantidad significativa de polonio en las reacciones de plomo-bismuto. Este elemento radiactivo tiene una vida media de 138 días y se disolverá en el plomo-bismuto. Es un emisor alfa. Debido a esto, el mantenimiento de la planta puede volverse más difícil y puede haber un mayor riesgo de contaminación. La partícula alfa que se liberó tiene una alta energía y, como resultado, debe evitarse a toda costa.

El plomo puro crea mucho menos polonio que el plomo-bismuto, lo que le da una ventaja a este respecto sobre la combinación de los dos elementos.

El riesgo de que los componentes interiores del reactor se corroan es el desafío más difícil que presenta el plomo. Los nuevos materiales especiales, como la producción de aceros austeníticos de alúmina, son candidatos que ahora están en desarrollo. Estos materiales mantienen una capa protectora de óxido en los componentes del reactor.

En los submarinos soviéticos de la clase Alfa de la década de 1970, se utilizaron dos tipos distintos de reactores rápidos refrigerados por plomo. Tanto el diseño OK-550 como el BM-40A tienen la capacidad de generar 155MWt de potencia. Eran notablemente más portátiles que los reactores convencionales refrigerados por agua y tenían la ventaja de poder cambiar rápidamente entre modos de operación que maximizaban la potencia y minimizaban las emisiones de ruido.

En 2010, se declaró que se formará una asociación para crear un reactor de plomo-bismuto para uso comercial bajo el nombre de AKME Engineering.

Desde que Rusia reveló una cantidad significativa de material de investigación en 1998 que se obtuvo de su experiencia con reactores submarinos, los Estados Unidos han visto un creciente interés en el uso de plomo o plomo-bismuto para reactores compactos.

El proyecto MYRRHA, que significa Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications, es un concepto innovador e innovador para un reactor nuclear que está conectado a un acelerador de protones. Este diseño se conoce como un sistema impulsado por acelerador (ADS).

Este será un reactor rápido refrigerado por plomo-bismuto, y tendrá la capacidad de operar en modo subcrítico o crítico.

El proyecto está gestionado por SCK•CEN, la instalación de investigación de energía nuclear en Bélgica.

Se construirá sobre la base de la primera demostración exitosa, que se conoce con el nombre de GINEBRA.

MYRRHA ha atraído mucha atención de personas de todo el mundo, y en diciembre de 2010, la Comisión Europea la nombró una de las 50 principales iniciativas que podrían ayudar a Europa a mantener su posición como líder en investigación de alta tecnología durante los próximos 20 años.

El cuarzo como reflector, el eutéctico de plomo-bismuto como refrigerante y el combustible de nitruro de uranio encerrado en tubos HT-9 fueron todos componentes que se planearon incluir en la primera iteración del diseño del Hyperion Power Module. En 2018, la compañía abrió sus puertas para los negocios.

El plomo se utilizó en la construcción de SSTAR, que fue creado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

El reactor dual de fluidos, también conocido como DFR, es un proyecto que se desarrolló en Alemania. Combina los beneficios asociados con el reactor de sales fundidas y el reactor refrigerado por metal líquido. El DFR es un reactor reproductor, lo que significa que es capaz de reciclar residuos nucleares y al mismo tiempo ser capaz de quemar uranio natural y torio. El DFR es un reactor intrínsecamente seguro debido a la alta conductividad térmica del metal fundido (el calor de desintegración se puede eliminar pasivamente).

En lo que respecta al desarrollo del reactor rápido refrigerado por plomo, Rusia parece estar al frente de importantes esfuerzos de investigación y desarrollo. En su estado actual, el BREST (reactor) está en construcción. Este reactor utilizará plomo como refrigerante, quemará plutonio y nitruro de uranio como combustible, será un reactor tipo piscina, producirá 300 MWe (eléctrico) a partir de 750 MWth y generará un total de 750 MWth. En noviembre de 2021, finalmente se terminó la construcción de la base. La Siberian Chemical Combine (SCC) llama a la ubicación donde se encuentra el reactor el sitio de Seversk.

La empresa LeadCold está trabajando con el Royal Institute of Technology (KTH) y Uniper para desarrollar un nuevo producto.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Reactor nuclear

Un reactor nuclear, que originalmente se conocía como pila atómica, es un dispositivo que se utiliza para comenzar y regular una reacción nuclear en cadena de fisión o procesos de fusión nuclear. Los reactores nucleares también pueden utilizarse para proporcionar energía nuclear. Tanto la producción de energía en las centrales nucleares como la propulsión de buques de propulsión nuclear se logran mediante el uso de reactores nucleares. El calor producido por la fisión nuclear se transfiere a un fluido de trabajo, que puede ser agua o gas. El fluido de trabajo se utiliza para impulsar turbinas de vapor. Estos harán girar los ejes de los generadores eléctricos de