Sodyum soğutmalı hızlı nötron reaktörü (RNR-Na), bir deneysel olan hızlı nötron reaktör kullandığını sıvı sodyum onun soğutma.
Bazen SFR reaktörlerinden bahsederiz ( Sodyum soğutmalı hızlı reaktör sistemi için ).
Sodyum soğutmalı hızlı nötron reaktörü, şu anda 4. Nesil Uluslararası Forum'da incelenen bir projedir .
İki benzer projeye dayanmaktadır, Sıvı metal soğutmalı reaktör ve 1994 yılında Amerika Birleşik Devletleri tarafından kapatılan İntegral Hızlı Reaktör .
Bu tip reaktörler, bir nükleer üretim istasyonunda atom enerjisi kaynağı olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır .
Öngörülen döngü, üretilen aktinitlerin iki varyantla yeniden işlenmesini içerecektir.
Birinci varyantta, reaktör ara güçte (150-600 MWe) olacak, sodyum ile soğutulacak ve yakıt elemanı olarak bir uranyum - plütonyum - küçük aktinit - zirkonyum alaşımı kullanacak, kullanılmış yakıt elemanları entegre tesislerde doğrudan yeniden işlenecekti . santralde.
İkinci, daha büyük bir güç varyantı (500-1,500 MWe) , yenilikçi sulu faz proseslerine dayalı yeniden işleme ile MOX yakıtını kullanacak ve birkaç reaktöre hizmet veren bir tesiste merkezileştirilecektir.
Her iki durumda da soğutucu çıkış sıcaklığı 510 ila 550 santigrat derece olacaktır.
Erimiş metal reaktörlerin bir avantajı, termal ataleti çekirdeği aşırı ısınmaya ve potansiyel erimeye karşı koruyan soğutucunun yüksek termal kapasitesidir.
Su bu gibi davranır, çünkü hızlı bir reaktör için iyi bir ısı transferi değildir moderatör ve eğilimindedir thermalise nötron akısı . Nötronlar, soğutucunun atomlarına kinetik enerji aktarabildiklerinde yavaşlarlar, elastik şok yoluyla bu aktarım , çarpışmadaki kütleler aynı düzende olduğundan daha da önemlidir. Bu açıdan sodyumun avantajı, atom kütlesinin sudaki hidrojenden (ve oksijenden) daha yüksek olması ve böylece nötronların daha az yavaşlamasıdır.
Teoride, hızlı bir nötron reaktöründe soğutucu olarak süper kritik su kullanmak hala mümkün olacaktır, ancak bu aynı zamanda çok yüksek basınçlar anlamına da gelecektir. Suyun aksine, sodyumun basınç altında olması gerekmez, çünkü kaynama noktası reaktörün çalışma sıcaklığından çok daha yüksektir.
Ayrıca sodyum, reaktörün çeliğinde korozyona neden olmaz. Öte yandan, sodyum yangını riskini kontrol etmek için özel önlemler gerektiren oldukça reaktif bir kimyasal olma dezavantajına sahiptir . Sodyum havada yanabilir ve suyla temas ederse şiddetli bir şekilde patlar ( "sodyum-su reaksiyonu" için RSE olarak bilinen reaksiyon ( " buhar jeneratörünün patlaması, özellikle Bir yandan içine sıcak sodyumun düşeceği kaynar su tabakasının hızlı oluşumundan (tip 1 ESR) ve diğer yandan su buharı akışıyla sodyumun bir kısmının püskürtülmesinden (200'ün altında) kaynaklanan ESR'ler. bar) bir buhar bulutunda sodyum damlalarından oluşan bir aerosol üretilmesi, böylece bir toz patlamasına benzer bir tepki (tip CSR 2) " ) Monju NPP 1995'te böyle bir kazanın kurbanı oldu .
Sodyum kendisi aktif olan 24 nötron akısı ile Na, ancak bu aktivasyon ürünü olan bir yarı ömür , sadece 15 saat.
Çalışma sıcaklığı yakıt erime sıcaklığını geçmemelidir. Uranyum, plütonyum ve lantan (bir fisyon ürünü ) kaplamadaki demire difüze olduğu için ötektik oluşturan yakıt ve kaplaması arasındaki kimyasal etkileşimi yeniden tasarlamak gerekir . Bu şekilde oluşturulan alaşım, düşük bir durum sıcaklığı değişikliğine sahiptir. Yakıt ve kaplama arasındaki kimyasal etkileşim, kaplamanın mekanik mukavemetinde bir azalmaya neden olur ve sonuçta kaplamanın yırtılmasına neden olabilir. Dönüşüm ait transuranik elemanlarının üretimi ile sınırlıdır plütonyum uranyum. Başka bir tasarım yaklaşımı, inert bir magnezyum oksit matrisi kullanmaktır. Gerçekten de, magnezyum oksit için nötronlarla (termal ve hızlı) etkileşim olasılığı, demir gibi diğer elementlerden çok daha düşüktür.
Sodyum soğutmalı hızlı reaktör, özellikle plütonyum ve diğer aktinitler olmak üzere yüksek aktiviteli radyoaktif atıkların (HA) yönetimi için tasarlanmıştır . Önemli sistem güvenlik özellikleri arasında uzun bir termal tepki süresi, büyük bir soğutucu kaynama marjı, atmosferik basınçta çalışan bir birincil devre ve birincil devredeki radyoaktif sodyum ile devredeki su ve buhar arasında bir ara sodyum devresi bulunur. enerji santrali. Modüler tasarım, ana devrenin çıkarılması, pompanın ve ara ısı eşanjörünün entegrasyonu veya basitçe daha iyi yapı malzemelerinin keşfi gibi yatırım maliyetini azaltan yeniliklerle, sodyum soğutmalı hızlı reaktör, elektrik üretmek için uygun teknoloji.