El Reactor Refrigerado Por Gas Rápido
Páginas: 8 (1861 palabras)
Publicado: 10 de enero de 2013
El Reactor Rápido Refrigerado por gas (GFR)
Luis Alonso Caballero
Indice
- Presentación de la opción tecnológica. Aspectos claves de diseño.
- Problemas de viabilidad de esta opción tecnológica.
- Principales actividades de investigación que conlleva esta opción.
- Línea de tiempos para su desarrollo.
- Pros y contras queconsideras de esta opción tecnológica.
Presentación de la opción tecnológica. Aspectos claves de diseño.
Vamos a analizar el reactor GFR: Reactor Rápido de Gas para ello vamos a partir de los principios en los que se basan todos los reactores rápidos.
Regeneración en reactores de neutrones rápidos (Gen-IV)
– Razón de Conversión =Destrucción de núcleos fisibles (N impar) por fisiones y
capturas / Regeneración por capturas de neutrones en núcleos fértiles (N par)
– Es 0,6-0,7 en reactores de neutrones térmicos (LWR, HTGR)
– Puede ser 1,0-1,1 en espectros rápidos y combustibles con 15% de Plutonio en
Uranio (reactores regeneradores)
– Puede reducirse mucho con combustible sin 238U (reactores quemadores).
– En elcombustible “gastado” cada 10 años en las centrales actuales hay Plutonio
para la carga inicial de un reactor regenerador de 1 GWe y Uranio para 187 años
de generación eléctrica. El Plutonio se regenera y actúa como catalizador de
la fisión de todo el Uranio. Los Actínidos Menores se destruyen en gran parte.
– El Uranio empobrecido del enriquecimiento también se puede fisionar.
– Por cadareactor actual de 1 GWe y 60 años de operación, el Uranio ya
extraído de las minas puede alimentar 6 veces más reactores
regeneradores durante 12 mil años.
El reactor rápido de gas.
Características
• Helio (gas) refrigerante
• 850 C temperatura salida
• 1100 MWe
• Ciclos combinados de turbina de
gas y CO2 supercrítico
• Combustible: óxidos mixtos (MOX)
de Plutonio y Uranio de ladescarga
de LWR. Opciones: Carbidos o
Nitridos en placas o varillas
• Vainas: cerámicas (SiC) y metales
(aleaciones de Nb,V o Cr).
Beneficios
• Alta eficiencia térmica
• Eficiente regeneración del material
fisible (Pu y AM) y uso del Uranio
• Mínimos residuos
Países interesados
• Francia, Japón, Suiza, EUratom
• Proyectos europeos previos: STREP
[pic]
El reactor refrigerado porgas rápido (RFA) fue escogido para ser desarrollado dentro de las investigaciones de los reactores de sistemas nucleares de Generación IV. Esta selección estaba basada en su potencial excelente para la sostenibilidad, por la reducción del volumen y radiotoxicdad tanto de su propio combustible como de otro combustible nuclear gastado y para ampliar las órdenes de recursos de uranio de magnitud másallá de lo que el ciclo corriente abierto de combustible puede realizar.
La conversión de energía en la alta eficacia termal es posible con los diseños corrientes. Sin embargo, desafíos de investigación y desarrollo incluyen la capacidad de usar sistemas de retiro de calor de decaimiento pasivo durante condiciones de accidente, supervivencia de combustibles y materiales en corazón bajotemperaturas extremas y radiación en los procesos de ciclo de combustible.
Descripción del sistema.
En el sistema RFA destaca un espectro rápido, el ciclo refrigerado por helio del reactor y cerrado de combustible
Éste fue escogido como el diseño de referencia debido a su relación cercana con el reactor (VHTR), lo que permite combinar el uso tanto del material VHTR y la tecnología deequilibrio(saldo) de planta.
La alta temperatura de salida del refrigerante de helio hace posible de entregar la electricidad, el hidrógeno, o el calor de proceso con la alta eficacia de conversión. El diseño de referencia de RFA utilizará un ciclo directo, la turbina de helio para la electricidad (la eficacia del 42 % en 850°C) y tratará el calor para la producción termoquímica de hidrógeno.
Para...
Luis Alonso Caballero
Indice
- Presentación de la opción tecnológica. Aspectos claves de diseño.
- Problemas de viabilidad de esta opción tecnológica.
- Principales actividades de investigación que conlleva esta opción.
- Línea de tiempos para su desarrollo.
- Pros y contras queconsideras de esta opción tecnológica.
Presentación de la opción tecnológica. Aspectos claves de diseño.
Vamos a analizar el reactor GFR: Reactor Rápido de Gas para ello vamos a partir de los principios en los que se basan todos los reactores rápidos.
Regeneración en reactores de neutrones rápidos (Gen-IV)
– Razón de Conversión =Destrucción de núcleos fisibles (N impar) por fisiones y
capturas / Regeneración por capturas de neutrones en núcleos fértiles (N par)
– Es 0,6-0,7 en reactores de neutrones térmicos (LWR, HTGR)
– Puede ser 1,0-1,1 en espectros rápidos y combustibles con 15% de Plutonio en
Uranio (reactores regeneradores)
– Puede reducirse mucho con combustible sin 238U (reactores quemadores).
– En elcombustible “gastado” cada 10 años en las centrales actuales hay Plutonio
para la carga inicial de un reactor regenerador de 1 GWe y Uranio para 187 años
de generación eléctrica. El Plutonio se regenera y actúa como catalizador de
la fisión de todo el Uranio. Los Actínidos Menores se destruyen en gran parte.
– El Uranio empobrecido del enriquecimiento también se puede fisionar.
– Por cadareactor actual de 1 GWe y 60 años de operación, el Uranio ya
extraído de las minas puede alimentar 6 veces más reactores
regeneradores durante 12 mil años.
El reactor rápido de gas.
Características
• Helio (gas) refrigerante
• 850 C temperatura salida
• 1100 MWe
• Ciclos combinados de turbina de
gas y CO2 supercrítico
• Combustible: óxidos mixtos (MOX)
de Plutonio y Uranio de ladescarga
de LWR. Opciones: Carbidos o
Nitridos en placas o varillas
• Vainas: cerámicas (SiC) y metales
(aleaciones de Nb,V o Cr).
Beneficios
• Alta eficiencia térmica
• Eficiente regeneración del material
fisible (Pu y AM) y uso del Uranio
• Mínimos residuos
Países interesados
• Francia, Japón, Suiza, EUratom
• Proyectos europeos previos: STREP
[pic]
El reactor refrigerado porgas rápido (RFA) fue escogido para ser desarrollado dentro de las investigaciones de los reactores de sistemas nucleares de Generación IV. Esta selección estaba basada en su potencial excelente para la sostenibilidad, por la reducción del volumen y radiotoxicdad tanto de su propio combustible como de otro combustible nuclear gastado y para ampliar las órdenes de recursos de uranio de magnitud másallá de lo que el ciclo corriente abierto de combustible puede realizar.
La conversión de energía en la alta eficacia termal es posible con los diseños corrientes. Sin embargo, desafíos de investigación y desarrollo incluyen la capacidad de usar sistemas de retiro de calor de decaimiento pasivo durante condiciones de accidente, supervivencia de combustibles y materiales en corazón bajotemperaturas extremas y radiación en los procesos de ciclo de combustible.
Descripción del sistema.
En el sistema RFA destaca un espectro rápido, el ciclo refrigerado por helio del reactor y cerrado de combustible
Éste fue escogido como el diseño de referencia debido a su relación cercana con el reactor (VHTR), lo que permite combinar el uso tanto del material VHTR y la tecnología deequilibrio(saldo) de planta.
La alta temperatura de salida del refrigerante de helio hace posible de entregar la electricidad, el hidrógeno, o el calor de proceso con la alta eficacia de conversión. El diseño de referencia de RFA utilizará un ciclo directo, la turbina de helio para la electricidad (la eficacia del 42 % en 850°C) y tratará el calor para la producción termoquímica de hidrógeno.
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