Forskere udvikler et koncept om en hybrid thoriumreaktor

Russiske forskere har foreslået et koncept om en thoriumhybridreaktor, der opnår yderligere neutroner ved hjælp af højtemperaturplasma, der er holdt i en lang magnetisk fælde. Dette projekt blev anvendt i tæt samarbejde mellem Tomsk Polytechnic University, All-Russian Scientific Research Institute Of Technical Physics (VNIITF), og Budker Institute of Nuclear Physics i SB RAS. Den foreslåede thoriumhybridreaktor adskiller sig fra nutidens atomreaktorer ved moderat kraft, relativt kompakt størrelse, høj driftssikkerhed, og et lavt niveau af radioaktivt affald.

"I den indledende fase, vi får relativt koldt plasma ved hjælp af specielle plasmakanoner. Vi beholder mængden ved deuterium gasindsprøjtning. De injicerede neutrale stråler med partikel energi på 100 keV i dette plasma genererer deuterium- og tritiumioner med høj energi og opretholder den nødvendige temperatur. Kolliderer med hinanden, deuterium og tritiumioner kombineres til en heliumkerne, så neutroner med høj energi frigives. Disse neutroner kan frit passere gennem vakuumkammerets vægge, hvor plasmaet holdes af et magnetfelt, og kommer ind i området med atombrændstof. Efter at have bremset farten, de understøtter fission af tunge kerner, som fungerer som den vigtigste energikilde frigivet i hybridreaktoren, "siger professor Andrei Arzhannikov, en chefforsker ved Budker Institute of Nuclear Physics i SB RAS.

Den største fordel ved en hybrid atomfusionsreaktor er den samtidige anvendelse af fissionsreaktionen af ​​tunge kerner og syntese af lette. Det minimerer ulemperne ved at anvende disse atomreaktioner separat.

Også, denne type reaktor har lavere krav til plasmakvalitet og gør det muligt at udskifte op til 95 procent af fissilt uran med thorium, hvilket sikrer umuligheden af ​​en ukontrollabel atomreaktion. I øvrigt, hybridreaktorer er relativt kompakte, har høj effekt, og producerer en lille mængde radioaktivt affald.

"Hybridreaktoren består af to elementer. Hoveddelen er det energigenererende tæppe som den aktive zone i en atomreaktor. Den distribuerer kernefissilt materiale, der er en del af atombrændstof. På grund af dette, en fissionskædereaktion af tunge kerner er mulig. Den anden del placeres inde i tæppet for at generere neutroner, der falder ned i det energigenererende tæppe. De termonukleære fusionsreaktioner genereres inde i denne del fyldt med determinplasma, frigiver neutronerne. Et træk ved hybridreaktoren er, at driftstæppet, hvor fissionsreaktionerne finder sted, er i subkritisk tilstand (nærkritisk). Kører på et konstant effektniveau, en konventionel reaktor er i en kritisk tilstand, understøttet af et kontrol- og sikkerhedssystem, "siger Igor Shamanin, leder af TPU Division of Natural Sciences og TPU Isotop Analysis and Technology Laboratory.

Ifølge Dr. Shamanin, tæppet var baseret på et koncept om en multi-purpose høj temperatur gaskølet lav effekt reaktor drevet af thorium. Dette koncept blev udviklet på Tomsk Polytechnic University, og nu er det bredt repræsenteret i forskellige videnskabelige publikationer.

I øjeblikket, projektdeltagerne overvejer muligheden for at udvikle et eksperimentelt stativ baseret på TPU -reaktoren, som vil bestå af en thoriumbrændstofsamling og en neutronkilde.

Resultaterne af nylige undersøgelser af dette projekt er offentliggjort i tidsskriftet Plasma- og fusionsforskning .