Ero sivun ”Hyötöreaktori” versioiden välillä

'''Hyötöreaktori''' ({{k-en|breeder reactor}}) on vielä kokeiluasteella^(1946?) oleva [[ydinreaktori|ydinreaktorityyppi]], joka tuottaa uuttaomaa [[fissiili]]ä [[ydinpolttoaine|ydinpolttoainettaan]]tta, enemmäntoisesta, kuinyleensä ketjureaktionei ylläpitämiseenfissiilistä, kuluu.mutta Toisinkuitenkin sanoen[[fertiili|fertiilistä]], sen(poltto)aineesta. ''konversio-''Kuten taiesimerkiksi ''[[hyötäminenThorium-ydinpolttoainekierto|hyötösuhdeTorium-ydinpolttoainekierrossa.]]'' >1. Hyötöreaktorit voidaan jakaa termisiin ja nopeisiin ({{k-en|fast-breeder reactor}}) fission aikaansaavien neutronien energian (nopeuden) mukaan. Näistä terminen hyötöreaktori on yksinkertaisempi^(?), muttaja sensoveltuu hyötösuhdeparemmin on vaatimattomampiToriumille ja asettaaUraanille, kun taas omatnopeat rajoituksensasoveltuvat paremmin polttoaineellePlutoniumille. Vaikka ensimmäinen koereaktori saatiin toimimaan jo 1946, ei kaupallista, suuritehoista hyötöreaktoria ole vielä ollut toiminnassa.

Siinä, missä muissa ydinreaktoreissa [[fissio]]ssa vapautuvia [[neutroni|neutroneja]] hidastetaan sopivalla väliaineella kasvattamaan fission todennäköisyyttä, nopeissa reaktoreissa hidastamista eitapahtuu vähemmän, vähemmän tiheiden hidastinaineiden käytön myötä (kuten nestemäisen natrium tai tehdäheliumin). Sen sijaan tarvittavan suuri määrä fissioita varmistetaan käyttämällä väkevämpää polttoainetta, jossa [[fissiili|fissiilejä]], eli ''halkeavia'' ytimiä on riittävän tiheässä ketjureaktion varmistamiseksi. Tällä myös yritetään välttää fissiomateriaalin hukkaa, joka syntyy joidenkin ytimien pelkästään absorboidessa hitaat neutronit. Reaktorin nimi tulee nimenomaan nopeista, hidastamattomista neutroneista.

Reaktorin jäähdytykseen ja samalla lämpöenergian siirtämiseen käytetään nesteytettyä kaasua tai alhaisen sulamispisteen omaavaaomaavan metallisuolan metallialiuosta, jolla on pieni hidastavuusvaikutus ja hyvä lämmönsiirtokyky. Ylivoimaisesti yleisin on tähän asti ollut [[natrium]], mutta myös [[lyijy]]-[[vismutti]] -seoksen ja puhtaan lyijyn käyttöä tutkitaan. Fissiota hallitaan normaaliin tapaan säätösauvoilla.

Hyötöreaktorin reaktorin suurin etu on sen kyky hyödyntää esimerkiksi [[uraani]]n niitä isotooppeja, jotka eivät kykene ylläpitämään fissiota. Tämä perustuu [[transmutaatio]]on, eli alkuaineen muuttumiseen toiseksi neutronikaappauksen seurauksena. [[Uraani]]n fissiiliä isotooppia U-235 huomattavasti yleisempi on ''halkeamiskelpoinen eli fissioituva, mutta ei fissiili'' U-238, joka ei kykene ylläpitämään [[ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktio]]ta. Sen sijaan nopeilla neutroneilla säteilytettäessä U-238 muuttuu [[neptunium]]-239:ksi, joka hajoaa nopeastimuuttuu [[plutonium]]-239:ksi beetahajoamisen seurauksena. Plutonium-239 on fissiili ja käy siis ydinpolttoaineeksi tai ydinaseisiin. Prosessi on niin tehokas, että uutta plutoniumia syntyy uraanista enemmän, kuin mitä sitä kuluu neutronien ja energian tuottamiseen^(?). Tällöin puhutaan ''hyötämisestäHyötämisestä ''puhutaan, kun ei fissiilistä, mutta kuitenki fertiilistä (ydinpoltto-)aineesta (kuten ²³⁸U tai ²³²Th) tehdään fissiiliä polttoainetta esim. neutronikaappauksen eli absorption keinoin ja näin syntynyttä ydinpolttoainetta käytetään osana ketjuprosessia ja energian tuottoon. Hyötöreaktorin käynnistämiseen siis riittää tietty määrä fissiiliä polttoainetta, minkä jälkeen transmutaatiorektoria tuottaavoidaan uutta"tankata" tilallevain fertiilillä polttoaineella.

U-235:n ohella mahdollisia hyötöreaktorissa käytettäviä ”lähtöaineita” ovat U-238 (→Pu-239), [[Torium]]-232 (→U-233), ja Pu-240 (→Pu-241). NormaalissakinNormaalissa voimalaitosreaktorissatermisessä U-235:neli joukkoonhitaassa lisättävästäkevytvesireaktorissa polttoaineen 95-97% sisältävästä U-238:sta voidaan hyödyntää vain alle 1 %,. Nopeassa hyötöreaktorissareaktorissa jopa 70 %. U-238:n ja Th-232:n ollessa luonnossa huomattavasti yleisempiä, hyöty on ilmeinen.

HyötöreaktoriinPääasiallisesti kiinteän U-238-polttoaineen käyttöön tarkoitetun, nopeaan hyötöreaktoriin liittyviä ongelmia ovat muun muassa jäähdytysaineen hankalat ominaisuudet (esimerkiksi natrium syttyy palamaan joutuessaan kosketuksiin veden kanssa), reaktorissa oleva suuri määrä plutoniumia ja hallitsemattoman ketjureaktion mahdollisuus^(?).