Ero sivun ”Torium-ydinpolttoainekierto” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p →Hyödyt |
|||
Rivi 6:
Torium on yleinen luonnossa. <sup>232</sup>Th, yleisin luonnossa esiintyvä isotooppi, on noin yhtä yleinen kuin [[lyijy]] eli huomattavasti yleisempi kuin esim. <sup>235</sup>U, joka noin yhtä yleinen kuin [[hopea]]. Torium on jakautunut melko tasaisesti kaikkialle [[maan kuori|maan kuoreen]]. Toriumia voidaan tuottaa [[monatsiitti]] malmista. Koska toriumilla ei ole laajoja käyttösovelluksia energiatekniikassa, on sitä usein käsitelty haitallisena radioaktiivisena sivutuotteena.<ref>Wickleder, Mathias S.; Fourest, Blandine; Dorhout, Peter K. (2006). "Thorium". In Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. [http://radchem.nevada.edu/classes/rdch710/files/thorium.pdf The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements] (PDF) 3 (3rd ed.). Dordrecht, the Netherlands: Springer. ss. 52–160.</ref>
== Sula-suola reaktori (Molten Salt Reactor
Torium ydinpolttoainekiertoa voidaan soveltaa sulasuolareaktorissa. Sulasuolareaktori on tyypiltään hyötöreaktori, eli se tuottaa fissiilin ydinpolttoaineen toisesta epäfissiilistä, mutta fertiilistä aineesta, tässä tapauksessa Th-232 nuklideista tuotetaan U-233 nuklideja, jotka sitten osallistuvat fissioon. Toisin kuin perinteisessä kevytvesireaktorissa, polttoaine ei ole kiinteässä muodossa (polttoainesauvat) vaan polttoaine on nestemäisessä muodossa (LiF-BeF-ThF) (sulannut suola). Neste on erittäin kuumaa ja juoksevaa, mikä tuo niin haasteita kuin hyötyjä teknisen rakenteen kannalta. Esimerkiksi neste voidaan nopeasti valuttaa reaktorista säiliöön hätätilanteessa, eikä valuttamiseen tarvita sähkökäyttöistä pumppua. Polttoainetta voidaan lisätä, huoltaa ja vaihtaa ilman reaktorin alasajoa.
Reaktori koostuu kahdesta pääosasta "sydän" ja "huopa". Reaktorin sydämmessä tapahtuu fissio ja syntyy vapaita neutroneja. Huovassa, joka kulkee sydämen lähellä, kiertää fertiili polttoaine ja absorboi fissiossa syntyneitä vapaita neutroneja. Toriumin beetahajoaminen uraaniksi kestää keskimäärin 27 päivää, siksi fertiili polttoaine siirretään "hautumaan" pois huovasta, ennenkuin se ohjataan takaisin sydämeen. Sydämmestä kuumentunut nestemäinen polttoaine ohjataan lämmönvaihtimeen, josta lämpöenergia voidaan muuttaa mekaaniseksi energiaksi esimerkiksi kaasutubiinin (CO2) avulla ja edelleen sähköenergiaksi. Koska lämpötilat ovat korkeammat kuin kevytvesireaktorissa voidaan soveltaa välittäjäaineena superkriittistä hiilidioksidia höyryn sijaan, jolloin saavutetaan parempi, jopa 50% hyötysuhde turbiineissa. Hyötysuhdetta voi entisestään parantaa välttämällä energiakonversio, eli hyödyntämällä lämpöenergia suoraan. Lämpöenergia voidaan hyödyntää esimerkiksi kaupungin keskuslämmityksessä, kemiallisten prosessien mahdollistamisessa, kuten ammoniakin ja vedyn valmistamisessa, sekä esimerkiksi juomaveden valmistamisessa merivedestä (tislaamalla). Ammoniakki ja vety mahdollistaisi hiilettömän nestemäisen kemiallisen polttoaineen käytön ajoneuvoissa. Ammoniakki ja vety palaa puhtaasti vesihöyryksi ja typeksi (99% ilmakehästä). Reaktorissa syntyy fission seurauksena fissiotuotteita, jotka voidaan poistaa polttoainehuollon yhteydessä, ilman alasajoa. Jotkut lyhytikäiset hyödylliset isotoopit, kuten Molybdenum-99 (puoliintumisaika 3 päivää) voidaan ottaa nopeasti talteen reaktorista.
== Hyödyt ==
[[File:Fuel Comparison 1TWy.png|thumb|Fuel Comparison - 1TWy]]
* Turvallisuus - polttoaine voidaan hätätilanteessa valuttaa säiliöön ilman sähkökäyttöistä pumppua, ei vesihöyryräjähdyksen vaaraa.
* Polttoaineen riittävyys - varoja yli 10.000 vuodeksi (vrt. U-235 80-85v)
Rivi 28 ⟶ 31:
* Ydinaseriisunta - Hyötöreaktorissa voidaan huonolla hyötysuhteella utilisoida tai "polttaa" muitakin raskaita ytimiä U-233 lisäksi, kuten Pu-239, U-235, ja U-238.
* Rakennettavuus - ei tarvetta suurelle suojarakennukselle - ei vesihöyryräjähdyksen vaaraa kuten kevytvesireaktorissa.
* "Kiintiöreaktorin" mahdollisuus
== Haasteet ==
| |||