Ero sivun ”Torium-ydinpolttoainekierto” versioiden välillä

[katsottu versio][katsottu versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Lisää tietoa ATS Ydintekniikka -lehden artikkelin pohjalta
Hyödyt ja haasteet liittyvät sulasuolareaktoriin, eivät toriumiin yleisesti. Kielenhuoltoa
Rivi 17:
== Sulasuolareaktori (Molten Salt Reactor MSR) ==
{{Pääartikkeli|[[Sulasuolareaktori]]}}
Torium (Th) -ydinpolttoainekiertoa voidaan soveltaa esimerkiksi [[sulasuolareaktori]]ssa. Sulasuolareaktori on tyypiltään [[hyötöreaktori]], eli se tuottaa [[fissiili]]nä ydinpolttoaineen toisestaydinpolttoainetta epäfissiilistä, mutta fertiilistä aineesta. Tässä tapauksessa Th-232 [[nuklidi|nuklideista]] tuotetaan U-233 nuklideja, jotka sitten osallistuvat fissioon. Toisin kuin perinteisessä [[kevytvesireaktori]]ssa, polttoaine ei ole kiinteässä muodossa (polttoainesauvat) vaan polttoaine on nestemäisessä muodossa (sulanut suola LiF-BeF-ThF). Neste on erittäin kuumaa ja juoksevaa, mikä tuo niin haasteita kuin hyötyjäkin 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.{{Lähde||21. joulukuuta 2015|vuosi=2015}}
 
Reaktori koostuu kahdesta pääosasta: "sydän" ja "huopa". Reaktorin sydämessä tapahtuu fissio ja syntyy vapaita neutroneja. Huovassa, joka kulkee sydämen lähellä, kiertää fertiili polttoaine, ja sejoka absorboi fissiossa syntyneitä vapaitavapautuneita neutroneja. Toriumin [[beetahajoaminen]] uraaniksi kestää keskimäärin 27 päivää, joten fertiili polttoaine siirretään "hautumaan" pois huovasta, ennen kuin se ohjataan takaisin sydämeen. Sydämestä kuumentunut nestemäinen polttoaine ohjataan [[Lämmönvaihdin|lämmönvaihtimeen]], josta lämpöenergia voidaan muuttaa mekaaniseksi energiaksi esimerkiksi kaasuturbiinin[[kaasuturbiini]]n (hiilidioksidi, CO2) avulla ja edelleen sähköenergiaksi. Koska lämpötilat ovat korkeammat kuin kevytvesireaktorissa, voidaan välittäjäaineena soveltaakäyttää superkriittistäylikriittistä hiilidioksidia höyryn sijaan, jolloin saavutetaan parempi, jopa 50&nbsp;% hyötysuhde turbiineissa. Hyötysuhdetta voi entisestään parantaa välttämällä energiakonversio, eli hyödyntämällä lämpöenergia suoraan. Lämpöenergiaa voidaan hyödyntää esimerkiksi kaupungin keskuslämmityksessä, kemiallisten prosessien mahdollistamisessa (kuten ammoniakin ja vedyn valmistamisessa) sekä esimerkiksi juomaveden valmistamisessa tislaamalla merivedestä. [[Ammoniakki]] (NH<sub>3</sub>) ja [[vety]] (H) mahdollistaisivat hiilettömän nestemäisen kemiallisen polttoaineen käytön ajoneuvoissa. Ammoniakki ja vety palavat puhtaasti vesihöyryksi (H<sub>2</sub>O) ja typeksi (N, 99&nbsp;% ilmakehästä).{{Lähde||21. joulukuuta 2015|vuosi=2015}}
 
Reaktorissa syntyy fission seurauksena fissiotuotteita, jotka voidaan poistaa polttoainehuollon yhteydessä ilman reaktorin alasajoa. Jotkut lyhytikäiset hyödylliset isotoopit, kuten [[molybdeeni]]-99 (puoliintumisaika 3 päivää), voidaan ottaa nopeasti talteen reaktorista.{{Lähde||21. joulukuuta 2015|vuosi=2015}}
 
=== Hyödyt<ref>http://www.energyfromthorium.com/pdf/WASH-1222.pdf</ref> ===
 
* '''Turvallisuus:''' Polttoaine voidaan hätätilanteessa valuttaa säiliöön ilman sähkökäyttöistä pumppua. Ei vesihöyryräjähdyksen vaaraa.
Rivi 43:
* '''"Kiintiöreaktorin" mahdollisuus:''' Ns. kertakäyttöreaktori, joka ei tarvitse esim. kymmeneen vuoteen polttoainehuoltoa.
 
=== Haasteet ===
Toriumia ei voida käyttää nykyisissä, yleisesti käytössä olevissa, uraanin käyttöön perustuvissa, [[Kevytvesireaktori|kevytvesireaktoreissa]]. Siirtyminen toriumin käyttöön vaatisi toisenlaisia uuden sukupolven reaktoreita ja sen myötä myös suuria investointeja – niin tutkimuksen kuin toteutuksenkin osalta. Torium-vaihtoehtoa ydinenergiatekniikassa on historiallisista ja poliittisista syistä tutkittu ja toteutettu huomattavasti vähemmän kuin uraani-vaihtoehtoa .<ref name=":1">{{Verkkoviite|nimeke = ORNL's Molten-Salt Reactor Program (1958-1976) -|osoite = http://energyfromthorium.com/msrp/|julkaisu = energyfromthorium.com|viitattu = 2015-11-01|kieli = en-US}}</ref>