|
[[Kuva:Shevchenko BN350.gif|200px|thumb|BN350-hyötöreaktori [[Aqtaw]]issa Kaspian meren rannalla, jossa sitä käytettiin makean veden tuottamiseen merivedestä muuten erittäin kuivalle alueelle.]]
'''Hyötöreaktori''' ({{k-en|breeder reactor}}) on vielä kokeiluasteella oleva [[ydinreaktori|ydinreaktorityyppi]], joka tuottaa uutta [[fissiili]]ä [[ydinpolttoaine]]tta nopeamminenemmän, mitä sekuluu kuluttaaketjureaktion ylläpitämiseen. Toisin sanoen sen ''konversiosuhdekonversio-'' >1 (eli vielä toisin sanoin: setai ''[[hyötäminen|hyötäähyötösuhde]]'') >1. HyötöreaktoreissaHyötöreaktorit eivoidaan olejakaa hidastinainettatermisiin ja nenopeisiin voidaan({{k-en|fast-breeder jakaareactor}}) termisiinfission aikaansaavien neutronien energian (nopeuden) mukaan. Näistä terminen hyötöreaktori on yksinkertaisempi, mutta sen hyötösuhde on vaatimattomampi ja nopeisiinasettaa omat rajoituksensa polttoaineelle. Vaikka ensimmäinen koereaktori valmistui jo 1951 (Experimental Breeder Reactor 1, USA), ei kaupallista, suuritehoista hyötöreaktoria ole vielä ollut toiminnassa.
<ref name="Leppanen 1"> http://www.tkk.fi/Yksikot/Energiatalous/kurssit/Ene59020/Leppanen.pdf</ref>
({{k-en|fast-breeder reactor}}), fission aikaansaavien neutronien energian (nopeuden) mukaan. Näistä terminen hyötöreaktori on yksinkertaisempi, mutta konversiosuhteeltaan nopeisiin reaktoreihin verrattuna vaatimaton{{lähde}}.
<ref name="Britannica 1">Encyclopedia Britannica, 15. painos, osa 18 s. 373-4</ref>
Vaikka ensimmäinen koereaktori valmistui jo 1951 (Experimental Breeder Reactor 1, USA), ei kaupallista, suuritehoista hyötöreaktoria ole vielä ollut toiminnassa.
== Nopean hyötöreaktorin toimintaperiaate ==
Siinä missä muissa ydinreaktoreissa [[fissio]]ssa vapautuvia [[neutroni|neutroneja]] hidastetaan sopivalla väliaineella, kasvattamaan fission todennäköisyyttä, nopeissa reaktoreissa hidastamista ei tehdä,. vaanSen sijaan tarvittavan suuri määrä fissioita varmistetaan käyttämällä väkevämpää polttoainetta, jossa [[fissiili|fissiilejä]], eli ''halkeavia'' ytimiä on riittävän tiheässä ketjureaktion varmistamiseksi. Tällä myös yritetään valttää fissiomateriaalin hukkaa, joka syntyy joidenkin ytimien pelkästään absorboidessa hitaat neutronit. Reaktorin nimi tulee nimenomaan nopeista, hidastamattomista neutroneista.
ytimiä on riittävän tiheässä ketjureaktion varmistamiseksi. Tällä myös yritetään valttää fissiomateriaalin hukkaa, joka syntyy ytimien pelkästään absorpoidessa osan hitaista neutroneista. Reaktorin nimi tulee nimenomaan nopeista, hidastamattomista neutroneista.
Reaktorin jäähdytykseen ja samalla lämpöenergian siirtämiseen lämmönvaihtimeen käytetään kaasua tai nestemäistä metallia, yleisimmin [[natrium]]ia, joilla on pieni hidastavuusvaikutus. Fissiota hallitaan normaaliin tapaan säätösauvoilla.
Hyötöreaktorin reaktorin suurin etu on polttoainetaloudellinen:sen reaktorikyky "tuottaa"hyödyntää uuttaesimerkiksi polttoainetta käydessään[[uraani]]n niitä isotooppeja, jopaeivät enemmänkykene kuinylläpitämään kuluttaafissiota. Tämä perustuu [[transmutaatio]]lleon, eli alkuaineen muuttamisellemuuttumiseen toiseksi neutronikaappauksen seurauksena. [[Uraani]]n fissiiliä isotooppia U-235 huomattavasti yleisempi on ''halkeamiskelpoinen'' U-238, joka ei kykene ylläpitämään [[ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktio]]ta. Sen sijaan nopeilla neutroneilla säteilytettäessä U-238 muuttuu [[neptunium]]-239:ksi, joka hajoaa nopeasti [[plutonium]]-239:ksi. Plutonium-239 on fissiili ja käy siis ydinpolttoaineeksi. Prosessi on niin tehokas, että Pu-239 -atomeja syntyy enemmän, mitä U-238 -atomeja hajoaa. Hyötöreaktorin käynnistämiseen siis riittää tietty määrä fissiiliä polttoainetta, minkä jälkeen transmutaatio tuottaa uutta tilalle.
muuttuu [[neptunium]]-239:ksi, joka on radioaktiivinen ja hajoaa nopeasti fissiiliksi [[plutonium]]-239:ksi. Plutonium-239 on fissiili ja käy siis ydinpolttoaineeksi. Prosessi on niin tehokas, että Pu-239 -atomeja syntyy enemmän, mitä U-238 -atomeja hajoaa.
U-235:n ohella mahdollisia hyötöreaktorissa käytettäviä "lähtöaineita" ovat U-238 (→Pu-239), [[Torium]]-232 (→U-233), ja Pu-240 (→Pu-241). Normaalissakin voimalaitosreaktorissa U-235:n joukkoon lisättävästä U-238:sta voidaan hyödyntää vain alle 1%, hyötöreaktorissa jopa 70%. U-238:n ja Th-232:n ollessa luonnossa huomattavasti yleisempiä, hyöty on ilmeinen.
Teknisiä haasteita asettavat muun muassa jäähdytysaineen hankalat ominaisuudet ja hallitsemattoman ketjureaktion mahdollisuus.
<ref name="Britannica 1" />
<ref name="Leppanen 1" />
<ref>http://www.stuk.fi/ydinturvallisuus/ydinvoimalaitokset/ydinvoimalaitoksen_toiminta/ydinvoimalaitostyypit/fi_FI/hyotyreaktorit/_print/</ref>
{{Lähteetön}}
*[[Nestemäisellä metallilla jäähdytetty reaktori]]
== Lähteet Viitteet==
{{Viitteet}}
== Lähteet ==
*http://www.tkk.fi/Yksikot/Energiatalous/kurssit/Ene59020/Leppanen.pdf
*Encyclopedia Britannica, 15. painos, osa 2 s. 495; osa 18 s. 373-4
*[http://www.stuk.fi/ydinturvallisuus/ydinvoimalaitokset/ydinvoimalaitoksen_toiminta/ydinvoimalaitostyypit/fi_FI/hyotyreaktorit/_print/ Säteilyturvakeskuksen WWW -sivut]
== Aiheesta muualla ==
| 