muitos tipos de reator foram considerados inicialmente; no entanto, a lista foi reduzida para focar nas tecnologias mais promissoras e aquelas que mais provavelmente poderiam cumprir os objetivos da iniciativa Gen IV. Três sistemas são nominalmente reactores térmicos e quatro reactores rápidos. O reator de temperatura Muito Alta (VHTR) também está sendo pesquisado para fornecer calor de processo de alta qualidade para a produção de hidrogênio. Os reatores rápidos oferecem a possibilidade de queimar actinídeos para reduzir ainda mais os resíduos e de ser capaz de “gerar mais combustível” do que eles consomem., Estes sistemas oferecem avanços significativos em sustentabilidade, segurança e confiabilidade, economia, resistência à proliferação (dependendo da perspectiva) e proteção física.um reator térmico é um reator nuclear que utiliza neutrões lentos ou térmicos. Um moderador de nêutrons é usado para retardar os nêutrons emitidos pela fissão para torná-los mais propensos a serem capturados pelo combustível.,

reator de muito alta temperatura (VHTR)Edit

o conceito de reator de muito alta temperatura (VHTR) usa um núcleo moderado de grafite com um ciclo de combustível de urânio, usando hélio ou sal fundido como um refrigerante. Este projeto do reator prevê uma temperatura de saída de 1.000°C. O núcleo do reator pode ser um bloco prismático ou um projeto de reator de leito de seixo. As altas temperaturas permitem aplicações como calor de processo ou produção de hidrogênio através do processo de ciclo termoquímico enxofre-iodo.,

a construção planeada do primeiro reactor modular VHTR, o pbmr, na África do Sul, perdeu o financiamento do governo em fevereiro de 2010. Um aumento pronunciado dos custos e das preocupações acerca de possíveis problemas técnicos inesperados tinha desencorajado potenciais investidores e clientes.

O governo chinês começou a construção de um reator pebble bed de 200 MW de alta temperatura em 2012 como sucessor do HTR-10., Também em 2012, como parte da competição da próxima geração de usinas nucleares, O Laboratório Nacional do Idaho aprovou um projeto semelhante ao do bloco prismático da Areva reator Antares para ser implantado como um protótipo em 2021.X-energy foi premiado com uma parceria de US $53 milhões pelo Departamento de energia dos Estados Unidos para avançar elementos de seu desenvolvimento de reator. O Xe-100 é um PBMR que irá gerar 200-MWt e aproximadamente 76-MWe. A planta padrão Xe-100 de quatro pacotes gera aproximadamente 300 MWe e vai caber em apenas 13 acres., Todos os componentes para o Xe-100 serão transportáveis por estrada, e serão instalados, em vez de construídos, no local do projeto para racionalizar a construção.

Derretida-sal reator (MSR)Editar

Um sal fundido reator é um tipo de reator nuclear, onde o refrigerante primário, ou mesmo o próprio combustível é uma mistura de sal fundido., Foram apresentados muitos projectos para este tipo de reactor e foram construídos alguns protótipos. o princípio de um MSR pode ser usado para reatores térmicos, epitérmicos e rápidos. A partir de 2005, o foco passou para um MSR de espectro rápido (MSFR).os projetos atuais do conceito incluem reatores de espectro térmico (por exemplo IMSR), bem como reatores de espectro rápido (por exemplo MCSFR).

os conceitos de espectro térmico inicial e muitos atuais dependem de combustível nuclear, talvez tetrafluoreto de urânio (UF4) ou tetrafluoreto de tório (ThF4), dissolvido em sal de fluoreto derretido., O fluido atingiria a criticidade fluindo para um núcleo onde a grafite serviria como moderador. Muitos conceitos atuais dependem de combustível que é disperso em uma matriz de grafite com o sal fundido fornecendo baixa pressão, refrigeração a alta temperatura. Estes conceitos Gen IV MSR são muitas vezes mais precisamente chamados de um reator epitérmico do que um reator térmico devido à velocidade média dos nêutrons que causariam os eventos de fissão dentro de seu combustível sendo mais rápido do que os nêutrons térmicos.

designs de conceito de MSR de espectro rápido (eg MCSFR) eliminam o moderador de grafite., Eles atingem a criticidade por terem um volume suficiente de sal com material cindível suficiente. Sendo o espectro rápido eles podem consumir muito mais do combustível e deixar apenas resíduos de vida curta.

Enquanto a maioria dos MSR modelos desenvolvidos são, em grande parte derivada a partir da década de 1960 Derretida-Sal Reator de Experiência (MSRE), variantes de sal fundido tecnologia incluem conceitual Duplo fluido reator que está sendo projetado com o chumbo como um meio de resfriamento, mas de sal fundido combustível, comumente, como o cloreto de metal e.g. Plutónio(III) cloreto, para auxílio na maior “lixo nuclear” fechado-o ciclo do combustível capacidades., Outras abordagens notáveis que diferem substancialmente do MSRE incluem o conceito de reator de sal estável (SSR) promovido pela MOLTEX, que envolve o sal fundido em centenas de hastes de combustível sólido comuns que já estão bem estabelecidos na indústria nuclear. Este último projeto britânico foi considerado o mais competitivo para o desenvolvimento de pequenos reatores modulares por uma empresa de consultoria britânica Energy Process Development em 2015.

outro projeto em desenvolvimento é o Reactor rápido de cloreto fundido proposto por TerraPower, uma empresa americana de energia nuclear e ciência., Este conceito do reator mistura o urânio natural líquido e o refrigerante de cloreto fundido no núcleo do reator, alcançando temperaturas muito altas, permanecendo à pressão atmosférica.outra característica notável do MSR é a possibilidade de um queimador de resíduos nucleares de espectro térmico. Convencionalmente, apenas reatores de espectro rápido foram considerados viáveis para utilização ou redução dos estoques nucleares usados. A viabilidade conceitual de um queimador de resíduos térmicos foi mostrado pela primeira vez em um papel branco pela Seaborg Technologies Primavera 2015., A queima térmica de resíduos foi conseguida pela substituição de uma fração do urânio no combustível nuclear usado pelo tório. A taxa líquida de produção do elemento transuraniano (p.ex. plutônio e amerício) é reduzida abaixo da taxa de consumo, reduzindo assim a magnitude do problema de armazenamento nuclear, sem as preocupações de proliferação nuclear e outras questões técnicas associadas a um reator rápido.,

Supercrítico-água-de refrigeração do reator (SCWR)Editar

O supercritical water reactor (SCWR) é uma redução de moderação de água do reator conceito de que, devido à velocidade média dos nêutrons que iria causar a fissão de eventos dentro de combustível a ser mais rápido do que neutrões térmicos, é mais precisamente denominado epithermal reator de uma térmica do reator. Usa água supercrítica como fluido de trabalho., SCWRs são basicamente reatores de água leve (LWR) operando em maior pressão e temperaturas com um ciclo direto de troca de calor. Como mais comumente imaginado, ele operaria em um ciclo direto, muito parecido com um reator de água fervente (BWR), mas uma vez que ele usa água supercrítica (não confundir com massa crítica) como o fluido de trabalho, ele teria apenas uma fase de água presente, o que torna o método de troca de calor supercrítico mais semelhante a um reator de água pressurizada (PWR). Ele poderia operar a temperaturas muito mais altas do que os atuais PWRs e BWRs.,os reatores supercríticos arrefecidos a água (SCWRs) são sistemas nucleares avançados promissores devido à sua elevada eficiência térmica (ou seja, cerca de 45% contra cerca de 33% de eficiência para as atuais LWRs) e à considerável simplificação das instalações.a principal missão do SCWR é a produção de electricidade de baixo custo. É construído sobre duas tecnologias comprovadas, LWRs, que são os reatores geradores de energia mais comumente implantados no mundo, e caldeiras superaquecidas a combustíveis fósseis, um grande número dos quais também estão em uso em todo o mundo., O conceito SCWR está sendo investigado por 32 organizações em 13 países.como os SCWRs são reatores de água, eles compartilham os riscos de explosão de vapor e liberação de vapor radioativo dos BWRs e LWRs, bem como a necessidade de recipientes de pressão extremamente caros, tubos, válvulas e bombas. Estes problemas compartilhados são inerentemente mais graves para SCWRs devido à operação em temperaturas mais altas.

A SCWR Design under development is the VVER-1700/393 (VVER-SCWR or VVER-SKD) – a Russian Supercritical-water-cooled reactor with double-inlet-core and a breeding ratio of 0,95.,um reator rápido usa diretamente os neutrões rápidos emitidos pela fissão, sem moderação. Diferentemente dos reatores de nêutrons térmicos, reatores de nêutrons rápidos podem ser configurados para” queimar”, ou fissão, todos os actinídeos, e com tempo suficiente, portanto reduzir drasticamente a fração de actinídeos no combustível nuclear gasto produzido pela atual frota mundial de reatores de água leve de nêutrons térmicos, fechando assim o ciclo de combustível nuclear. Alternativamente, se configurados de forma diferente, eles também podem gerar mais combustível actinídeo do que consomem.,

Gas-cooled reactor rápido (JOY)Editar

O gas-cooled reactor rápido (JOY) o sistema dispõe de um fast-espectro de neutrões e fechado o ciclo do combustível eficiente para a conversão de fértil de urânio e de gestão dos actinídeos. O reator é arrefecido a hélio e com uma temperatura de saída de 850 °C é uma evolução do reator de muito alta temperatura (VHTR) para um ciclo de combustível mais sustentável., Ele vai usar uma turbina de gás de ciclo Brayton direto para alta eficiência térmica. Várias formas de combustível estão sendo consideradas para o seu potencial de operar a temperaturas muito altas e para garantir uma excelente retenção de produtos de fissão: combustível cerâmico composto, partículas de combustível avançadas, ou elementos cerâmicos folheados de compostos actinídeos. As configurações do núcleo estão a ser consideradas com base em conjuntos de combustível à base de pinos ou placas ou blocos prismáticos.,a Iniciativa Europeia para a indústria Nuclear sustentável está a financiar sistemas de reactores de três gerações IV, um dos quais é um reactor rápido arrefecido a gás, chamado Allegro, 100 MW(t), que será construído num país da Europa central ou oriental com a construção prevista para o início de 2018. O Grupo Visegrád da Europa central está empenhado em prosseguir a tecnologia. Em 2013, os institutos alemães, britânicos e franceses terminaram um estudo de colaboração de 3 anos sobre o seguinte design em escala industrial, conhecido como GoFastR., Foram financiados pelo 7.º Programa-Quadro PQF da UE, com o objectivo de criar um VHTR sustentável.

Sódio-cooled reactor rápido (SFR)Editar

As duas maiores comercial de sódio resfriado rápido reatores estão tanto na Rússia, o BN-600 e BN-800 (800 MW)., O maior já operado foi o superphenix reator com mais de 1200 MW de potência elétrica, operando com sucesso por vários anos na França antes de ser desativado em 1996. Na Índia, o “Fast Breeder Test Reactor” (FBTR) atingiu a criticidade em outubro de 1985. Em setembro de 2002, a eficiência de queima de combustível na FBTR pela primeira vez atingiu a marca de 100.000 megawatts-dias por Tonelada métrica de urânio (MWd/MTU). Este é considerado um marco importante na tecnologia de reator reprodutor Indiano., Usando a experiência adquirida com a operação do FBTR, o protótipo de reator rápido de reprodução, um reator rápido refrigerado de sódio de 500 MWe está sendo construído a um custo de 5,677 crores INR (~US$900 milhões). A construção foi concluída em 2015, mas o reator ainda não é crítico. O PFBR será seguido por seis Reatores mais rápidos comerciais (CFBRs) de 600 MWe cada.

O SFR Gen IV é um projeto que se baseia em dois projetos existentes para o FBRs resfriado de sódio,o reator rápido alimentador de óxido e o reator rápido integral alimentado a metal.,

os objetivos são aumentar a eficiência do uso de urânio através da reprodução de plutônio e eliminar a necessidade de isótopos transuranicos jamais deixar o local. O projeto do reator usa um núcleo não-modernizado funcionando em nêutrons rápidos, Projetado para permitir que qualquer isótopo transuranico seja consumido (e em alguns casos usado como combustível). Além dos benefícios da remoção da longa semi-vida transuranica do ciclo de resíduos, o combustível SFR expande-se quando o reator sobreaquece, e a reação em cadeia diminui automaticamente. Desta forma, é passivamente seguro.,um conceito de reator SFR é resfriado por sódio líquido e alimentado por uma liga metálica de urânio e plutônio ou combustível nuclear usado, o “resíduo nuclear” de reatores de água leve. O combustível SFR está contido em aço revestido com enchimento de sódio líquido no espaço entre os elementos folheados que compõem o conjunto de combustível. Um dos desafios de design de um SFR é o risco de manusear o sódio, que reage explosivamente se entrar em contato com a água. No entanto, o uso de metal líquido em vez de água como refrigerante permite que o sistema funcione à pressão atmosférica, reduzindo o risco de vazamento.,