De neutrones por espalación de generación y puro U-238 reactores

Question

Pregunta principal: ¿Es posible lograr una generación neta de electricidad basada en el lineal del acelerador de protones y U-238 destino?

En la propuesta de diseño del reactor hay un haz de protones con energía ~10 GeV, y en U-238 destino donde estos protones debe generar cascada de neutrones generación y U-238 fisión con neutrones de alta energía.

El problema es que aunque hay un cierto desacuerdo sobre la energía pierde de neutrones y de la multiplicidad.

Mis estimaciones y la comprensión es la siguiente:

1. El 60% de los incidentes de energía del protón entra en calor.
2. Para protones de alta energía (>1GeV) no son significativos pierde en pi-0 caries, por lo que el uso de energía del protón por encima de 1-1.5 GeV es ineficiente. Hay maneras de perder energía?
3. Se estima que el número de neutrones generados es 120-250 por entrantes de 10 GeV de protones en el objetivo de Uranio.
4. Sólo parte de esos neutrones tienen energía suficiente para el apoyo de la fisión del U-238
5. Si sólo el 25% de estos neutrones sería la causa 1 de fisión, sólo vamos a tener ~180/4*0.2=9 GeV de fisión + comparable cantidad de energía de los neutrones y gamma de alta energía (de pi-0 decay)

Eso no parece ser correcta? Hay alguna documentos de la investigación de la posibilidad de espalación basado en la generación neta de electricidad en U-238/reactores de Torio? (es decir, sin clásica de los materiales fisionables como el U-235, U-233 o Plutonio)

También, sobre la base de la publicación de las especificaciones de SINQ-2 generador de neutrones por espalación, he calculado es de neutrones generación de la eficiencia 0,024% de haz de protones de energía. Incluso si se sustituye la espalación de destino con el Uranio, es la eficiencia sería 0,1662% en el mejor. Obviamente, con tal eficacia que no podemos apoyar una generación neta de electricidad. ¿Eso quiere decir que esta idea no es viable?

Answer 1

Esto es una buena idea que ha sido estudiado a fondo, y sigue siendo estudiado. Estamos hablando de un tipo de reactores subcríticos conoce como Sistemas Accionados por Acelerador (ADS). Aquí es una buena revisión de Examen:elementos Básicos de los aceleradores reactores subcríticos, donde las referencias a estudios anteriores se dan. Para los modernos avances que podrían gustar a la iTHEC sitio web.

Pero solo para que lo sepas antes de entrar en la literatura, el Torio se ha encontrado para ser el más prometedor de combustible para esta idea por varias razones, y su ciclo de combustión pasa a través de $^{233}U$.