Lo práctico de los problemas siguen para la adopción de los reactores de Torio?

Question

Por lo que he leído en los reactores de torio, hay un enorme beneficio para ellos. Su combustible es abundante suficiente energía para la civilización humana durante siglos, sus productos de fisión son relativamente de corta duración, son mucho menos propensos a fallas catastróficas, y que ellos no producen nada podría factibles de utilizar como fuente de material para armas nucleares.

Entonces, ¿qué cuestiones técnicas que deben ser resueltos para que los reactores de Torio práctico y puesto en uso de ancho? Es puramente de ingeniería de problemas que deben ser superados? O hay problemas de física? Si es así, ¿cuáles son los problemas técnicos y lo que la investigación se está produciendo para superarlos?

Si ninguno de los problemas que enfrentan los reactores de torio son insuperables, entonces ¿por qué no son ellos el foco de la investigación y el desarrollo que la fusión nuclear es? Hay verdaderos problemas ambientales? (Si es así, cuáles son?)

Answer 1

No estoy seguro de lo que todo lo que he leído sobre ellos, pero voy a tratar de aclarar algunas cosas. Desde luego, yo estoy en desacuerdo con varias de sus afirmaciones.

Para empezar, decir "...ellos no producen nada podría factibles de utilizar como fuente de material para armas nucleares." Reactores de torio uso de Torio como un fértil de combustible que se transmuta en fisionables U233. Mientras que el combustible gastado no contienen las mismas proporciones de los elementos como un ciclo de combustible de uranio, en efecto, contienen bomba digno de isótopos, así como algunos de mayor duración de fisión y productos hija. De hecho, el ciclo del torio se utiliza para producir algunos de los de combustible para la Operación de la Tetera en 1955.

Usted dice "...son mucho menos propensos a fallas catastróficas..." Aunque puede ser el caso de que los reactores de torio tradicionalmente han tenido menos errores catastróficos de los reactores de uranio, también es cierto que las estadísticas son demasiado pequeños para hacer razonable conclusiones en cuanto a la fiabilidad de dichos sistemas. A mi entender, no hay reactores comerciales de uso de un ciclo del combustible del torio. En otras palabras, todos los reactores de torio son únicas, diseñadas exclusivamente piezas de equipo bien entrenado y atento personal de trabajo.

Hay roughtly 435 comercial de plantas nucleares en operación con el otro 63 en construcción. Ha habido en la orden de 20 de grandes accidentes nucleares a través de los años. Sólo hay 15 reactores de torio. Statisitcally, reactores de torio podría tener una peor tasa de accidentes.

Sin duda hay investigaciones en curso a las aplicaciones comerciales de un ciclo del combustible del torio. Curiosamente, al igual que el artículo sugiere, un ciclo del torio se requiere de otro isótopo para obtener la reacción que va por lo que siempre habrá una necesidad de algunos de uranio ciclo de reactores. Como P3trus dijo, incluso fuera de la India (donde las reservas de torio, proporcionar un buen incentivo económico) hay gente que considera torio.

En última instancia, la preferencia por un ciclo de combustible de uranio es un pragmático. La industria nuclear tiene una gran cantidad de experiencia con el uranio. Es cierto que hay más de torio de uranio, pero el uranio es apenas raras. Es lo suficientemente común, de hecho, que no hay aún muchas de las estimaciones del tamaño de las reservas.

Con respecto a la opinión pública, el torio no ofrece una diferencia tangible para el uranio otras que un cambio de nombre. Mientras, la opinión pública está en contra de la energía nuclear, que incluirá el torio. Si para apoyar la energía nuclear, la economía todavía uranio.

Answer 2

Yo iba a comentar en otros las respuestas de las personas, pero esto iba a ser demasiado largo.

Casi todo el mundo no se separa de Torio (que es un tipo de combustible) y el tipo de reactor. La seguridad es una función del tipo de reactor, y sal fundida y en particular para esta pregunta. ¿La elección de combustible impacto último de la seguridad de los reactores? Sí, pero con un alcance limitado. Entonces, ¿cómo el uso de Torio como combustible de impacto de la máxima seguridad de los reactores? Aquí:

1. Torio, básicamente, sólo tiene una isotópica natural. Esto reduce el número de elementos pesados especies químicas que deben ser tratadas en un sistema químico. Esto hace que sea más adecuado para un reactor de sales fundidas que la mayoría de los ciclos del combustible, que la mayoría de la gente cree que es un diseño seguro.
2. Torio produce muy pocos neutrones por fisión. De hecho, es sólo como 2.3 cuando los demás están más cerca de 3.0 (pero no toda). ¿Que impacto en la seguridad? Tal vez. Puesto que hay tan pocos neutrones, cualquier crítica de configuración tiene menos capacidad física para ir peligrosamente supercrítico, pero no me hincapié en que punto demasiado. El factor más importante aquí es que la escasez de neutrones hace que sea difícil para fabricar armas. Se necesitan de 1 a raza, así que estamos a la izquierda con 2.3-1 = 1.3 y sólo se han 0.3 neutrones por fisión perder para el medio ambiente (o de la raza extra) y esto es difícil de manejar. También, algo que es más neutrones eficiente tiene menos de activación de productos, de modo que es menos radiactivos de la planta. En general, sin neutrones extra extra neutrones no causando problemas.
3. Torio produce algo menos peligroso de los productos de fisión. No importa lo que el ciclo del combustible nuclear usted todavía tiene que lidiar con los productos de fisión, porque son el resultado directo de la reacción de fisión como el CO2 es un producto directo de las reacciones de combustión. El torio se dice que tiene FPs que son un poco más fáciles de tratar en el largo plazo, pero creo que la diferencia es muy muy marginal. Esto puede mejorar la seguridad de los residuos.
4. El torio puede ser de la raza en energías térmica. Este es un punto importante, que es un descuido no mencionar. El torio es único entre el potencial de los combustibles en el que un reactor térmico puede raza nueva (fisión) de combustible en perpetuidad. Los reactores térmicos son más pequeños, más baratos, más fáciles de tratar, y probablemente sea más seguro. Actualmente utilizamos térmica de Uranio-Plutonio en los reactores, que se reproducen en menos de punto de equilibrio. Torio-Uranio del reactor puede raza térmica energías por encima de su punto de equilibrio.

Ahora, el Torio es mucho más sostenible que el Uranio natural, todos estamos de acuerdo en eso. Pero el problema con la energía nuclear hoy en día no es la sostenibilidad del suministro de combustible. Tu pregunta es por qué no se han adoptado como una fuente de energía. Para empezar, no tenemos ninguna razón económica para que lo adopten. Usted podría preguntarse por qué no hemos adoptado el reactor de sales fundidas, para que la respuesta es una cuestión de la evolución de la tecnología. Además, no tenemos muchos reactores de cría en general, que está ligado a los grandes temas como la reelaboración. Ciclos de combustible de torio ofrecer su propio enfoque único para una reproducción del ciclo del combustible. Pero el uso de Torio es el uso de la cría, y no lo hacemos (deliberada) de la cría.

Al mismo tiempo que el Torio tiene sus ventajas, tiene sus desventajas. El pequeño número de neutrones por fisión es un inconveniente para el diseño del reactor. La empresa de Terrapower propone hacer una vela de tipo de reactor con U-238. No se podría hacer esto con Torio porque no tiene suficiente neutrones. El diseño no es de neutrones-lo suficientemente eficiente. Una sal fundida rector (MSR), por otro lado, es uno de los más neutrones eficiente de los diseños que hemos contemplado. Obviamente que coincide bien con el Torio. U-238 podría ser utilizado en un MSR así, pero Torio no podría ser utilizado en un Terrapower diseño.

Para resumir mi opinión, no es un argumento sólido para el Torio, basado en la sostenibilidad, no es un argumento débil para Torio basado en los residuos, y realmente no hay argumento para Torio base de la economía. Los diseños actuales son la base de la economía. QED.

Answer 3

El alemán THTR-300 Torio de Reactores de Alta Temperatura operado por cerca de 16.000 horas y el OIEA elaboró un informe sobre su cierre.

Así que no hay barreras de la física de reactores de torio: hay una existencia de prueba para los reactores de torio.

Que termina la respuesta pertinente para este sitio.

Hay económicas, ingeniería, sociales, políticos, técnicos, y de los obstáculos institucionales; y las grandes cantidades de bombo y incorrent información sobre el tema; pero ninguno de aquellos que son relevantes para este sitio.

Answer 4

La respuesta corta es no. Hay algunos materiales avanzados y de ingeniería para aplicar, pero todavía tengo que encontrar cualquier científico bloqueos de carreteras.

El tiempo de respuesta implica la guerra fría, la historia, la inercia burocrática y otros off-topic factores, así que voy a pasar a explicar por qué torio de los beneficios de incluir las sales fundidas de diseño:

La química de torio difiere de la química del uranio. Torio sólo puede ser oxidado a +4, y ThF4 sigue siendo un líquido en la LFTR una cría de depósito. Protactinium y el uranio se oxidan más alto, y su mayor fluoruros turno de gas en la LFTR la temperatura de funcionamiento.

Esta diferencia da reactor a los diseñadores la oportunidad de transmutar torio fértil y, a continuación, separe los productos (y productos) de los animales de cría (en lugar de la eliminación de la cría de stock de los productos). No se puede hacer con uranio criado hasta el plutonio; tanto en forma gaseosa hexafluorides. Por esa razón, sales fundidas diseños de reactores son ideales para el torio, pero poco práctico para el uranio.

Una vez que vemos que la práctica de sales fundidas diseños son exclusivos para el torio, entonces entendemos por qué de que el diseño de las ventajas de adjuntar a la elección de combustible. Entre las ventajas se incluyen:

• Un centro fluido puede tener neutrones venenos eliminado por lo que el aumento de quemar las tasas de interés pueden ser alcanzados. Sólido combustible de los reactores suelen grabar sólo un 1% de su combustible. De sales fundidas diseños bien puede quemar el 99%.

• La cría de torio y, a continuación, la quema de casi todo el combustible fisionable deja prácticamente cero actínidos superiores (es decir, de larga duración plutonio de residuos), en el eventual escoria. De hecho, gran parte existente de plutonio de los residuos puede ser destruido en una plutonio-core + torio-diseño de chaqueta que un gobierno puede emplear para cebar la bomba de una incipiente de la industria de la LFTR.

• En un LFTR, una crisis es un paseo de distancia de auto-apagado mecanismo, no es un desastre.

• LFTR es una baja presión de diseño (no super-agua caliente buscando ampliar una y mil veces). Que significa más pequeño, más fácil, mucho menos costoso de contención que con BWR diseños.

• Un núcleo líquido facilita la por-producto de la extracción, antes de útiles isótopos decadencia de distancia.

Answer 5

Voy a presumir que su pregunta es más específicamente, ¿por qué no nos la construcción de sal fundida de reactores de torio (aka LFTRs). Primero para corregir un par de declaraciones.

1. "sus productos de fisión son relativamente de corta duración." Los productos de la fisión de los reactores nucleares, son prácticamente los mismos. PERO una diferencia fundamental de los reactores de agua ligera (Lwr) es que un LFTR alimentados con torio se producen significativamente menos (alrededor de 20 veces menos) de plutonio de los LWR. Además, es más factible reciclar el plutonio de nuevo en el reactor y quemarlo. Es el plutonio y otros elementos transuránicos (Etr) como el Americio y el Curio que el grave problema de la eliminación de residuos nucleares. Así, mientras que la fisión de residuos de los productos son los mismos, la problemática de la TRU problema de los desechos es significativamente mejorado con LFTRs.

2. el uso de las armas - depende mucho de los detalles del diseño de algunas versiones de LFTRs son los más resistentes a la proliferación de cualquier planta de energía nuclear - y me imagino que otros que sería ideal para la producción de armas de combustible de grado.

Dependiendo del diseño, hay algunas preguntas desafiantes - la toma de la primera pared del reactor soportar el bombardeo de neutrones, haciendo un fluorinator buque que soporta el flúor gaseoso para separar el uranio, mientras que ser lo suficientemente caliente como para mantener la sal fundida, asegurándose de que el tritio no se fuga, separar el plutonio de los productos de fisión (en una instalación de seguridad) son pocos los que vienen a la mente. No creo que ninguna de estas requieren avance de la ciencia, pero son más a lo largo de las líneas de I + D de ingeniería.

Ninguna de estas razones son suficientes para prevenir el desarrollo del reactor, aunque. El reactor de desarrollo requerirá de algo de dinero sustancial (\$1B en gran escala de prototipo y \$5-10B para conseguir el primero de un tipo de reactores comerciales). El reactor es diferente de los reactores de agua ligera y se requieren diferentes regulaciones. Toda inversión tiene un riesgo significativo de que la normativa no ser razonable o incluso desarrollado. La inversión también va a tomar un tiempo largo para el pago - probablemente más de 10 años, incluso con un agresivo plan. Así que es muy difícil de vender a los inversores privados (aunque no imposible, ya que hay un par de pequeña escala de los esfuerzos privados en curso hoy en día).

Prácticamente, la pregunta es, ¿qué impide que el gobierno de hacer cualquier inversión seria en la próxima generación de reactores y por qué es tan muy conservador? Estas no son preguntas de física.

La contundente respuesta a tu pregunta es que la física no es lo que sostiene LFTR.