Размножающие (бридерные) реакторы

Рис. 20. Схема размножающего реактора на быстрых ней тронах. Цепной процесс идет в центральной части реак­тора. Во внешних блоках происходит образование искус­ственного ядерного горючего — плутония²³⁹ или урана²³³

В оболочке нейтроны поглощаются ядрами урана²³⁸ или тория²³², образуя искусственное ядерное горючее — плу­тоний²³⁹ или уран²³³.

Центральная часть реактора может состоять из чистого урана²³⁵. Однако в этом случае подбор критических усло­вий затруднен. Ничтожное добавление урана может при­вести к очень быстрому возрастанию коэффициента раз­множения, и когда он значительно превысит единицу, произойдет атомный взрыв.

Кроме того, при применении чистых расщепляющихся материалов центральная часть реактора будет иметь очень малый объем, в котором выделяется громадное ко­личество тепла. Это затрудняет отвод тепла от реак­тора. Добавление значительных количеств разбавителя, естественно, облегчает регулировку цепного процесса и работу охлаждающей системы.

Вместо урана²³⁵ в центральной части, реактора может использоваться плутоний²³⁹ или уран²³³. При работе на быстрых нейтронах легче всего добиться полного восста­новления горючего, применяя плутоний²³⁹.

Второй тип размножающего реактора может быть вы­полнен в виде гетерогенного с замедлителем из тяжелой воды. В этом случае блоки из обогащенного урана рас­полагаются очень близко один к другому. На малых рас­стояниях между блоками большая часть нейтронов не успевает замедлиться, и много актов деления ядер урана²³⁵ производится быстрыми нейтронами. Эти ней­троны, как уже говорилось, слабо поглощаются ядрами урана²³⁵,

Наконец, оказалось возможным использовать и мед,- ленные нейтроны в реакторе о восстановлением горю­чего. Легче всего это сделать,, применяя для цепного про­цесса уран²³³. Его ядра сравнительно слабо поглощают (без деления) тепловые нейтроны. Выходящие из актив­ной зоны реактора нейтроны поглощаются в наружной оболочке, состоящей из тория²³², где и образуется уран²³³. Расчеты показывают, что в оболочке такого реактора можно получить «свежего» урана²³³ не меньше, чем его «выгорает» в центральной части.

Таким образом, размножающие реакторы могут быть осуществлены на быстрых и медленных нейтронах.

Процессы в размножающем реакторе очень чувстви­тельны к различным примесям, загрязняющим уран или замедлитель. Увеличение примесей, естественно, приводит к уменьшению выхода искусственного горючего, так как в них поглощается