Ciclo De Combustível De Tório: Construindo reatores nucleares sem combustível de urânio

De Fouad Sabry

O que é o ciclo de combustível de tório

O material fértil no ciclo de combustível de tório é um isótopo de tório chamado 232Th, e o próprio ciclo de combustível de tório é um tipo de combustível nuclear ciclo. Dentro do reator, o 232Th é convertido no isótopo de urânio artificial físsil 233U, que é então usado como combustível para o reator nuclear. O tório natural, em contraste com o urânio natural, contém apenas pequenas quantidades de material físsil, o que é insuficiente para desencadear uma reação nuclear em cadeia. Para iniciar o ciclo do combustível, é necessário mais material físsil ou outra fonte de nêutrons. 233U é criado quando 232Th, que é alimentado por tório, absorve nêutrons em um reator. Isso é análogo ao processo que ocorre em reatores reprodutores de urânio, nos quais o 238U fértil é submetido à absorção de nêutrons para produzir 239Pu físsil. O 233U produzido se divide in situ ou é quimicamente removido do antigo combustível nuclear e convertido em novo combustível nuclear, dependendo da arquitetura do reator e do ciclo do combustível. A fissão in situ é o método mais eficiente.

Como você se beneficiará

(I) Insights e validações sobre os seguintes tópicos:

Capítulo 1: Ciclo do combustível de tório

Capítulo 2: Reator nuclear

Capítulo 3: Resíduos radioativos

Capítulo 4: Material físsil

Capítulo 5: Ciclo do combustível nuclear

Capítulo 6: Combustível MOX

Capítulo 7: Reator reprodutor

Capítulo 8: Urânio-238

Capítulo 9: Amplificador de energia

Capítulo 10: Reator subcrítico

Capítulo 11: Reator rápido integral

Capítulo 12: Material fértil

Capítulo 13: Urânio-233

Capítulo 14: Plutônio-239

Capítulo 15: Isótopos de urânio

Capítulo 16: Isótopos de plutônio

Capítulo 17: Material nuclear para armas

Capítulo 18: Urânio-236

Capítulo 19: Queima

Capítulo 20: Reator de fluoreto de tório líquido

Capítulo 21: Transmutação nuclear

(II) Respondendo às principais perguntas do público sobre o ciclo do combustível de tório.

(III) Exame do mundo real les para o uso do ciclo do combustível de tório em muitos campos.

(IV) 17 apêndices para explicar, resumidamente, 266 tecnologias emergentes em cada setor para ter uma compreensão completa de 360 ​​graus das tecnologias do ciclo do combustível de tório.

Para quem é este livro

Profissionais, estudantes de graduação e pós-graduação, entusiastas, amadores e aqueles que desejam ir além do conhecimento básico ou informações para qualquer tipo do ciclo do combustível de tório.

• Idioma: Português
• Editora: Um Bilhão Bem Informado [Portuguese]
• Data de lançamento: 9 de nov. de 2022

Pré-visualização do livro

Direitos autorais

Thorium Fuel Cycle Copyright © 2022 por Fouad Sabry. Todos os direitos reservados.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sob qualquer forma ou por qualquer meio eletrónico ou mecânico, incluindo sistemas de armazenamento e recuperação de informações, sem autorização por escrito do autor. A única exceção é por um revisor, que pode citar pequenos excertos numa revisão.

Capa desenhada por Fouad Sabry.

Este livro é uma obra de ficção. Nomes, personagens, lugares e incidentes são produtos da imaginação do autor ou são usados de forma fictícia. Qualquer semelhança com pessoas reais, vivas ou mortas, eventos ou locais é inteiramente coincidência.

Bónus

Pode enviar um e-mail para [e-mail] com a rubrica Ciclo do Combustível Thorium: Construção de reatores nucleares sem combustível de urânio, e receberá um e-mail que contém os primeiros capítulos deste livro.

Fouad Sabry

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Prefácio

Por que escrevi este livro?

A história de escrever este livro começou em 1989, quando eu era estudante na Escola Secundária de Estudantes Avançados.

É notavelmente como as escolas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática), que estão agora disponíveis em muitos países avançados.

O STEM é um currículo baseado na ideia de educar os alunos em quatro disciplinas específicas - ciência, tecnologia, engenharia e matemática - numa abordagem interdisciplinar e aplicada. Este termo é normalmente usado para abordar uma política de educação ou uma escolha curricular nas escolas. Tem implicações no desenvolvimento da força de trabalho, nas preocupações de segurança nacional e na política de imigração.

Havia uma aula semanal na biblioteca, onde cada aluno é livre de escolher qualquer livro e ler durante 1 hora. O objetivo da aula é incentivar os alunos a lerem outras disciplinas que não o currículo educativo.

Na biblioteca, enquanto olhava para os livros nas prateleiras, notei livros enormes, num total de 5.000 páginas em 5 partes. O nome dos livros é A Enciclopédia da Tecnologia, que descreve tudo à nossa volta, from absoluto zero a semicondutores, quase todas as tecnologias, na altura, foram explicadas com ilustrações coloridas e palavras simples. Comecei a ler a enciclopédia, e claro, não consegui terminá-la na aula semanal de 1 hora.

Então, convenci o meu pai a comprar a enciclopédia. O meu pai comprou-me todas as ferramentas tecnológicas no início da minha vida, o primeiro computador e a primeira enciclopédia tecnológica, e ambos têm um grande impacto em mim e na minha carreira.

Terminei toda a enciclopédia nas mesmas férias de verão deste ano, e então comecei a ver como o universo funciona e como aplicar esse conhecimento aos problemas do dia-a-dia.

A minha paixão pela tecnologia começou há mais de 30 anos e ainda assim a viagem continua.

Este livro faz parte da Enciclopédia das Tecnologias Emergentes que é a minha tentativa de dar aos leitores a mesma experiência incrível que tive quando andava no liceu, mas em vez de tecnologias do século XX, estou mais interessado nas tecnologias emergentes do século XXI, aplicações e soluções industriais.

A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes será composta por 365 livros, cada livro será focado numa única tecnologia emergente. Pode ler a lista de tecnologias emergentes e a sua categorização pela indústria na parte de Em breve, no final do livro.

365 livros para dar aos leitores a oportunidade de aumentar os seus conhecimentos sobre uma única tecnologia emergente todos os dias, no decurso de um ano.

Introdução

Como escrevi este livro?

Em todos os livros de A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes, estou a tentar obter insights instantâneos, de pesquisa bruta, diretamente das mentes das pessoas, tentando responder às suas perguntas sobre a tecnologia emergente.

Há 3 mil milhões de pesquisas no Google todos os dias, e 20% delas nunca foram vistas antes. São como uma linha direta para os pensamentos das pessoas.

Às vezes, é Como é que retiro o encravamento de papel. Outras vezes, são os medos e os desejos secretos que só se atreveriam a partilhar com o Google.

Na minha busca para descobrir uma mina de ouro inexplorada de ideias de conteúdo sobre Ciclo do Combustível thorium, uso muitas ferramentas para ouvir dados autocompletos de motores de busca como o Google, e depois rapidamente escolho todas as frases e perguntas úteis, as pessoas estão a perguntar em torno da palavra-chave Ciclo do Combustível do Thorium.

É uma mina de ouro de pessoas introspeção, posso usar para criar conteúdo fresco, ultra-útil, produtos e serviços. Do tipo que pessoas, como tu, realmente querem.

As pesquisas de pessoas são o conjunto de dados mais importante alguma vez recolhido na psique humana. Portanto, este livro é um produto vivo, e constantemente atualizado por cada vez mais respostas para novas perguntas sobre o Ciclo do Combustível thorium, feitas por pessoas, tal como tu e eu, a questionarem-se sobre esta nova tecnologia emergente e gostariam de saber mais sobre isso.

A abordagem para escrever este livro é obter um nível mais profundo de compreensão de como as pessoas procuram em torno do Ciclo do Combustível do Tório, revelando perguntas e perguntas que eu não pensaria necessariamente do topo da minha cabeça, e respondendo a estas perguntas em palavras super fáceis e digestivas, e para navegar o livro de uma forma simples.

Por isso, quando se trata de escrever este livro, assegurei-me de que está o mais otimizado e direcionado possível. Este propósito do livro está a ajudar as pessoas a compreender e a desenvolver os seus conhecimentos sobre o Ciclo do Combustível do Tório. Estou a tentar responder as perguntas das pessoas o mais de perto possível e a mostrar muito mais.

É uma forma fantástica e bonita de explorar questões e problemas que as pessoas têm e responder diretamente, e adicionar insights, validação e criatividade ao conteúdo do livro – até mesmo pitchs e propostas. O livro revela áreas ricas, menos aglomeradas e, por vezes, surpreendentes, de procura de investigação que eu não alcançaria de outra forma. Não há dúvida de que, espera-se que aumente o conhecimento da mente dos potenciais leitores, depois de ler o livro usando esta abordagem.

Apliquei uma abordagem única para tornar o conteúdo deste livro sempre fresco. Esta abordagem depende de ouvir as mentes das pessoas, utilizando as ferramentas de escuta de pesquisa. Esta abordagem ajudou-me a:

Conheça os leitores exatamente onde estão, para que eu possa criar conteúdo relevante que atinge um acorde e impulsiona mais compreensão ao tema.

Mantenha o meu dedo firmemente no pulso, para que eu possa obter atualizações quando as pessoas falam sobre esta tecnologia emergente de novas maneiras, e monitorizar as tendências ao longo do tempo.

Descobrir tesouros ocultos de perguntas precisa de respostas sobre a tecnologia emergente para descobrir insights inesperados e nichos ocultos que impulsionam a relevância do conteúdo e lhe dão uma vantagem vencedora.

O bloco de construção para escrever este livro inclui o seguinte:

(1) Deixei de perder tempo com a intuição e a adivinhação sobre os conteúdos desejados pelos leitores, preenchi o conteúdo do livro com o que as pessoas precisam e despedi-me das intermináveis ideias de conteúdo baseadas em especulações.

(2) Tomei decisões sólidas e tomei menos riscos, para conseguir lugares na primeira fila para o que as pessoas querem ler e querem saber - em tempo real - e utilizar dados de pesquisa para tomar decisões ousadas, sobre quais os tópicos a incluir e quais os tópicos a excluir.

(3) Racionalizei a minha produção de conteúdos para identificar ideias de conteúdo sem ter de analisar manualmente as opiniões individuais para poupar dias e até semanas de tempo.

É maravilhoso ajudar as pessoas a aumentar os seus conhecimentos de uma forma simples, respondendo apenas às suas perguntas.

Penso que a abordagem da escrita deste livro é única à medida que se colide, e acompanha as questões importantes que os leitores fazem sobre os motores de busca.

Agradecimentos

Escrever um livro é mais difícil do que pensava e mais gratificante do que alguma vez poderia imaginar. Nada disto teria sido possível sem o trabalho concluído por investigadores de prestígio, e gostaria de reconhecer os seus esforços para aumentar o conhecimento do público sobre esta tecnologia emergente.

Dedicatória

Para os esclarecidos, aqueles que vêem as coisas de forma diferente, e querem que o mundo seja melhor. Podes discordar demasiado deles, e podes discutir ainda mais com eles, mas não podes ignorá-los, e não podes subestimá-los, porque mudam sempre as coisas... empurram a raça humana para a frente, e enquanto alguns podem vê-los como os loucos ou amadores, outros vêem génio e inovadores, porque aqueles que são iluminados o suficiente para pensar que podem mudar o mundo, são os que o fazem, e levam as pessoas à iluminação.

Epígrafe

O material fértil no ciclo de combustível do tório é um isótopo de tório chamado 232Th, e o ciclo de combustível do tório em si é uma espécie de ciclo de combustível nuclear. Dentro do reator, o 232º é convertido no isótopo de urânio artificial cindível 233U, que é então usado como combustível para o reator nuclear. O tório natural, ao contrário do urânio natural, contém apenas quantidades minúsculas de material cindível, o que é insuficiente para dar início a uma reação nuclear em cadeia. Para iniciar o ciclo de combustível, ou é necessário mais material cindível ou uma outra fonte de neutrões. Isto é análogo ao processo que ocorre em reatores de criadores de urânio, em que o fértil 238U é submetido à absorção de neutrões para produzir o cindível 239Pu. O 233U produzido quer em fissões in situ quer é quimicamente removido do antigo combustível nuclear e convertido em novo combustível nuclear, dependendo da arquitetura do reator e do ciclo de combustível. Fissioning in situ é o método mais eficiente.

Tabela de Conteúdos

Direitos autorais

Bónus

Prefácio

Introdução

Agradecimentos

Dedicatória

Epígrafe

Tabela de Conteúdos

Capítulo 1: Reator rápido arrefecido por chumbo

Capítulo 2: Reator nuclear

Capítulo 3: Resíduos radioativos

Capítulo 4: Material cindível

Capítulo 5: Ciclo do combustível nuclear

Capítulo 6: Combustível MOX

Capítulo 7: Reator criador

Capítulo 8: Urânio-238

Capítulo 9: Amplificador de energia

Capítulo 10: Reator subcrítico

Capítulo 5: Reator rápido integral

Capítulo 12: Isótopos do plutónio

Capítulo 13: Urânio-233

Capítulo 14: Isótopos de urânio

Capítulo 15: Isótopos do plutónio

Capítulo 16: Isótopos de américo

Capítulo 17: Material nuclear de qualidade de armas

Capítulo 18: Urânio-236

Capítulo 19: Burnup

Capítulo 20: Reator de tório de tório de fluoreto líquido

Capítulo 21: Transmutação nuclear

Epílogo

Sobre o Autor

Brevemente

Apêndices: Tecnologias Emergentes em Cada Indústria

Capítulo 1: Reator rápido arrefecido por chumbo

O chumbo derretido ou um eutectic de chumbo-bismuto podem ser usados como o refrigerante no reator rápido arrefecido por chumbo, que é uma espécie de reator nuclear que produz neutrões rápidos e usa um design arrefecido por chumbo.

É possível empregar chumbo fundido ou um eutóctico de chumbo e bismuto como o principal refrigerante devido ao facto de que o chumbo, em particular, tanto a antimónio como o bismuto, em menor medida, têm baixa absorção de neutrões e temperaturas de fusão correspondentemente baixas.

Os neutrões têm menos efeito de abrandamento como resultado das suas interações com núcleos pesados, o que significa que os núcleos pesados não são moderadores de neutrões.

Contribuir para o desenvolvimento de um reator de neutrões rápidos deste tipo.

Dito de outra forma, sempre que um neutrão colide com outra partícula de uma massa comparável (como o hidrogénio num PWR do Reator de Água Pressurizado), tem a propensão de perder alguma da sua energia cinética.

Em contraste, se colidir com um átomo consideravelmente mais pesado, como o chumbo, será destruído.

Esta energia não se perderá, uma vez que o neutrão vai apenas saltar para fora.

Isso deve-se ao refrigerante.

no entanto, execute a função de um refletor de neutrões, trazendo alguns dos neutrões que estavam escapando de volta para o núcleo.

O urânio fértil como metal é um dos conceitos de combustível que estão a ser considerados para uso nesta arquitetura do reator.

óxido metálico ou nitreto metálico.

A convecção natural é um método eficaz para arrefecer reatores rápidos arrefecidos por chumbo com uma capacidade menor, como o SSTAR.

Embora sistemas maiores, como o ELSY, empreguem a circulação forçada na operação de energia típica, os desenhos mais pequenos usam a circulação natural.

No entanto, contaremos com a circulação natural em caso de emergência.

Não há necessidade de qualquer intervenção do operador, nem qualquer forma de bombeamento para aliviar o calor que ainda existia no reator depois de ter sido recusado.

A temperatura do arrefecimento da saída do reator situa-se tipicamente entre 500 e 600 °C, possivelmente com mais de 800 °C com materiais avançados para desenhos posteriores.

Temperaturas superiores a 800 °C são teoricamente altas o suficiente para suportar a produção termoquímica de hidrogénio através do ciclo de enxofre-iodo, apesar de não existirem provas que o apoiem.

O princípio é bastante semelhante ao de um reator rápido arrefecido por sódio, e a maioria dos reatores rápidos de metal líquido empregam sódio em vez de chumbo como meio de arrefecimento. Não foram construídos muitos reatores arrefecidos por chumbo, com exceção de alguns reatores submarinos nucleares construídos pela União Soviética na década de 1970, mas há alguns projetos arrefecidos por chumbo que estão a ser considerados para futuros reatores nucleares.

O desenho de um reator arrefecido por chumbo foi apresentado como candidato a um reator de geração IV. Configurações modulares com classificações entre 300 e 400 MWe e uma grande planta monolítica com uma classificação de 1.200 MWe fazem ambos parte das futuras estratégias de implantação para este tipo de reator.

Há uma grande variedade de classificações de energia que podem ser alcançadas com a utilização de chumbo ou eutáctico de chumbo-bismuto nos reatores nucleares. Durante os anos sessenta e setenta, a União Soviética operou com sucesso os submarinos da classe Alfa usando um reator rápido arrefecido de chumbo-bismuto. Este reator tinha cerca de 30 MW de saída mecânica e 155 MW de potência térmica (ver abaixo).

Unidades que têm núcleos de longa duração, pré-fabricados são outra alternativa; estes núcleos não precisam de ser reabastecidos durante muitos anos e não precisam de ser substituídos.

As baterias de reator rápido arrefecidas por chumbo são uma central elétrica compacta que funciona numa base chave na mão e utiliza núcleos de ou módulos de reator completamente substituíveis. Funciona num ciclo de combustível fechado e tem um intervalo de reabastecimento que varia entre 15 e 20 anos. Destina-se a ser utilizado na produção de energia elétrica em redes localizadas (e outros recursos, incluindo hidrogénio e água potável).

Quando comparada com estratégias alternativas para o arrefecimento de um reator, a utilização do chumbo como refrigerante oferece uma série de benefícios distintos.

Os neutrões não são muito moderados por chumbo que foi derretido. Os neutrões entram num estado de moderação quando a sua velocidade é reduzida como resultado de várias colisões com um meio. Quando um neutrão colide com átomos muito mais pesados do que si mesmo, muito pouca energia é desperdiçada como resultado da colisão. Por isso, o chumbo não tem o efeito de abrandar os neutrões, o que garante que os neutrões mantêm a sua alta energia. Isto é comparável a outras propostas para reatores rápidos, como os desenhos que incluem o sódio líquido derretido.

Os neutrões são refletidos pelo chumbo que foi derretido até ao seu estado líquido. Os neutrões que são capazes de escapar do núcleo do reator são, até certo ponto, guiados de volta para o núcleo, o que permite uma utilização mais eficiente de neutrões. Isto, por sua vez, permite aumentar a distância entre os componentes do combustível no reator, o que melhora a capacidade do refrigerante de chumbo para remover o calor.

Os neutrões não parecem ser capazes de ativar o chumbo.

Assim, uma quantidade insignificante de elementos radioativos é produzida como resultado da capacidade do chumbo de absorver neutrões.

Em contraste com o eutectic chumbo-bismuto que foi usado no desenvolvimento de vários outros projetos rápidos, este

incluído nos submarinos da marinha russa.

Como o bismuto nesta composição tem um ponto de fusão inferior ao dos outros elementos, 123,5 °C, do que o do chumbo puro) é ativado em algum grau a ²¹⁰Po, Polonium-210, isto liberta partículas alfa para o ar.

O chumbo é um material particularmente eficiente para absorver raios gama e outras formas de radiação ionizante, apesar de bloquear quase por completo a absorção de neutrões. Como resultado, os campos de radiação fora do reator serão reduzidos a um nível extremamente baixo.

Embora a combustão de sódio no ar seja uma reação suave, não confundir com a reação violenta entre o sódio e a água, o chumbo não tem problemas com a inflamabilidade e solidificar-se-á em caso de fuga. Isto contrasta com o metal de sódio fundido, que é outro refrigerante relativamente popular que é usado em reatores rápidos.

A gama de temperaturas muito ampla em que o chumbo permanece líquido (mais de 1400 K ou °C) implica que quaisquer excursões térmicas são absorvidas sem qualquer aumento de pressão.

Na prática, a temperatura operacional será mantida a cerca de 500 °C (932 °F)-550 °C (1.022 °F), principalmente em resultado de outras características materiais.

Devido à alta temperatura e à elevada inércia térmica, é possível utilizar um arrefecimento passivo em circunstâncias de emergência com qualquer design rápido do reator. É o caso de todos os projetos rápidos do reator. Como resultado, a bombagem elétrica não é necessária, uma vez que a convecção natural do ar é suficiente para remover o calor remanescente uma vez que o sistema foi desligado. Para tal, os desenhos do reator dispõem de sistemas especializados de remoção de calor passivo, que não exigem a utilização de qualquer energia elétrica e não necessitam de qualquer atividade por parte do operador.

Cada desenho de reator rápido funciona a temperaturas no núcleo que são muito maiores do que as dos reatores arrefecidos pela água (e moderados). Isto permite que os geradores de vapor funcionem com uma eficiência termodinâmica substancialmente maior. Consequentemente, uma maior proporção da energia nuclear transforma-se em energia elétrica. Em oposição a atingir apenas cerca de 30% de eficiência nos reatores arrefecidos pela água, é possível obter uma eficiência superior a 40% na vida real.

Numa veia semelhante, a pressurização do refrigerante não está presente em reatores de espectro rápido. Isto implica que não há necessidade de um recipiente sob pressão, e os tubos e condutas podem ser fabricados com aço e as nossas peças que não são resistentes à pressão. Quaisquer fugas que ocorram no circuito principal de arrefecimento não serão expelidas mesmo quando as pressões são muito elevadas.

Uma vez que a condutividade térmica do chumbo é muito superior à da água (0,58 W/m.K), é possível transferir o calor eficientemente dos componentes do combustível para o refrigerante graças à elevada condutividade térmica do chumbo.

Após um período significativo de tempo de serviço, todo o núcleo pode ser trocado em vez de ser reabastecido. Um reator deste tipo é uma opção para as nações que não tencionam construir as suas próprias instalações nucleares num futuro próximo.

Devido às suas características nucleares, o chumbo é capaz de evitar que os grandes núcleos de reatores rápidos de sódio tenham um coeficiente de vagas positivo, algo que é notoriamente difícil de fazer.

Em contraste com o sódio, que se inflama rapidamente quando exposto ao ar e pode detonar quando entra em contacto com a água, o chumbo não reage sensivelmente com ar ou água. Isto torna o design de contenção mais simples, mais acessível e mais seguro, assim como os permutadores de calor e geradores de vapor.

A elevada densidade de chumbo e de chumbo-bismuth contribui para um aumento do peso global do sistema, o que, por sua vez, requer um apoio estrutural adicional e, possivelmente, uma proteção sísmica. Isto resulta num aumento do custo de construção, embora uma estrutura mais compacta possa ser vantajosa.

Embora o chumbo esteja prontamente disponível e barato, o bismuto não é muito comum e pode ser bastante caro. Dependendo da escala do reator, são necessárias centenas de toneladas de bismuto de chumbo para que funcione corretamente.

No caso de a solução de bismuto de chumbo se solidificar, o reator tornar-se-ia inutilizável.

No entanto, o eutectico de chumbo-bismuto tem uma temperatura de fusão comparativamente baixa de 123,5 °C (254,3 °F), tornando o processo de fusão um procedimento bastante simples a fazer.

O chumbo tem um ponto de fusão mais elevado de 327,5 °С, no entanto, é frequentemente utilizado como um reator estilo piscina, o que impede que a grande maioria do chumbo congele rapidamente.

Se os esforços para limitar tais fugas não forem implementados, o refrigerante pode destruir equipamentos (como o submarino soviético K-64) através de fugas e, em seguida, endurecimento. Por exemplo, veja o submarino soviético K-64.

A ativação de neutrões do bismuto resulta na produção de uma quantidade significativa de polónio em reações de chumbo-bismuto. Este elemento radioativo tem uma meia-vida de 138 dias e dissolver-se-á no bismuto de chumbo. É um emissor alfa. Por isso, a manutenção das instalações pode tornar-se mais difícil, podendo haver um risco acrescido de contaminação. A partícula alfa que foi libertada tem uma alta energia e, como resultado, deve ser evitada a todo o custo.

O chumbo puro cria muito menos polónio do que o chumbo-bismuto, dando-lhe uma vantagem a este respeito sobre a combinação dos dois elementos.

O risco de corroer os componentes interiores do reator é o desafio mais difícil que o chumbo apresenta. Novos materiais especializados, como os aços austeníticos de produção de alumínio, são candidatos que estão agora em desenvolvimento. Estes materiais mantêm uma camada de óxido protetor nos componentes do reator.

Nos submarinos da classe Alfa soviética da década de 1970, foram usados dois tipos distintos de reatores rápidos arrefecidos por chumbo. Tanto os desenhos OK-550 como os BM-40A têm a capacidade de gerar 155MWt de potência. Eram visivelmente mais portáteis do que os reatores convencionais arrefecidos pela água e tinham o benefício de poder alternar rapidamente entre modos de funcionamento que maximizavam a potência, minimizando as emissões sonoras.

Em 2010, foi declarado que será formada uma parceria para a criação de um reator de chumbo-bismuto para uso comercial sob o nome de Engenharia AKME.

Desde que a Rússia divulgou uma quantidade significativa de material de investigação em 1998 que foi adquirida com a sua experiência com reatores submarinos, os Estados Unidos têm visto um interesse crescente na utilização de chumbo ou bismuth para reatores compactos.

O projeto MYRRHA, que significa Reator de Investigação HYbrid Multiusos para Aplicações de Alta Tecnologia, é um conceito inovador e inovador para um reator nuclear que está ligado a um acelerador de protões. Este design é referido como um sistema orientado por aceleradores (ADS).

Este será um reator rápido arrefecido por bismuto de chumbo, e terá a capacidade de operar num modo subcrítico ou crítico.

O projeto é gerido pela SCK•CEN, a unidade de investigação em energia nuclear na Bélgica.

Será construído com base na primeira demonstração bem sucedida, que se chama GUINEVERE.

A MYRRHA conquistou muita atenção de pessoas de todo o mundo e, em dezembro de 2010, a Comissão Europeia nomeou-a como uma das 50 maiores iniciativas que poderão ajudar a Europa a manter a sua posição de líder na investigação de alta tecnologia para os próximos 20 anos.

Quartzo como refletor, eutáctico de chumbo-bismuto como um refrigerante, e combustível de nitreto de urânio incluído em tubos HT-9 foram todos os componentes que foram planeados para serem incluídos na primeira iteração do design do Módulo de Potência Hyperion. Em 2018, a empresa abriu as suas portas para o negócio.

O chumbo foi usado na construção da SSTAR, que foi criada pelo Laboratório Nacional Lawrence Livermore.

O reator de fluido duplo, também conhecido como DFR, é um projeto que foi desenvolvido na Alemanha. Combina os benefícios associados ao reator de sal fundido e ao reator arrefecido de metal líquido. O DFR é um reator criador, o que significa que é capaz de reciclar resíduos nucleares, ao mesmo tempo que é capaz de queimar urânio natural e tório. O DFR é um reator intrinsecamente seguro devido à elevada condutividade térmica do metal fundido (o calor em decomposição pode ser removido passivamente).

Na medida em que se trata do desenvolvimento do reator rápido arrefecido por chumbo, a Rússia parece estar na frente de esforços significativos de investigação e desenvolvimento. No seu estado atual, o BREST (reator) está em fase de construção. Este reator usará o chumbo como seu refrigerante, queimará plutónio e nitreto de urânio como combustível, será um reator tipo piscina, produzirá 300 MWe (elétrico) a partir de 750 MWth, e gerará um total de 750 MWth. Em novembro de 2021, a construção da base foi finalmente concluída. A Siberian Chemical Combine (SCC) chama o local onde o reator está localizado no local de Seversk.

O negócio LeadCold está a trabalhar com o Royal Institute of Technology (KTH) e a Uniper para desenvolver um novo produto.

{Fim capítulo 1}

Capítulo 2: Reator nuclear

Um reator nuclear, originalmente conhecido como uma pilha atómica, é um dispositivo que é usado para iniciar e regular uma reação nuclear de fissão em cadeia ou processos de fusão nuclear. Os reatores nucleares podem também ser utilizados para fornecer energia nuclear. Tanto a produção de energia nas centrais nucleares como a propulsão de navios movidos a energia nuclear são realizadas através da utilização de reatores nucleares. O calor produzido pela fissão nuclear é transferido para um fluido