Liquid fluoride thorium reactor

rdf:langString Reaktor torowy na ciekłych fluorkach

rdf:langString Reaktor torowy na ciekłych fluorkach (akronim LFTR, wym. lifter; z ang. Liquid Fluoride Thorium Reactor) – koncepcja termicznego reaktora powielającego, pracującego w cyklu paliwowym toru, w którym ciekłe sole fluorków osiągają wysokie temperatury, przy ciśnieniu atmosferycznym. LFTR stanowi odmianę torowego (Thorium Molten Salt Reactor, TMSR). Ta zasadniczo odmienna koncepcja przyszłościowych (Molten Salt Reactors, MSR), znamienna jest tym, że paliwo jądrowe, jak i materiał paliworodny są rozpuszczone w chłodziwie i występują w postaci ciekłych, stopionych soli. Nie należy mylić tych ciekłosolnych i jednocześnie ciekłopaliwowych konstrukcji z odmiennymi typami (Fluoride High-temperature Reactors, FHR), których paliwo występuje w postaci stałej i w których proponuje się jedynie zastosować chłodzenie ciekłymi solami. Kategoria reaktorów ciekłosolnych (Molten Salt Reactor, MSR) obejmuje reaktory konwencjonalne (spalające), jak i powielające w prędkim lub termicznym spektrum neutronowym, z zastosowaniem soli fluorków lub chlorków oraz różnych kombinacji materiału rozszczepialnego i paliworodnego. LFTR jest wersją szczególną w kategorii reaktorów MSR oferującą wytwarzanie Uranu-233 z toru w solach fluorków z wykorzystaniem neutronów termicznych. Tor i uran-233 w reaktorze LFTR rozpuszczone są w solach nośnych, tworząc płynną postać paliwa. Obieg typowy polega na cyrkulowaniu ciekłosolnego paliwa między krytycznym rdzeniem a wymiennikiem ciepła, gdzie ciepło przekazywane jest do wtórnego obiegu radioaktywnie obojętnych soli. Sole obiegu wtórnego oddają następnie ciepło do turbiny parowej lub turbiny gazowej o cyklu zamkniętym. Technologię tę po raz pierwszy przebadano w Oak Ridge National Laboratory w ramach w latach 60. XX w. Notuje się obecnie ożywione zainteresowanie tą technologią na świecie. Zamiary kontynuowania prac rozwojowych i wprowadzenia reaktorów w tej technologii na rynek zadeklarowały Japonia, Chiny, Wielka Brytania, Francja oraz prywatne firmy z USA, Czech i Australii. LFTR jako szczególna wersja reaktorów ciekłosolnych dopuszcza kilka rodzajów konstrukcji i niniejszy artykuł je wymienia wraz z ich przewagami i wadami. Omawiane są też zagadnienia generowania energii elektrycznej oraz cecha wyróżniająca LFTR, tj. bieżąca separacja produktów rozszczepienia z soli. Reaktory LFTR różnią się od innych pod niemal każdym względem, wykorzystują bowiem , pracują w niskim ciśnieniu, paliwo ma postać płynną, chłodziwem są stopione sole umożliwiające wysokie temperatury eksploatacji, a uzupełnianie paliwa i wykorzystanie paliwa następują bez przerywania pracy reaktora. Te unikatowe cechy zapewniają koncepcji LFTR wiele potencjalnych przewag, ale wymagają również zmierzenia się z pewnymi wyzwaniami projektowymi. Ten artykuł wymienia kilka wariantów konstrukcyjnych LFTR wraz z wadami i zaletami każdego z nich. Omawiane są też rodzaje turbin, które mogą znaleźć zastosowanie do generowania energii elektrycznej z LFTR, a także sposoby wydzielania produktów rozszczepienia z soli w trakcie ich cyrkulacji, co jest istotną cechą funkcjonowania reaktorów LFTR.