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| クレーム | |
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関連分野 | |
| 提案年 | 1998 |
| 支持者 | クラウディオ・フィリッポーネ |
クリーンで環境に安全な先進炉（CAESAR）は、メリーランド大学カレッジパーク校の先進エネルギーコンセプトセンター所長であり、現在進行中のCAESARプロジェクトの責任者であるクラウディオ・フィリッポーネが考案した原子炉のコンセプトです。このコンセプトの重要な要素は、蒸気を減速材として使用することであり、これは減速度低減型水炉の一種です。蒸気の密度を非常に正確に制御できるため、フィリッポーネは、中性子束を微調整して、中性子が最適なエネルギープロファイルで移動して分裂することを保証できると主張しています。238
92あなた
原子核、つまり核分裂を引き起こします。
「メディア概要」の内容と技術的な詳細の間には、若干の矛盾があるようです。
- 「 U-238（または天然ウラン、または核廃棄物）のみを含み、既存の原子炉の近くに設置され、 CAESARの「ジャンプスターター」として機能する
アセンブリ。」
- これは、U-238 が、他の高速中性子増殖炉コンセプトと同様に炉心で使用される核分裂性 Pu-239 を増殖させるために使用される原料であることを示唆しています。ただし、中性子 (および燃焼) シミュレーション CAESAR は、他の高速増殖炉コンセプトや 2024 年に要求されるものとはほど遠いものです。
CAESAR原子炉の設計は、核反応によって生成された核分裂生成物と娘核種も崩壊して追加の遅延中性子を生成するという事実を利用している。フィリッポーネは、濃縮された原子炉で核分裂が起こる軽水冷却核分裂炉とは異なり、 235
あなた
液体水冷却材で減速された燃料棒は最終的にマクスウェルの 熱中性子束プロファイルを作成するが、遅延中性子からの中性子エネルギープロファイルは大きく変化する。従来の原子炉では、減速材がこれらの中性子を減速させ、熱中性子が熱中性子に寄与しないようにする、と彼は理論づけている。238
あなた
反応;238
あなた
高エネルギーの中性子に対しては比較的大きな断面積を持ちます。
フィリッポーネは、蒸気を減速材として使用すると、平均中性子エネルギーが液体水減速炉よりも高くなり、遅延中性子が別の原子核に衝突するまで持続すると主張している。その結果生じる極めて高い中性子経済性により、純粋な中性子の燃料棒で自立反応を維持することが可能になると彼は主張している。238
あなた
原子炉が濃縮燃料によって始動すると、
懐疑論者[誰？ ]は
、しかし、制御された持続的な連鎖反応は不可能であると一般に信じられていることを指摘しています。238
あなた
1930年代から物理学者は、核分裂性物質の塊の中で起こる核連鎖反応の挙動を計算するために、6因子式とその派生である4因子式を使用してきました。 [1]これらの計算に基づくと、純粋なU-238（または天然ウラン）の無限大の質量でさえ、それ自体の中性子生成だけでは連鎖反応を維持することができないため、ガス冷却高速スペクトルコアと減速された外側の低速中性子セクションを結合するか、代わりにある程度の核分裂性濃縮が必要です。[2]運動エネルギーが1MeVを超える高エネルギー中性子 の衝突により核分裂を起こすことができます 。しかし、238
あなた
核分裂（非弾性散乱によって急速にエネルギーを失った後）は、それ自体では、十分な連続核分裂を誘発するのに十分ではない。238
あなた
臨界システム（核分裂によって生成される中性子の数が吸収される数と等しいシステム）を作成する代わりに、238
あなた
1MeVの核分裂閾値以下の中性子は核分裂せずに吸収し（239
あなた
）そしてベータ放出によって崩壊し、239
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（それ自体が核分裂性である）。[3]遅延中性子のエネルギーは非常に低いため、238
あなた
核分裂はほぼ0.0000であり、原子炉を即発臨界状態に保つためには、ある程度の核分裂性物質が必要である。（例：235
あなた
天然ウランと、できれば超高速炉心以外の減速材も含まれる。238
あなた
核分裂は中性子物理学によって 100% 未満に制限されますが、40% を超えるため、比較的低い 0.6 の変換率でも独自の燃料を増殖できます (ウラン濃縮や他所で生産された Pu なし)。変換率 0.6 は実際に達成可能です (実際には、より優れた代替手段があるホウ素で大量の中性子を無駄にする軽水炉設計でも達成されます)。
参照
参考文献
- ^ 「6因子式 - 有効乗算係数 | viral-power.com」。原子力発電。2024年6月19日閲覧。
- ^ 「ウラン238 | 特性と用途 | viral-power.com」。原子力発電。2024年6月19日閲覧。
- ^ 「21.4: 核変換と原子力エネルギー」2018年11月13日。
外部リンク
- クリーンで環境に安全な先進炉（CAESAR）プロジェクト
- ヘイル、シーザー エコノミストの記事
- 核廃棄物の活用 フィリッポーネ博士が提案した関連原子炉設計 (NPTRE) について説明した 1998 年の Popular Mechanics の記事。
- 歴史の流れを変える第二のシーザー？メリーランド大学ニュースレターの記事。