Sıvı florür toryum reaktörü (kısaltma SFTR, LFTR - Liquid fluoride thorium reactor; sıklıkla kaldıraç şeklinde telaffuz edilir), bir tür erimiş tuz reaktörüdür. LFTR, yakıt için florür esaslı, erimiş, sıvı tuzlu toryum yakıt çevrimini kullanır.
(Erimiş tuz yakıtlı reaktörler) (MSR - Molten salt reactor) erimiş bir tuz karışımı şeklinde nükleer yakıt tedarik etmektedir. Katı bir yakıt kullanan erimiş tuzla soğutmalı yüksek sıcaklık reaktörleri (florür yüksek sıcaklık reaktörü, FHR - Fluoride high-temperature reactor) ile karıştırılmamalıdır. Bir tür olarak erimiş tuz reaktörleri, hızlı veya ısıl tayfda hem florür veya klorür tuzu bazlı yakıtlar hem de bölünebilir veya üretken sarf malzemeleri kullanan yakıcıları ve üreticileri içerir. LFTR'ler, florür yakıt tuzlarının kullanımı ve termal spektrumda 'e yapılan toryum ıslahı ile tanımlanırlar.
Bir LFTR'de, toryum ve uranyum-233, taşıyıcı tuzlar içinde eritilerek sıvı bir yakıt oluştururlar. Özgün bir işlemde sıvı, hassas bir çekirdek ile ısı hareketsiz ikincil bir tuza aktarılan bir harici ısı değiştirici (external heat exchanger) arasında pompalanır. İkincil tuz, daha sonra ısısını bir buhar türbinine veya aktarır. Bu teknoloji, (MSRE, Molten-Salt Reactor Experiment, Erimiş Tuz Reaktörü Deneyi) toryum kullanılmasa da, 1960'lı yıllarda Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı 'nde ilk defa araştırıldı. Bu son zamanlarda dünya çapında güncellenen bir konudur. Japonya, Çin, İngiltere ve ABD, Çek, Kanada ve Avustralya şirketleri, bu teknolojiyi geliştirme ve ticaretini yapma niyetinde olduklarını belirtmişlerdir. LFTR'ler diğer güç reaktörlerinden hemen hemen her açıdan farklıdır: doğrudan uranyum yerine uranyum haline getirilen toryumu kullanmakta, kapanmadan pompalayarak yakıt almakta, tuzlu bir soğutucu kullanmakta ve daha yüksek çalışma sıcaklıkları üretmektedirler. Bu belirgin özellikler, tasarım zorluklarının yanı sıra birçok olası üstünlüğe de neden olur.
Arka plan
Nükleer fisyon bulgusundan sekiz yıl sonra 1946'da üç fizyon izotopu halka açıklanmış nükleer yakıt olarak kullanılmak üzere tanımlandı:
- Bölünmüş halde olan ve doğal uranyumun %0.72'si kadar olan Uranyum-235,
- Bölünebilir olmayan Uranyum-238'den (doğal uranyumun > %99'u) Plütonyum-239,
- Bölünebilir olmayan 'den (doğal toryumun ~'ü, dünya kabuğunda uranyumdan yaklaşık dört kat daha fazla miktarda bulunur) üretilebilen .
Th-232, U-235 ve U-238, ilk oluşan nüklitlerdir ve 4.5 milyar yıldan uzun bir süredir mevcut biçimlerindedirler, gelirler; ölen yıldızların çekirdeklerinde aracılığıyla biçim almışlar ve ölü yıldızlar tarafından galaksiye dağılmışlardı.
Teknik ve tarihsel nedenlerle, üçünün her biri farklı reaktör türleri ile ilişkilidir. U-235, dünyanın birincil nükleer yakıtıdır ve genellikle hafif su reaktörlerinde kullanılır. U-238/Pu-239, ve CANDU reaktörlerinde en çok kullanılanı olmuştur. Th-232/U-233, erimiş tuz reaktörlerine (MSR) en uygunudur.
, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarında (ORNL) erimiş tuz reaktörlerinin kullanımına öncülük etmiştir. ORNL'de, iki öntür erimiş tuz reaktörü başarıyla tasarlanmış, inşa edilmiş ve işletilmiştir. Bunlar 1954'teki ve 1965'ten 1969'a kadar tasarlanıp geliştirilen 'dir (MSRE). Her iki deneme reaktörü de sıvı florür yakıt tuzları kullanmıştı. MSRE, ayrı ayrı test çalışmaları sırasında U-233 ve U-235 ile yakıt verilmesini önemli ölçüde ortaya çıkardı. Weinberg görevi kaldırılmış ve MSR programı 1970'lerin başında sonlandırılmış, daha sonra Amerika Birleşik Devletleri'nde araştırma durdurulmuştur. Günümüzde ARE ve MSRE şimdiye kadar işletilen tek eritilmiş tuz reaktörü olmuştur.
Yetiştirme temelleri
Bir iki tür yakıt vardır. Birincisi, nötronlar tarafından vurulduğunda bölünerek çok miktarda enerji salan ve iki ya da üç yeni nötronu serbest bırakan bölünebilir materyal. Bunlar daha fazla bölünebilir malzeme parçalayabilir, böylece zincir tepkimenin devam etmesi sağlanır. Bölünebilir yakıtlara örnek olarak U-233, U-235 ve Pu-239 verilebilir. İkinci tür yakıta (üretken) denir. Üretken yakıta örnek olarak Th-232 (toryum izotopu) ve U-238 (uranyum izotopu) verilebilir. Genellikle reaktördeki verimli/üretken yakıt miktarı, bölünebilen miktardan çok daha fazladır, ancak doğrudan fisyonlanamaz. Önce fisyon işleminde üretilen 2 veya 3 nötrondan birini nötron yakalama olarak adlandırmalı ve ardından radyoaktif bozunma ile bölünebilir bir izotop haline gelmelidir. Bu işleme doğurma denir.
Tüm reaktörler bu şekilde yakıt üretirken, bugünkü katı yakıtlı termik reaktörler, tükettikleri bölünme miktarını telafi etmek için üretken yakıttan yeterince yeni yakıt üretmezler. Bunun nedeni, günümüz reaktörlerinin mayınlı uranyum-plütonyum döngüsünü ılımlı bir nötron spektrumunda kullanmasıdır. Yavaşlayan nötronları kullanan böyle bir yakıt döngüsü, yetiştirilen plütonyumun fisyonundan 2 yeni bulunan nötronu geri vermesiyle sonuçlanır. Fisyon reaksiyonunu sürdürebilmek için 1 nötron gerektiğinden, yeni yakıt üretmek için fisyon başına 1 nötrondan daha az bir yığın kalır. Buna ek olarak, çekirdekte metaller, ılımlayıcılar ve fisyon ürünleri gibi malzemeler, bazı nötronları soğurarak, reaktörü çalıştırmaya devam etmek için çok az miktarda nötron bırakarak yeterli yakıt üretilmesine neden olacaktır. Sonuç olarak devirli bir şekilde yeni bölünebilir yakıtlar eklenmeli ve yeni yakıta yer açmak için eski yakıtın bir kısmı değiştirilmelidir.
En az tükettiği kadar yeni yakıt sarfeden bir reaktörde, yeni bölünebilir yakıt eklemek gerekli değildir. Reaktör içinde bölünmeye yarayan sadece yeni üretken yakıtlar eklenir. Buna ek olarak fisyon ürünleri de çıkarılmalıdır. Bu tip bir reaktöre üretken reaktör denir. Eğer süresiz olarak çalışmaya devam etmek için verimli yeni fisyon alanına sahip iseniz, buna bozundurucu üretken veya eş üretken denir. Bir LFTR genellikle bir üretken reaktör olarak tasarlanır: toryum içeri girer, fisyon ürünleri çıktısı alınır.
Uranyum-plütonyum yakıt döngüsünü kullanan reaktörler doğumu sürdürebilmek için gerektirir, çünkü hızlı hareket eden nötronlar fisyon işleminde her fisyon başına 2'den fazla nötron sağlamaktadır. Toryum ile, kullanılarak üreme mümkündür. Bu, son yakıt yükü ile oldukça ölçütlü bir hafif su reaktörü olmasına rağmen, tüketime kıyasla toryumdan biraz daha fazla bölünebilen 'nde çalıştığı kanıtlandı. , başlatım için pahalı çekirdekli yakıta ihtiyaç duymazlar, ancak çekirdekte kalan fisyon ürünlerine daha duyarlıdırlar.
Gerekli üremeyi yapmak için bir üretken reaktörü yapılandırmanın iki yolu vardır; biri verimli ve bölünebilir yakıtların birlikte yerleştirilebilir olması,; bu nedenle üreme ve bölünme aynı yerde gerçekleşir; başkaca, bölünmeli ve bereketli ayrılabilir olması. İkincisi çekirdek ve örtü olarak bilinir; çünkü çekirdek ısı ve nötronları üretirken, ayrı bir örtü tüm üremeyi sağlar.
Reaktör birincil sistem tasarımı değişimleri
Oak Ridge'de, eritilmiş tuz üretken reaktörüyle bir üretim yapmak için her iki yolda araştırma yapılmıştır. Yakıt sıvı olduğundan, "tekil akışkan" ve "ikili akışkan" toryum termal üreme erimiş tuz reaktörü olarak tanımlanmıştır.
Tekil akışkan reaktör
Tekil akışkan tasarımı, toryum ve uranyum içeren florür tuzuyla dolu büyük bir reaktör kabını içermektedir. Grafit çubuklar tuz işlevine daldırılmış ve tuz akışını yönlendiren bir ılımlayıcıdır. ORNL tasarımında, reaktör göbeğinin kenarına yakın bir miktar grafit, dış bölgenin yetersiz kalmasına ve orada toryum tarafından nötronların tutulmasının artmasına neden olacaktı. Bu düzenleme ile, nötronların çoğu reaktör sınırından biraz uzakta üretilmiş ve nötron sızıntısını kabul edilebilir bir seviyeye düşürmüştü. Yine de, tekil akışkan tasarımının üretimine izin vermek için önemli bir boyuta ihtiyacı vardır..
Bir üreme yapılandırmasında, yakıt tuzundan fisyon ürünlerini çıkarmak için geniş yakıt işlemi belirtilmiştir. Bir dönüştürücü yapılandırmasında, tesis maliyetini düşürmek için yakıt işleme gereksinimi basitleştirilmişti. Takas, periyodik uranyum yakıt ikmalinin gereği idi.
, çekirdek bölge için sadece öntür bir reaktördü. MSRE, değerli uzun vadeli bir işletme deneyimi sağlamıştır. Japon bilim adamlarının tahminlerine göre, küçük teknik boşlukları doldurmak ve MSRE ile karşılaştırılabilir küçük bir reaktör öntürü oluşturmakta araştırma finansmanı sağlamak için, 5-10 yıl içinde 300-400 milyon dolarlık nispeten mütevazı bir yatırımla tekil akışkan LFTR programı elde edilebilirdi.
İkili akışkan reaktör
İkili akışkan tasarım "tekil akışkan reaktör" tasarımına kıyasla mekanik olarak daha karmaşıktır. "İkili akışkan" reaktör, yakan yüksek nötron yoğunluğuna sahip bir çekirdek tasarımına sahiptir. Toryum tuzunun ayrı bir örtüsü, nötronları emer ve toryum, haline dönüştürülür. , nötron akışının daha düşük olduğu örtü bölgesinde bırakılabilir, böylece nötronları yakalamak yerine yavaş yavaş U-233 bölünebilir yakıtla bozunur. Bu yetiştirilen bölünebilir U-233, basit florlaştırma ile geri kazanılabilir ve fisyon için çekirdeğe yerleştirilebilir. Çekirdeğin tuzu, önce ile uranyumun giderilmesi, daha sonra da ile saflaştırılarak taşıyıcı tuzların temizlenmesi ve tekrar saflaştırılması ile sağlanır. Damıtma sonrasında kalan dipler, bir LFTR'nin fisyon ürünlerinin boşa harcanmasıdır.
Çekirdek ve örtü sıvısını ayırmanın kazanımları şunları içerir:
- Basitleştirilmiş yakıt işlemi. Toryum, kimyasal olarak lantanitler adı verilen birkaç fisyon ürünü ile benzerdir. Toryum ayrı bir örtü ile toryum lantanitlerden yalıtılmış olarak tutulur. Çekirdek akışkanında toryum olmadan, lantanit fisyon ürünlerinin çıkarılması basitleştirilir.
- Düşük bölünebilir envanter. Bölünebilir yakıt küçük bir çekirdek akışkanında yoğunlaştığı için gerçek daha yoğundur. Dış örtü yetiştirme için üretken yakıt içeren bir bölünebilir malzeme yoktur. Bu nedenle, 1968 ORNL tasarımı 250 MW (e) ikili akışkan MSBR reaktörünü çalıştırmak için sadece 315 kilogram fissil malzeme gerektirmiştir. Bu, başlangıçtaki bölünebilir başlangıç yükünün maliyetini düşürmekte ve belirli miktarda bölünebilir materyal üzerinde daha fazla reaktörün başlatılmasına izin vermektedir.
- Daha verimli üreme. Toryum örtü, sızdırılmış nötronları çekirdek bölgesinde etkili bir şekilde yakalayabilir. Örtüde yaklaşık sıfır fisyon oluştuğundan, örtü kendisinden önemli miktarda nötron sızdırmaz. Bu, nötron kullanımının yüksek verimliliğine (nötron ekonomisi) ve özellikle küçük reaktörlerde daha yüksek bir ıslah oranına neden olur.
İkili akışkan tasarımın bir tasarım zayıflığı çekirdek ile örtü bölgesi arasında bir engel duvarın olması gereğidir, bu duvarın hızlı nötron hasarı nedeniyle devirli olarak değiştirilmesi gerekir. Grafit, düşük nötron emilimi, ergimiş tuzlarla uyumluluk, yüksek sıcaklık direnci ve yakıt ve örtü tuzlarını ayırmak için yeterli sağlamlık ve bütünlük nedeniyle ORNL tarafından seçilen bir malzemeydi. Nötron radyasyonunun grafit üzerindeki etkisi, gözenekliliğin artmasına ve fiziksel özelliklerde bir bozulmaya neden olması için grafitin yavaşça büzülmesini ve daha sonra şişmesini sağlamaktı. Grafit boruların uzunluğu değişkendir ve çatlayabilir veya sızdırma yapabilir. ORNL, ikili akışkan tasarımının peşinde olmamayı tercih etti ve ikili akışkan reaktörden hiç örnek inşa edilmedi.
İkili akışkan tasarımın bir diğer tasarım zayıflığı karmaşık bir tesisat yapısında olması idi. ORNL, kabul edilebilir düşük güç yoğunluğunda yüksek bir reaktör güç seviyesi elde etmek için çekirdeğin ve örtü borularının karmaşık iç içe geçmelerinin kullanılmasının gerekli olduğunu düşündü. Daha yeni araştırmalar, karmaşık ilaveli grafit tüp ihtiyacını ortaya koydu; kabuk reaktöründe basitleştirilmiş uzun bir tüp, karmaşık tüp olmadan yüksek toplam reaktör gücüne izin verecekti.
Melez "bir buçuk akışkan" reaktör
Yakıt tuzunda toryum bulunan ikili akışkan reaktöre bazen "bir buçuk akışkan" reaktör veya 1.5 akışkan reaktör de denir. Bu, hem 1 akışkan hem de 2 akışkan reaktörlerin üstünlük ve eksikliklerinin bir kısmıyla birlikte bir melez tasarımdır. "tekil akışkan reaktör"de olduğu gibi, yakıt tuzunda toryum bulunur; bu da yakıt işlemini zorlaştırır. Ve yine de, ikili akışkan reaktör gibi, çekirdekten sızan nötronların emilimini sağlamak için son derece etkili ayrı bir örtü kullanılabilir. Akışkanları bir engel kullanarak ayrı tutmanın ilave zararı kalıcı olur, ancak yakıt tuzunda bulunan toryum ile bu engelde, örtüye akması gereken nötron sayısı daha azdır. Bu, engele daha az zarar verir. İşlem sisteminin çekirdekte toryum ile zaten uğraşması gerektiği için engeldeki herhangi bir sızıntı da daha düşük bir sonuç doğuracaktır. Bir buçuk ya da ikili akışkan LFTR'ye karar verirken ana tasarım sorunu, daha karmaşık bir yeniden işleme mi yoksa daha zorlayıcı bir yapısal engeli çözmek için daha kolay olup olmayacağı mıdır.
Tasarım kavramı | Yetiştirme oranı | Bölünebilir envanter |
---|---|---|
Tekil akışkan, 30 yıl grafit ömrü, yakıt işleme | 1.06 | 2300 kg |
Tekil akışkan, 4 yıl grafit ömrü, yakıt işleme | 1.06 | 1500 kg |
Bir buçuk akışkan, değiştirilebilir çekirdek, yakıt işleme | 1.07 | 900 kg |
İkili akışkan, değiştirilebilir çekirdek, yakıt işleme | 1.07 | 700 kg |
Güç üretimi
700 °C'lik yüksek çalışma sıcaklığına sahip LFTR, %45 elektrik aralığında çalışabilir. Bu, elektrik verimliliğinde %32-36 oranında ısıl olan günümüz hafif su reaktörlerinden (LWR - Light water reactor) daha yüksektir. Elektrik üretimine ek olarak, LFTR'den elde edilen yoğunlaştırılmış ısıl enerji, Haber işlemiyle amonyak üretimi veya su bölüştürerek ısıl gibi birçok kullanım için endüstriyel işlem ısısı olarak uygulanmasını sağlayabilir.
Rankine çevrimi
Rankine çevrimi en temel termodinamik güç döngüsüdür. En basit tanımıyla çevrim bir , bir türbin, bir yoğunlaştırıcı ve bir pompadan oluşur. Çalışma sıvısı genellikle sudur. Bir LFTR'ye bağlanmış bir Rankine güç dönüştürme sistemi, ısıl verimliliğini artırmak için artan buhar sıcaklığından yararlanabilir. Çok kritik olmayan Rankine buhar çevrimi şu an ticari santrallerde kullanılmakta ve en yeni tesisler daha yüksek sıcaklık, daha yüksek basınç için süper hassas Rankine buhar çevrimleri kullanmaktadır. 1960'lardan 1970'lere kadar ORNL'nin MSBR üzerindeki çalışmalarında, %44'lük bir verimlilikle temel bir süper hassas buhar türbinini kullanmayı ve erimiş fluorür tuzlu - buhar üreteçleri geliştirmede önemli tasarım çalışmaları yaptığı varsayılmaktadır.
Brayton çevrimi
Bir Brayton çevriminin çalışma gazı, helyum, azot veya karbon dioksit olabilir. Yüksek basınçlı çalışma gazı, güç üretmek için bir türbinde genleştirilir. Düşük basınçlı ılık gaz bir ortam soğutucusunda soğutulur. Düşük basınçlı soğuk gaz, sistemin yüksek basıncına kadar sıkıştırılır. Sıklıkla türbin ve kompresör tek bir şaft vasıtasıyla mekanik olarak bağlanır. Yüksek basınçlı Brayton çevrimlerinin düşük basınçlı Rankine çevrimlerine kıyasla daha küçük bir üreteç ayak izi olması beklenmektedir. Bir Brayton çevrimi ısı motoru, daha geniş çaplı borularla daha düşük basınçta çalışabilir. Dünyanın ilk ticari Brayton çevrimi güneş enerjisi modülü (100 kW) 2009 yılında İsrail'in Arava Çölü'nde inşa edilmiş ve gösterilmiştir.
Fisyon ürünlerinin kaldırılması
LFTR, yakıttan fisyon ürünlerini çıkarmak için bir mekanizmaya ihtiyaç duymaktadır. Reaktörde kalan fisyon ürünleri nötronları emer ve böylece yeni bölünebilir yakıt üretimini azaltır. Bu, birkaç yedek nötron ve emiliminin güçlü olduğu ısıl nötron tayfında (spektrum) bulunan toryum yakıt döngüsünde özellikle önemlidir. Asgari gereklilik, kullanılmış yakıttan değerli bölünebilir malzemenin geri kazanılmasıdır.
Fisyon ürünlerinin çıkarılması, katı yakıt unsurlarının tekrar işlenişine benzer; kimyasal veya fiziksel yollarla çok değerli bölünebilir yakıt atık fisyon ürünlerinden ayrılır. Kusursuz olarak en iyi şekilde, verimli yakıt (toryum veya U-238) ve diğer yakıt bileşenleri (örneğin katı yakıtlardaki taşıyıcı tuz veya yakıt kaplaması) de yeni yakıt için tekrar kullanılabilir. Bununla birlikte, ekonomik nedenlerden ötürü atıklarla sonuçlanabilirler.
Bir LFTR'nin yakıtı eriyik bir tuz karışımı olduğundan doğrudan sıcak erimiş tuzlan çalışan yüksek sıcaklık yöntemleri ve kullanmak caziptir. Yüksek ısıl işlem/piro işlem (Pyroprocessing) radyasyona duyarlı solventleri kullanmaz ve çürüme ısısı ile kolayca bozulmaz. Reaktörden gelen radyoaktif yüksek yakıtta doğrudan kullanılabilir. Reaktöre yakın yerde kimyasal ayırma yapılması, nakliyeyi önler ve yakıt çevriminin toplam stokunu düşük tutar. kusursuz bir biçimde, yeni yakıt (toryum) ve atık (fisyon ürünleri) haricindeki her şey tesis içinde kalır.
Yerinde işleme, sürekli çalışmak, tuzun küçük bir kısmını her gün temizlemek ve reaktöre geri göndermek için planlanmaktadır. Yakıt tuzunu çok temiz yapmaya gerek yoktur; amaç, fisyon ürünlerinin ve diğer yabancı maddelerin (örneğin oksijen) konsantrasyonunu yeterince düşük tutmaktır. Özellikle nötron yakalamada büyük bir kesit alanına sahip oldukları için nadir toprak elementlerinin bazılarının konsantrasyonları düşük tutulmalıdır. Cs veya Zr gibi küçük kesitli diğer bazı öğeler, kaldırılmadan önce uzun yıllar boyunca birikebilir.
Daha soy metaller (Pd, Ru, Ag, Mo, Nb, Sb, Tc) normal tuzda florür oluşturmaz, ancak tuz içinde ince metalik parçacıklar oluştururlar. Isı eşanjörü (değiştirici) veya çıkarılması daha kolay olan bazı yüksek yüzey alanlı filtreler gibi metal yüzeylerde plakalanabilirler. MSRE (Molten-Salt Reactor Experiment, ) sadece nispeten kısa bir işletme deneyimi sağladığı ve bağımsız laboratuvar deneyleri zor olduğu için, bu asil unsurların sona ereceği konusunda halen bazı belirsizlikler bulunmaktadır.
Xe ve Kr gibi bazı elementler helyum desteğiyle gaz olarak kolaylıkla çıkar. Buna ek olarak, "soy" metallerin bir kısmı ince bir buhar halinde gazla birlikte alınır. Özellikle, Xe-135'in hızlı bir şekilde çıkarılması önemlidir, çünkü bu çok güçlü bir nötron zehiridir ve reaktörde bırakıldığında reaktör kontrolünü daha da zorlaştırır. Xe'nin giderilmesi de nötron ekonomisini geliştirir. Gaz (çoğunlukla He, Xe ve Kr), Xe-135'in ve diğer kısa ömürlü izotopların büyük bir kısmı çürümeyene kadar yaklaşık 2 gün bekletilir. Daha sonra gazın çoğu geri dönüşüme tabi tutulabilir. Birkaç ay daha bekletildikten sonra, radyoaktiflik, düşük sıcaklıktaki gazı, helyuma (yeniden kullanım için), ksenona (satış için) ve kriptona ayırmak için yeterince düşüktür. Kripton, Kr-85'in bozunmasını beklemek için uzun bir süre (birkaç on yıl) depolanmaya (örneğin, sıkıştırılmış biçimde) ihtiyaç duyar.
Tuz karışımını temizlemek için çeşitli kimyasal ayırma yöntemleri önerilmiştir. Klasik yeniden işleme ile karşılaştırıldığında, Yüksek ısıl işlem/piro işlem (Pyroprocessing) daha özlü yapıda olabilir ve daha az ikincil atık üretebilir. LFTR tuzunun yüksek ısıl işlemleri zaten uygun bir sıvı biçim ile başlar, bu nedenle katı oksit yakıtlarını kullanmaktan daha ucuz olabilir. Bununla birlikte, tam bir erimiş tuz yeniden işleme tesisi kurulmadığından, tüm testler laboratuvarla sınırlı olmuş ve sadece birkaç element var olmuştur. Ayrımı iyileştirmek ve yeniden işleme işini daha ekonomik hale getirmek için daha fazla araştırma ve geliştirme gerekmektedir.
Uranyum ve diğer bazı elementler florin uçuculuğu denilen bir işlemle tuzdan uzaklaştırılabilir: Bir florin bir gaz olarak uçucu yüksek değerlikli fluorürleri giderir. Bu ağırlıklı uranyum-233 yakıtı içeren uranyum hekzaflorür, aynı zamanda neptünyum hekzaflorür, teknetiyum hekzaflüorür ve selenyum heksaflorür yanı sıra bazı diğer (örneğin iyot, molibden ve tellür) florürlerini içerir. Uçucu florürler ayrıca adsorpsiyon ve damıtma ile ayrılabilir. Uranyum hekzaflorür kullanımı zenginleştirmede iyi bir şekilde kurulmuştur. Yüksek değerli florürler yüksek sıcaklıklarda oldukça aşındırıcıdır ve Hastelloy'dan daha dirençli materyal gerektirirler. ORNL'deki MSBR programındaki bir öneri katılaşmış tuzu koruyucu bir tabaka olarak kullanıyordu. MSRE reaktöründe, yakıt tuzundan uranyum çıkarmak için florin uçuculuğu kullanıldı. Ayrıca katı yakıt unsurlarıyla birlikte kullanılmak üzere florin uçuculuğu oldukça iyi geliştirilmiş ve test edilmiştir.
MSRE programı sırasında denenen diğer bir basit yöntem yüksek sıcaklık vakum damıtımıdır. Uranyum tetraflorür ve LiF ve BeF taşıyıcı tuzu gibi düşük kaynama noktalı florürler damıtmayla uzaklaştırılabilir. Vakum altında sıcaklık ortam basıncının kaynama noktasından daha düşük olabilir. Dolayısıyla, yaklaşık 1000 °C'lik bir sıcaklık, FLiBe taşıyıcı tuzunun çoğunu geri kazanmak için yeterlidir. Bununla birlikte, prensip olarak mümkün olsa da, toryum florürün daha da yüksek kaynama noktalı lantanit floridlerinden ayrılması, çok yüksek sıcaklıklara ve yeni malzemelere ihtiyaç duyar. Bölünebilir yakıt olarak uranyum kullanan 2 akışkanlı tasarımlar için kimyasal ayırma, bu iki akışkan nispeten basit işlemlerle birlikte çalışabilir: Örtü tuzundan çıkan uranyum florin uçuculuğu ile giderilebilir ve çekirdek tuzuna aktarılabilir. Bölünebilir ürünleri çekirdek tuzundan çıkarmak için önce uranyum florin, uçuculuğu ile giderilir. Daha sonra taşıyıcı tuz yüksek sıcaklık damıtımı ile geri kazanılabilir. Lantanitler de dahil olmak üzere, yüksek kaynama noktasına sahip florürler atık olarak geride kalır.
Oak Ridge'in erken dönem kimya tasarımları çoğalma ile ilgilenmedi ve hızlı ıslahı amaçladı. Protaktinyum-233'ün ayrılması ve depolanması planlandı, bu nedenle reaktördeki nötron yakalamadan ve yok edilmeden, uranyum-233'e kadar bozunabildi. 27 günlük yarılanma ömrüyle 2 aylık bir depolama 233Pa çözünürlüğünün %75'inin 233U yakıtla bozunmasını sağlamaktaydı. Bir LFTR için protaktinyum çıkarma adımı kendiliğinden gerekli değildir. Birbirini izleyen çözümler daha düşük bir güç yoğunluğunda ve dolayısıyla daha geniş bölünebilir envanterde (1 veya 1.5 akışkanlı için) veya daha büyük bir örtü ile (2 akışkanlı için) çalışmaktadır. Ayrıca daha sert bir nötron tayfı, protaktinyum yalıtımı olmaksızın kabul edilebilir bir üreme elde etmeye yardımcı olur.
Pa ayrılığı belirtilirse, bu durumun etkili olabilmesi için oldukça sık yapılması gerekir (örneğin her 10 günde bir). 1 GW, 1 akışkan tesisi için bu, yakıtın yaklaşık %10'u veya yakıt tuzunun yaklaşık 15 t'unun her gün yeniden işleme tabi tutulması gerektiği anlamına gelir. Bu, ancak maliyetler katı yakıt yeniden işleme konusundaki şu andaki maliyetlerden çok daha düşükse mümkündür.
Daha yeni tasarımlar genellikle Pa kaldırılmasını önler ve kimyasal ayrıştırma için gereken boyut ve maliyetleri azaltan yeniden işleme tuzu gönderirler. Aynı zamanda, kimyasal olarak ayrılmış Pa'nın çürümesinden elde edilebilecek yüksek saflıkta U-233'ten dolayı çoğalma endişelerini de önler.
Fisyon ürünleri toryum ile karıştırılırsa ayırma daha zor olur, çünkü toryum, plütonyum ve lantanitler (nadir toprak elementleri) kimyasal açıdan birbirine benzerdir. Hem protaktinyumun ayrılması hem de lantanitlerin uzaklaştırılması için önerilen bir işlem de, erimiş bizmut ile temastır. Redoks tepkimesinde bazı metaller bizmut eriyiğine katılmış lityum karşılığında bizmut eriyiğine aktarılabilir. Düşük lityum konsantrelerinde U, Pu ve Pa bizmut erime şekline hareket eder. Daha az indirgeme koşullarında (bizmut erimesinde daha fazla lityum) lantanitler ve toryum bizmut eriyik içine de aktarılır. Fisyon ürünleri daha sonra bizmut alaşımından ayrı bir aşamada (örn. Bir LiCl eriyik ile temas ettirilerek) aktarılır. Ancak bu yöntem çok daha az gelişmiş bir yöntemdir. Alüminyum gibi diğer sıvı metallerle de benzer bir yöntem mümkün olabilir.
Üstünlükleri
Toryum yakıtlı erimiş tuz reaktörleri, geleneksel katı uranyum yakıtlı hafif su reaktörlerine kıyasla birçok olası üstünlüğe sahiptir:
Güvenlik
- Doğal güvenlik. LFTR tasarımları, reaktiflik gezilerine karşı edilgen sağlamak için güçlü bir (negatif sıcaklık reaktiflik katsayısı) kullanır. Sıcaklığa bağımlılık 3 kaynaktan gelir. İlki, aşırı ısınırsa, toryumun daha fazla nötron emdiği, sözde Doppler etkisi iledir. Bu, zincir tepkimesini devam ettirmek için daha az nötron bırakır, böylece güç azalır. İkinci bölüm grafit ılımlayıcısını ısıtmaktır, bu genellikle sıcaklık katsayısına pozitif katkıda bulunur. Üçüncü etki yakıtın ısıl genleşmesi ile ilgilidir. Yakıt aşırı ısınırsa, yakıtın sıvı niteliği nedeniyle yakıtın etkin çekirdek bölgesinden dışarıya doğru kayacağı önemli derecede genişler. Küçük (örn. MSRE deneme reaktörü) veya iyi düzenlenmiş bir çekirdekte, bu, reaktifliği azaltır. Bununla birlikte, büyük, az denetimli çekirdeğin (örn. ORNL MSBR tasarımı) daha az yakıt tuzu, daha iyi kontrol ve dolayısıyla daha fazla reaktiflik ve istenmeyen bir pozitif sıcaklık katsayısı anlamına gelir.
- Kararlı soğutucu. Erimiş florürler kimyasal olarak kararlıdır ve ışınımdan etkilenmezler. Tuzlar, yüksek sıcaklık ve ışınım altında bile yanmaz, patlamaz veya parçalanmaz. Sodyum soğutkanının su ve hava ile hızlı, şiddetli bir tepkimesi yoktur. Su soğutucuların sahip olduğu yanıcı hidrojen üretimi yoktur. Bununla birlikte tuz radyoliz nedeniyle düşük (100 °C'den düşük) sıcaklıklarda radyasyona kararlı değildir.
- Düşük basınç işlemi. Soğutma sıvısı tuzları, yüksek sıcaklıklarda sıvı kaldıklarından, LFTR çekirdekleri, pompadan ve hidrostatik basıncın 0.6 MPa (içme suyu sistemindeki basınçla kıyaslanabilir) gibi olduğu düşük basınçlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Çekirdeğin başarısız olmasına rağmen, hacimde çok fazla bir artış olur. Bundan dolayı, patlayamaz. LFTR soğutma tuzları çok yüksek kaynama noktalarına sahip olacak şekilde seçilir. Geçici veya kaza esnasında bile birkaç yüz derece ısınma bile anlamlı bir basınç artışına neden olmaz. Reaktörde, Fukuşima Daiichi nükleer kazası sırasında olduğu gibi büyük bir basınç artışı veya patlamaya neden olabilecek su veya hidrojen yoktur.
- Fisyondan basınç artışı yok. LFTR'ler gaz ve basıncına maruz kalmazlar. Sıvı yakıt, işlenmek üzere ksenon gibi gazlı fisyon ürünlerinin çevrimiçi olarak çıkarılmasını sağlar ve böylece bu bozulma ürünleri bir felâketle yayılmayacaktır. Ayrıca, fisyon ürünleri, ışınımı yakalayan ve radyoaktif maddenin çevreye yayılmasını önleyen iyot, bromür ve stronsiyum gibi fluorür tuzuna kimyasal olarak bağlanır.
- Kontrolü daha kolay. Erimiş yakıt reaktörü, xenon-135'in kolayca çıkarılması kazanımına sahiptir. , önemli bir olarak, katı yakıtlı reaktörleri kontrol etmeyi zorlaştırır. Erimiş yakıtlı bir reaktörde, ksenon-135 çıkarılabilir. Katı yakıt reaktörlerinde, ksenon-135 yakıtta kalır ve reaktör kontrolüne müdahale eder.
- Yavaş ısınma. Soğutma sıvısı ve yakıt ayrılmaz, bu nedenle herhangi bir sızıntı veya yakıt hareketine, büyük bir miktarda soğutucu eşlik edecektir. Erimiş florürlerin vardır, bazıları, gibi sudan bile daha yüksektir. Bu, geçişler veya kazalar sırasında büyük miktarda ısıyı emmelerini sağlar.
- Edilgen bozunma ısısı soğutması. Birçok reaktör tasarımı ( gibi), reaktör çalışmadığında yakıt/soğutucu karışımının bir boşaltma tankına kaçmasına izin verir (bkz. aşağıda "Hata güvenlikli çekirdek"). Bu tankın edilgen çürüme ısısının giderilmesi için bir takım çeşitlilikleri (ayrıntılar hala açıktır) olması ve bu nedenle de çalışması için fiziksel özelliklere (kontroller yerine) ihtiyaç duyması planlanmaktadır.
- Hata güvenlikli çekirdek. LFTR'ler, alt kısımda, genellikle küçük bir elektrikli fan ile etkin olarak soğutulması gereken bir dondurma tapası içerebilir. Soğutma başarısız olursa, elektrik kesintisi nedeniyle fan durur, fiş erir ve yakıt boşaltılmış bir edilgen soğutmalı depolama tesisinde boşaltılır. Bu sadece reaktörü durdurmakla kalmaz aynı zamanda depolama tankı ışınlanmış nükleer yakıtların kısa ömürlü radyoaktif bozunumundaki bozunma ısısını daha kolay boşaltabilir. Çekirdekten bir boru kırılması gibi büyük bir sızıntı olması durumunda bile, tuz, reaktörün bulunduğu mutfak lavabosu şekilli odanın üzerine dökülür ve yakıt tuzunun yerçekimi ile pasif olarak soğutmalı döküm deposuna boşaltılması sağlanır.
- Daha uzun ömürlü atıklar. LFTR'ler, reaktör atıklarının uzun vadeli önemli ölçüde azaltabilir. Uranyum yakıtlı hafif su reaktörleri %95, U-238'den daha fazla yakıt tüketirler. Bu reaktörler normalde U-238'in bir kısmını uzun ömürlü bir izotop olan Pu-239'a dönüştürürler. Yakıtın neredeyse tamamı bu nedenle transuranik uzun ömürlü bir unsur olmaktan sadece bir adım uzaktadır. Plutonyum-239, yarı ömrü 24.000 yıldır ve hafif su reaktörlerinin nükleer yakıtlarında en yaygın maddedir. Pu-239 gibi transuranikler, reaktör atıklarının "sonsuz" bir sorun olduğu algısına neden olurlar. Buna karşılık, LFTR, U-233'e toryumu dönüştüren 'nü kullanmaktadırlar. Toryum daha açık bir element olduğu için, transuranik elementleri üretmek için daha fazla nötron yakalaması gerekir. U-233'ün bir LFTR'ye iki fisyon yapma olasılığı vardır. İlk olarak U-233 (%90 fisyon) ve ardından kalan %10, U-235'e dönüşürken bir başka olasılığa sahiptir (%80'i parçalanacaktır). Bu nedenle, neptünyum-237'ye ulaşan yakıt fraksiyonu, en muhtemel transuranik element olarak, sadece %2'dir ve GWe/yıl başına yaklaşık 15 kg'dır. Bu, transuranik bir üretim olup, hafif su reaktörlerinden 20x (kat) daha küçüktür ve GWe/yıl başına 300 kg transuranik üretir. Önemlisi, bu çok daha küçük transuranik üretimi nedeniyle, transuraniklerin geri dönüştürülmesi daha kolaydır. Yani, nihayetinde parçalanmak için çekirdeğe geri gönderilirler. U238 plütonyum yakıt çevriminde çalışan reaktörler, hem reaktör nötroniği hem de geri dönüşüm sistemi üzerinde tam geri dönüşümü zorlaştıran çok daha fazla transuranik üretmektedir. LFTR'de, yeniden işleme kayıpları olarak yalnızca bir yüzde oranı, nihai atık gider. Düşük transuranik üretimi ve geri dönüşümünün bu iki yararı birleştirildiğinde, bir toryum yakıt çevrimi, geleneksel uranyum yakıtlı hafif su reaktörüne kıyasla, transuranik atıkların "üretimini" bin kat daha fazla azaltmaktadır. Tek önemli uzun ömürlü atık uranyum yakıtının kendisidir, ancak bu, geri dönüşüm yoluyla sınırsız olarak kullanılabilir ve/veya daima elektrik üretir. Toryum aşamasının hiç kapatılmaması gerekiyorsa, reaktörlerin bir kısmı kapanabilir ve kalan reaktörlerde uranyum yakıt stokları yanabilir ve bu nihai atığı bile toplumun talep ettiği kadar küçük bir seviyeye indirir. LFTR hala atıklarında radyoaktif fisyon ürünleri üretmekte ancak bu çok uzun sürmemektedir - bu fisyon ürünlerinin radyotoksisitesi ve tarafından hakimiyet altındadır. Daha uzun yarılanma ömrü sezyumundur: 30.17 yıl. Yani, 30.17 yıl sonra, çürüme, radyoaktifliği yarı yarıya azaltır. On yarılanma ömrü, iki maddenin radyoaktifliğini 10 kat arttırarak 1,024'e düşürür. Bu noktada fisyon ürünleri yaklaşık 300 yılda doğal uranyumdan daha az radyoaktiftir. Dahası, yakıt maddesinin sıvı hali, sadece yakıttan değil, aynı zamanda birbirlerinden ayrışma ile fisyon ürünlerinin ayrılmasına olanak tanır ve bu da, bunların her bir fisyon ürününün yarı ömrünün uzunluğuna göre sıralanmasını sağlar; böylece, daha kısa yarılanma ömrü, daha uzun yarılanma ömrüne sahip olanlardan daha çabuk bir şekilde depolanabilir.
- Çoğalma direnci. 2016'da CERN eski Genel Müdürü, Nobel Ödüllü fizikçi Carlo Rubbia, 1970'lerde ABD'nin toryum reaktör araştırmalarını kesmesinin başlıca nedeninin, bugün onu cazip kılan şey olan, toryumun nükleer bir silah haline gelmesinin zor olduğunu belirtti. LFTR, yakıtı nükleer silahlara dört yolla saptırmaya karşı direnmektedir: ilk olarak, , daha sonra 'e dönüşen 'e dönüştürülerek üretilir. Eğer protaktinyum reaktörde kalırsa az miktarda U-232 de üretilir. U-232'nin güçlü ve tehlikeli gama ışınları üreten bir bozunma zinciri ürünü daha (talyum-208) vardır. Bunlar bir reaktör içinde sorun teşkil etmemektedir, ancak bir bombada bomba üretimini zorlaştırmaktar, elektroniklere zarar vermekte ve bombanın yerini açığa çıkarmaktadır. İkinci çoğalmaya dirençli özellik, LFTR'lerin, gigawatt-yıl elektrik başına yaklaşık 15 kg'lık çok az plütonyum üretmesinden kaynaklanmaktadır (bu bir yılda tek bir büyük reaktörün çıktısıdır). Bu plütonyum, çoğunlukla Pu-238'dir, bu da yüksek ısı ve kendiliğinden çıkan nötronlar nedeniyle fisyon bombası yapımı için uygun olmamasına neden olur. Üçüncü yol olarak, bir LFTR fazla yedek yakıt çıktılamaz. Her yıl yaktığı oranla en fazla %9 daha fazla yakıt üretmekte ve sadece %1 daha fazla yakıt üreten bir reaktör tasarlamak daha da kolay olmaktadır. Bu tür reaktörle bina bombaları hızla elektrik santrallerini devre dışı bırakacaktır ve bu ulusal niyetlerin kolay bir göstergesi konumuna gelecektir. Ve son olarak, toryumun kullanılması, uranyum zenginleştirme ihtiyacını azaltabilir ve sonunda ortadan kaldırabilir. Uranyum zenginleştirme, devletlerin bomba yapım materyalleri elde ettikleri iki temel yöntemden biridir.
Ekonomi ve verimlilik
- Toryum bolluğu. LFTR'lerde, uranyum-233 yakıtı içinde toryum oluşur. Dünya'nın kabuğu, U-238'in yaklaşık üç ila dört katı daha fazla toryum içerir (toryum yaklaşık olarak kurşun kadar bol miktarda bulunur) ve normalde toryum atık olarak atılan nadir toprak madenciliğinin bir yan ürünüdür. LFTR'leri kullanarak, yüz binlerce yıl için küresel enerji ihtiyaçlarını karşılayacak kadar uygun toryum bulunmaktadır. Toryum, yerkabuğunda kalay, cıva veya gümüşten daha yaygındır. Ortalama yer kabuğunun metre küpünde, yaklaşık dört şeker küpü eşdeğeri toryum bulunur ve bu bir kişinin enerji ihtiyacını on yıldan fazla bir süre sağlamak için yeterlidir.Montana-Idaho sınırındaki 1.800.000 ton yüksek dereceli toryum cevheri içerdiği tahmin edilmektedir. Beş yüz ton cevher ABD'nin tüm enerji ihtiyacını bir yıl boyunca arz edebilir. Şu anki talebin eksikliğinden dolayı, ABD hükûmeti, kabuğa yaklaşık 3.200 metrik ton rafine toryum nitratı dönüştürerek Nevada çölüne gömmüştür.
- Doğal kaynak yetersizliği yok. Binlerce LFTR oluşturmak için berilyum, lityum, nikel ve molibden gibi diğer doğal kaynaklar mevcuttur.
- Reaktör verimliliği. Konvansiyonel reaktörler, zenginleştirilmiş uranyumun yüzde birinden daha azını tüketir ve geri kalanlarını atık olarak bırakır. Mükemmel bir şekilde yeniden işleme tabi tutulmasıyla LFTR'ler, toryum yakıtının yaklaşık %99'unu tüketebilir. Geliştirilmiş yakıt verimliliği ile bir LFTR'de 1 ton doğal toryum, geleneksel reaktörlerde (250 t doğal uranyum gerektiren) 35 t zenginleştirilmiş uranyuma eşdeğer ve kömür santrallerinde 4.166.000 ton siyah kömürün ürettiği güce eşdeğer anlamına gelen enerjiyi sağlayabilmektedir.
- Termodinamik verimlilik. Çağdaş süperkritik buhar türbinleriyle çalışan LFTR'ler, %45'lik termal ve elektrik verimliliğinde çalışabilecektir. Yüksek sıcaklık işlemi nedeniyle bir LFTR santralinde kullanılabilecek olan gelecekte kapalı gaz Brayton çevrimleriyle verimlilik %54'e kadar çıkabilir. Günümüz hafif su reaktörlerine göre bu %20-40 daha yüksektir (%33), bu da bölünebilir ve verimli yakıt tüketiminde %20-40 oranında azalma, üretilen fisyon ürünleri, soğutma için atık ısı reddi ve reaktör termik gücü ile aynıdır.
- Zenginleştirme ve yakıt elemanı imalatı yok. Doğal toryumun %100'ü yakıt olarak kullanılabilir ve yakıt katı yakıt çubukları yerine erimiş tuz şeklindedir, pahalı yakıt zenginleştirmesi ve katı yakıt çubuklarının geçerlilik prosedürleri ve imalat işlem maliyetleri yüksek değildir. Bu, LFTR yakıt maliyetlerini büyük ölçüde azaltır. LFTR zenginleştirilmiş uranyumla başlatılmış olsa bile, zenginleştirmeye sadece bir kere başlamak gerekir. Devreye girdikten sonra daha fazla zenginleştirme gerekmez.
- Düşük yakıt maliyeti. Tuzlar, katı yakıt üretimine kıyasla oldukça ucuzdur. Örneğin, berilyum kg başına oldukça pahalı iken, büyük bir 1 GWe reaktör için gerekli berilyum miktarı oldukça küçüktür. ORNL'in MSBR'si, 5.1 ton Beilyum metali, 26 ton BeF2'yi gerektiriyordu. 147 $/kg BeF2, fiyatıyla bu envanter, milyarlarca dolarlık bir enerji santralı için mütevazı bir maliyet olan 4 milyon doların altına mâl olacaktı. Sonuç olarak, burada varsaydığımız seviyenin üzerinde bir berilyum fiyat artışı, enerji santralinin toplam maliyetinde çok az etkiye sahip olacaktır. Zenginleştirilmiş lityum-7'nin maliyeti 120-800 $/kg LiF ile daha az belirgindir ve 17.9 ton lityum-7'nin 66.5 ton LiF olduğu bir envanterde (MSBR sistemine dayanılarak), LiF için 8 milyon ila 53 milyon dolar arasında bir gider öngörülmektedir. 99,1 ton toryumun 30 $/kg seviyesine eklenmesinde sadece 3 milyon dolar ekek maliyet oluşmaktadır. Bölünebilir materyal, özellikle de pahalı yoğun bir şekilde yeniden işlenmiş plütonyum kullanıldığı durumlarda, bölünebilir plütonyum başına 100 dolarlık bir maliyetle daha pahalıdır. Yalnızca yumuşak nötron spektrumu sayesinde mümkün olan 1.5 tonluk bir başlangıç bölüşüm yüküyle bu 150 milyon dolar kazandırmaktadır. Her şeyi ilave etmek, bir defalık yakıt ücretinin toplam masrafını 165 ila 210 milyon dolar arasında değiştirmektedir. Bu, hafif su reaktörü için ilk çekirdeğin maliyetine benzemektedir. Yeniden işleme detaylarına bağlı olarak, bir defada tuz envanteri uzun yıllar sürebilir, oysa LWR'nin her 4-6 yılda bir tamamen yeni bir çekirdeğe ihtiyacı olmaktadır (her 12 ila 24 ayda bir 1/3'ü değiştirilir). ORNL'in, daha pahalı 3 döngü sisteminin toplam tuz maliyeti hakkındaki kendi tahmini bugünkü parayla 100 milyon dolardan daha az olan 30 milyon dolardı.
- LFTR'ler daha temizdir. Tamamen geri dönüşümlü bir sistem olarak, bir LFTR'den çıkan tahliye atıkları çoğunlukla fisyon ürünleridir ve bunların çoğu (%83) geleneksel nükleer santrallerin aktinit atığına kıyasla saatler veya günler gibi nispeten kısa yarılanma ömrüne sahiptir. Bu, jeolojik bir depoda gerekli atık sınırlama döneminde önemli bir azalmaya neden olur. Geri kalan yüzde 17'nin kalan seviyelere ulaşması için sadece 300 yıl gerekmektedir. Toryum yakıt çevrimi atığının radyo-toksisitesi, uranyum/plütonyum yakıt ömrününkinden 10,000 kat daha azdır.
- Gerekli az bölünebilir yakıt. LFTR'ler termal spektrumlu reaktörler olduğundan, başlamak için çok daha az bölünmüş yakıta ihtiyaç duyarlar. Tek bir akışkan LFTR'yi başlatmak için sadece 1-2 ton bölünebilirliğe ihtiyaç duyulmaktadır ve ikili akışkan tasarımı için muhtemelen bu 0.4 ton kadar düşüktür. Kıyasla, katı yakıtlı hızlı üretken reaktörlerin reaktör başlatımı için en az 8 ton fissil yakıt gerekir. Hızlı reaktörler kuramsal olarak transuranik atık üzerinde çok iyi bir şekilde başlamış olsalar da, yüksek bölünebilir yakıtlı devreye alma işi çok pahalıya yapılır.[]
- Yakıt ikmali için kesinti yok. LFTR'lerin sıvı yakıtları vardır ve bu nedenle, sadece yakıt haznesini doldurmak için reaktörü ayırıp kapatmaya gerek yoktur. LFTR'ler böylece bir elektrik kesintisine neden olmaksızın yakıt ikmali () yapabilir.
- Takip eden yükleme. LFTR'de xenon zehirlenmesi olmadığından, elektrik talebinin düşük olduğu zaman güç tasarrufu yapmak ve herhangi bir zamanda tekrar açmak için bir sorun yoktur.
- Yüksek basınçlı kap yok. Çekirdeğe basınç uygulanmadığından, çekirdek için yüksek basınçlı bir reaktör kabı olan hafif su reaktörlerine göre pahalı malzemeye ihtiyaç duyulmaz. Bunun yerine, nispeten ince malzemelerden yapılmış bir alçak basınçlı reaktör kabı ve borular (erimiş tuz için) vardır. Metal, ısı ve korozyona karşı dirençli, egzotik nikel alaşımı olmasına rağmen, -N, alaşımı gerekli miktarı nispeten azdır.
- Mükemmel ısı aktarımı. Sıvı florür tuzları, özellikle LiF bazlı tuzlar, iyi ısı aktarım özelliklerine sahiptirler. LiF-ThF4 gibi yakıt tuzlarının, suya oranla yaklaşık %22 daha yüksek bir vardır, FLiBe, suya oranla yaklaşık %12 daha yüksek ısı kapasitesine sahiptir. Buna ek olarak, LiF esaslı tuzların basınçlı su reaktöründeki sıcak basınçlı suyun yaklaşık iki katı ısıl iletkenliği vardır. Bu, verimli ısı aktarımı ve yoğun bir birincil döngü ile sonuçlanır. Rakip yüksek sıcaklık reaktör soğutucusu olan helyum ile karşılaştırıldığında, fark daha da büyüktür. Yakıt tuzu, sıcak basınçlı helyum gibi hacimsel ısı yeterliğinin 200 kat üstünde ve ısıl iletkenliğin 3 katından fazladır. Erimiş bir tuz döngüsü, 1/5 çaplı boruları kullanacak ve atmosfer basıncında kalırken yüksek basınçlı helyum için gerekli olan 1/20 güç pompalarını kullanacaktır.
- Daha küçük, düşük basınçlı hava muhafazası. Basınçlı su yerine soğutma sıvısı olarak sıvı tuz kullanılarak, reaktör kabından biraz daha büyük bir muhafaza yapısı kullanılabilir. Hafif su reaktörleri, buharla yanıp sönen basınçlı su kullanır ve sızıntı durumunda basınç bin kat artar ve reaktör kabından bin kat daha büyük bir hacim binası gerektirir. LFTR tasarımı sadece fiziksel boyutta küçük olarak değil aynı zamanda iç basıncında düşük olmasını gerektirir. Muhafaza içinde hızlı bir basınç yükselmesine (hidrojen veya buhar gibi) neden olan depolanmış bir enerji kaynağı yoktur. Bu, LFTR'ye yalnızca doğal güvenliğin yanı sıra, aynı zamanda daha küçük boyutlar, daha düşük malzeme kullanımı ve daha düşük inşaat maliyeti açısından önemli bir teorik üstünlük sağlar.
- Hava soğutma. Yüksek sıcaklık güç çevrimi, suyun az olduğu birçok bölgede kullanım için kritik olan verimlilikte çok az bir kayıp ile hava soğutmalı olabilir. Konvansiyonel buharla çalışan sistemlerde kullanılan büyük su soğutma kulelerine ihtiyaç duyulmaz, bu da santral yapı maliyetlerini düşürür.
- Atıklardan kaynağa. Bazı fisyon ürünlerinin ayrı bir ticari değere sahip olabilmesi için çıkarılmasının mümkün olabileceği önerileri bulunmaktadır. Bununla birlikte, üretilen enerjiyle karşılaştırıldığında, fisyon ürünlerinin değeri düşüktür ve kimyasal saflaştırması pahalı olmaktadır.
- Verimli madencilik. Yer kabuğundan toryum çıkarma süreci (extraction process), uranyumdan daha güvenlidir ve bu verimli bir madencilik yöntemidir. Toryum cevheri, monazit, genellikle kendi cevherinde bulunan uranyum yüzdesinden daha yüksek toryum konsantrasyonları içerir. Bu, toryumun daha maliyet etkin ve daha az çevreye zarar veren yakıt kaynağı olmasını sağlar. Radyasyon seviyelerinin olduğu yer altı uranyum madenleri gibi havalandırma gerektirmeyen toryum madenleri, açık bir çukur olduğu için, toryum madenciliği, uranyum madenciliğinden daha kolay ve daha az tehlikelidir.
Olumsuz yanları
LFTR'ler bugünkü ticari güç reaktörlerinden tamamen farklıdır. Bu farklılıklar birtakım tasarım zorlukları ve olumsuz denge unsurları yaratır:
- Hala çok gelişmesi gerekmektedir - ARE ve MSRE deneysel reaktörleri 1960'larda inşa edilmiş olmasına rağmen, LFTR'ler için hâlâ çok daha fazla gelişmesi gerekmektedir. Bu, kimyasal ayrışma (edilgen), acil soğutma, trityum bariyeri, uzaktan çalıştırılan bakım, büyük ölçekli Li-7 üretimi, yüksek sıcaklık güç döngüsü ve daha dayanıklı malzemelerden daha fazlasını içermektedir.
- Mothballed teknolojisi - Aslında sadece birkaç MSR inşa edilmiştir. Bu deneysel reaktörler 40 yıldan fazla bir süre önce inşa edilmişti. Bu, bazı teknologların,[] konsepti eleştirel olarak değerlendirmenin zor olduğunu söylemelerine neden olmaktadır.[]
- Başlangıç yakıtı - Çıkarılmış uranyumdan farklı olarak çıkarılmış toryumun fissil izotopu yoktur. Toryum reaktörleri, bölünebilir uranyum-233'ü toryumdan üretir, ancak ilk başlatımda az miktarda bölünebilir malzeme gerektirir. Bu malzemenin bulunurluğu nispeten düşüktür. Bu, kısa sürede reaktörlerin nasıl başlatılacağı sorununu ortaya çıkarmaktadır. Bir seçenek: günümüzde katı yakıtlı reaktörlerde U-233 üretmek ve daha sonra katı atıktan yeniden üretmektir. Bir LFTR, diğer fisyon izotopları, zenginleştirilmiş uranyum veya plütonyum reaktörlerden veya devre dışı bırakılmış bombalardan da başlatılabilir. Zenginleştirilmiş uranyum ile başlatılması için yüksek zenginleştirme gerekmektedir. Devredışı bırakılmış uranyum bombaları yeterince zenginleştirilmiş madde içerir, ancak miktarları pek çok LFTR'yi başlatmaya yetecek kadar çok yakıt hammaddesi içermemektedir. Plütonyum florürün lantanit fisyon ürünlerinden ayrılması işlemi zordur. İkili akışkan bir reaktör için bir seçenek, yakıt tuzunda plütonyum veya zenginleştirilmiş uranyum ile çalışmak, örtüde U-233 üremek ve çekirdeğe geri göndermek yerine saklamaktır. Bunun yerine, bugünkü katı yakıt reaktörlerine benzer zincir reaksiyonunu sürdürmek için plütonyum veya zenginleştirilmiş uranyum eklenmelidir. Yeterli U-233 yetiştirildiğinde, yakıtları yeni yakıtla değiştirilir ve U-233 yeni başlatımlar için saklanır. Bir dönüştürücü olarak çalışan bir tekil akışkan reaktör için de benzer bir seçenek mevcuttur. Böyle bir reaktör, çalışırken yakıtı yeniden işleyemez. Bunun yerine, reaktör plütonyum üzerinde başlayacak ve toryum verimli hammadde olacak ve plütonyum eklenecektir. En sonunda plütonyum yanar ve U-233 situda üretilir. Reaktör yakıt ömrünün sonunda, harcanmış yakıt tuzu, yeni LFTR'leri başlatabilmek için yetiştirilen U-233'ü geri kazanmak için tekrar işlenebilir.
- Tuzları dondurma - Florürlü tuz karışımlarının erime noktası 300 ila 600 °C (572 ila 1,112 °F) arasındadır. Tuzlar, özellikle de berilyum florürlü olanlar, donma noktalarına yakın çok yapışkandırlar (viscous). Bu, muhafaza ve ısı değiştiricilerinde dikkatli tasarım ve donma koruması gerektirir. Normal çalışmada, geçişler sırasında ve uzun süreli aksama süresince donma önlenmelidir. Birincil döngü tuzu, gerekli sıcaklığın korunmasına yardımcı olan bozunum ısı üreten fisyon ürünlerini içerir. için ORNL, tüm reaktör odasını (sıcak hücrenin) yüksek sıcaklıkta tutulmasını planlamıştı. Bu, tüm borularda özel elektrikli ısıtıcı hatlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırdı ve birincil döngü bileşenlerini daha fazla ısıttı. Erimiş tuzla soğutmalı katı yakıtlı reaktörler için geliştirilen bir "sıvı fırın" tasarımı, tüm birincil halkayı içeren ayrı bir tampon tuz havuzu kullanmaktadır. Yüksek ısı hacmi ve tampon tuzunun önemli yoğunluğundan dolayı, tampon tuzu yakıt tuzunun donmasını önler ve edilgen bozunma ısı soğutma sistemine katılır, radyasyon koruması sağlar ve birincil döngü bileşenleri üzerindeki yük ağırlıklı gerilmeleri azaltır. Bu tasarım LFTR'ler için de uygulanabilir.[]
- Berilyum toksisitesi - Önerilen tuz karışımı , insanlar için toksik olan büyük miktarda berilyum içermektedir (fisyon ürünleri ve diğer radyoaktif maddeler kadar toksik olmamasına rağmen). Birincil soğutma halkalarındaki tuz, önlemek için çalışanlardan ve çevreden yalıtılmalıdır. Bu düzenli olarak endüstride yapılır. Bu sanayi deneyimine dayanarak, berilyum emniyetinin katma maliyetinin sadece 0,12 $/MWh'ye mâl olması beklenmektedir. Başlatma işleminden sonra, birincil yakıt tuzundaki fisyon işlemi, yüksek gama ve nötron radyasyon alanına sahip yüksek radyoaktif fisyon ürünleri üretir. Dolayısıyla etkili bir koruma birincil öncelikliliktir. Bunun yerine, Fransız LFTR tasarımı "TMSR"'nin seçtiği gibi berilyum içermeyen lityum florür-toryum florür ötektik kullanarak çalıştırma mümkündür. Bu, biraz daha yüksek bir erime noktasına doğru değişimi tetikler, ancak basitliğin ek üstünlükleri de vardır (yeniden işleme sistemlerinde BeF2'yi önleme); bunlar plütonyum-triflorür için artan çözünürlük, azalan trityum üretimi (berilyum lityum-6 üretir ve bu da trityum üretir) ve gelişmiş ısı transferi (BeF2 tuz karışımının yarı sıvılığını (viscosity) arttırır) gibi. Sodyum, rubidyum ve zirkonyum florürleri gibi başka çözücüler gelişmede ticarette daha düşük erime noktalarına izin verirler.
- Geciken nötronların kaybı - Tahmin edilebilir şekilde denetlenebilmesi için nükleer reaktörlerde gecikmeli nötronlara güven vardır. Zincir reaksiyonunu sürdürmek için fisyon ürünü bozunumundan yavaş yavaş gelişen nötronlara ihtiyaç duyulur. Geciken nötronlar yavaşça evrimleştiği için reaktör çok daha iyi kontrol edilebilir hale gelir. Bir LFTR'de, ısı değiştiricisindeki ve borulardaki fisyon ürünlerinin varlığı, bu gecikmeli nötronların bir kısmının da kaybolduğu anlamına gelir. Çekirdeğin kritik zincir reaksiyonuna katılmazlar; bu da, reaktörün akış, güç vb. değişiklikleri sırasında daha az yavaş davranıldığı anlamına gelir. Geciken nötronların yaklaşık yarısına kadarının kaybedilebilirliği olasıdır. Uygulamada, ısı değiştiricisinin kompakt olması gerektiği anlamına gelir; böylece çekirdeğin dışındaki hacim olabildiğince küçük tutulmuş olur. Çekirdek ne kadar yoğun (daha yüksek güç yoğunluğu) ise, bu konunun önemi o kadar önemlidir. Isı değiştiricilerinde çekirdeğin dışında daha fazla yakıt olması da, reaktörü başlatmak için pahalı fisil yakıtının daha fazlasına ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Bu, oldukça küçük bir ısı değiştiricisini (eşanjör) bir LFTR için önemli bir tasarım gereksinimi haline getirir.[]
- Atık yönetimi - Radyoaktif atığın yaklaşık %83'ünde saatler içinde ya da gün içinde bir yarılanma ömrü vardır, geriye kalan %17'si arka plan düzeylerine erişmek için jeolojik olarak istikrarlı bir şekilde hapsedilmeleri için 300 yıllık depolama gerektirir. Florür biçimindeki fisyon ürünlerinden bazıları suda çok çözünür olduğundan florürler uzun vadeli depolamaya daha az uygundur. Örneğin, suda çok yüksek bir çözünürlüğe sahiptir. Uzun süreli saklama için, cam gibi bir çözünmeyen bir biçime dönüştürülmesi istenebilir.[]
- Belirsiz kullanım dışılık masrafları - Erimiş Tuz Reaktörü Deneyi'nin temizlenmesi küçük bir 8 MW (inci) birim için 130 milyon dolar civarındaydı. Yüksek maliyetin büyük kısmı, ORNL'nin kusur ve saklamamış olduğu depoda soğuk yakıt tuzundan florin ve uranyum hekzaflorürün beklenmedik şekilde evrimleşmesinden kaynaklanmıştır, ancak bu şimdi tasarımında dikkate alınmıştır. Ayrıca, işletme dışı bırakma masrafları, önceki tecrübelere dayanarak tesis boyutuyla kuvvetli bir şekilde ölçeklendirilmez ve maliyetler, tesis ömrünün sonunda ortaya çıkmaktadır; bu nedenle, bir kilovat için belirli bir ücret yeterli olmaktadır. Örneğin, bir GWe'lik reaktör fabrikası, 40 yıllık ömrü boyunca 300 milyar kWh elektrik üretmekte; bu nedenle, 0,001 $/kWh kullanım dışılık ücreti, tesis ömrünün sonunda 300 milyon dolar artı değer oluşturmaktadır.
- Soy metal birikimi - Soy metaller gibi bazı radyoaktif fisyon ürünleri, borular üzerine çöker. Nikel-yün sünger kartuşları gibi yeni materyaller, yığılmayı önlemek, soy metalleri filtrelemek ve tuzak oluşturmak için geliştirilmelidir.
- Sınırlı grafit ömrü - Özlü tasarımların grafit ılımlayıcısı (graphite moderator) ve yakıt/üreme döngüsü ayırıcısı için sınırlı bir ömrü vardır. Hızlı nötronların etkisi altında, grafit önce büzülür, daha sonra çok zayıflayıp, çatlayarak mekanik problem yaratana ve grafitin reaksiyonu zehirlemek için yeterli fisyon ürünlerini emmesine neden olana kadar sınırsız olarak genişler. 1960'taki ikili akışkan tasarımı, dört yıllık bir grafit değiştirme devresi geçirmişti. Grafitin kapalı borudan çıkarılması tek akışkan bir tasarıma geçmek için büyük bir teşvik oldu. Bu büyük orta bölümün değiştirilmesi, uzaktan çalıştırılan ekipman gerektirmektedir. tasarımları bu değiştirmeyi ayarlamalıdır. Erimiş tuz reaktörlerinde hemen hemen tüm yakıt ve fisyon ürünleri bir hazneye boru ile bağlanabilir. Fisyon ürünlerinin yüzde birinin yalnızca bir kısmı grafitte son bulur ve başta fisyon ürünleri grafitle çarpışarak oluşur. Bu, grafit yüzeyi radyoaktif hale getirir ve en azından yüzey tabakasının geri dönüştürülmesi/uzaklaştırılması olmadan, oldukça büyük bir atık akışı oluşturur. Yüzey tabakasının çıkarılması ve geri kalan grafitin geri dönüşümü bu sorunu çözecektir. Nükleer ılımlayıcı grafitinin geri dönüşümü veya atılması için çeşitli teknikler mevcuttur. Grafit düşük sıcaklıklarda dingin ve hareketsizdir, bu nedenle gerekirse kolayca depolanabilir veya gömülebilir. En az bir tasarım, tuz içinde yüzen, gazı çeken grafit topları (çakıl taşları) kullanmış; reaktörü kapatmadan sürekli olarak çıkarıp denetleyebilmiştir. Güç yoğunluğunun azaltılması grafit ömrünü uzatır. Kıyasla, katı yakıtlı reaktörler, her 12 ila 24 ayda, yüksek radyoaktif fisyon ürünlerini de içeren yakıt elementlerinin 1/3'ünü değiştirir. Bu, koruyucu ve soğutucu bir su tabakası altında rutin olarak yapılır.
- Grafite bağlı pozitif reaksiyon geribildirimi - Grafit ısıtıldığında U-233 fisyonunu artırarak istenmeyen olumlu bir geri bildirime neden olur. LFTR tasarımı belirli grafit ve tuz kombinasyonlarından ve bazı çekirdek geometrilerinden kaçınmalıdır. Eğer bu problem, yeterli grafit ve dolayısıyla iyi derecede ısıl hale getirilmiş bir spektrum kullanılarak ele alınırsa, başabaşlık yeteneğine ulaşmak zordur. Çok az grafit kullanmanın veya hiç grafit kullanmamanın ötekisi daha hızlı bir nötron spektrumuna neden olur. Bu, geniş bir bölünebilir envanter ve radyasyon hasar artışı gerektirir.
- Sınırlı plütonyum çözünebilirliği - Plütonyum, amerikyum ve florürleri, üç florin atomuna bağlı oldukları anlamına gelir (PuF3, AmF3, CmF3). Bu gibi triflorürler FLiBe taşıyıcı tuzunda sınırlı bir çözünebilirliğe sahiptirler. Bu, özellikle küçük birincil tuz stokunu kullanan özlü bir tasarım için devreye almayı zorlaştırmaktadır. Tabii ki, plütonyum taşıyan atıkları başlangıç sürecinden uzak tutmak bunda daha da iyi bir çözümdür, bu da bir sorun teşkil etmemektedir. Çözünürlük, berilyum florürün daha az veya hiç kullanılmayarak (triflorürler için çözünürlüğü yoktur) veya daha yüksek bir sıcaklıkta çalıştırılarak arttırılabilir[] (çoğu diğer sıvılardaki gibi, çözünürlük sıcaklık ile yükselir). Bir ısıl tayf (thermal spectrum), daha düşük güç yoğunluğundaki çekirdeğin plütonyum çözünürlüğü ile ilgili bir soruna neden olmaz.
- Yeniden işleme tabi tutulan çoğalma riski - Etkili yeniden işleme bir çoğalma tehlikesi taşır. LFTR'lerde diğer reaktörlerden gelen plütonyumda kullanılabilir. Bununla birlikte, yukarıda belirtildiği gibi, plütonyum kimyasal olarak toryumdan ayrıştırılamamakta ve plütonyum, bol miktarda toryumda seyreltilmiş halde bombalarda kullanılamamaktadır. Buna ek olarak, toryum yakıt döngüsü tarafından üretilen plütonyum, çoğunlukla, Pu-238, yüksek derecede doğal nötronlar ve bozunma ısısı üretmekte ve böylece bu izotopla bir fisyon bombası oluşturmak imkânsız hale getirilmektedir ve çok küçük yüzdeleri bile içeren yakıt oluşturmak son derece zordur. Isı üretim hızı 567 W/kg olan bu maddenin, bomba çekirdeği sürekli olarak birkaç kilovatsa ısı üreteceği anlamına gelir. Tek soğutma yolu, zayıf iletken olan çevreleyen yüksek patlayıcı katmanlar aracılığıyla iletimle sağlanır. Bu, düzene zarar verecek kadar yönetilemeyen yüksek sıcaklıklar yaratır. 1204 kBq/g doğal fisyon hızı, 'ın iki katına çıkmaktadır. Bu izotopun çok küçük yüzdeleri bile, patlamadan çok ""a (Fizzle) neden olan zincir reaksiyonu başlatan doğal fisyondan kaynaklanan nötronlara bağlı olarak "patlama öncesi" ile bomba verimini önemli ölçüde azaltacaktır. Yeniden işleme, tamamen kapalı ve içerdiği sıcak hücrelerde otomatik iletim gerektirir ve bu da saptırmayı zorlaştırır. PUREX gibi bugünkü ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla, Yüksek ısıl işlem/piro işlemlere (Pyroprocessing) erişilemez ve çoğunlukla büyük miktarda fisyon ürünü bulaşması olan saf olmayan bölünebilir materyal üretir. Bu otomatikleştirilmiş bir sistem için bir sorun değilken, proliferatörler için ciddi zorluklar ortaya koymaktadır.[]
- Protaktinyum ayrımından kaynaklanan çoğalma riski - Özlü tasarımlar, yalnızca protaktinyumun hızla ayrılması, çoğalma riski nedeniyle üreyebilir; çünkü bu olası olarak yüksek saflıkta U-233'e erişim sağlar. Bu reaktörlerin 233-U'su, yüksek derecede bir gama ışınımı vericisi olan 232-U ile kirlenmiş (contaminated) olacak ve koruyucu nitelikte bir sıcak zenginleştirme tesisi gerektirirken, materyallerin olası bir yolu olarak zordur. Bu nedenle ticari güç reaktörleri ayrılmadan tasarlanmalıdır. Uygulamada, bu, yetiştirme veya düşük güç yoğunluğunda çalışma anlamına gelir. İkili akışkan tasarım, daha büyük bir örtü ile çalışabilir ve yüksek güç yoğunluğundaki çekirdeği (hiçbir toryum ve dolayısıyla hiçbir protaktinyum içermez) tutabilir.[] Bununla birlikte, bir grup nükleer mühendis, "Nature"'da (2012) protaktinyum yolunun uygulanabilir olduğunu ve bu toryumun "önerilen olduğu kadar iyi olmadığını..." savunuyor.
- Neptünyum-237 hızının artışı - Bir florinatör kullanan tasarımlarda, Np-237 gaz halindeki heksaflorür olarak uranyum ile birlikte görülür ve katı fluorür pelet emilme yatakları kullanılarak kolayca ayrılabilir. Hiçbir ülke böylesine bir bomba üretmedi, ancak Np-237'nin önemli hızlı fisyon kesiti ve düşük kritik kütlesi imkânı ima ediliyordu. Np-237 reaktörde tutulduğunda kısa ömürlü Pu-238'e dönüşür. Tüm reaktörler, yüksek (mono) izotopik kalitede daima bulunabilen ve kimyasal olarak kolayca ekstrakte edilen önemli miktarda neptunyum üretirler.
- Lityum-6'dan nötron zehirlenmesi ve trityum üretimi - Lityum-6 güçlü bir nötron zehiridir; LiF'yi %7.5 lityum-6 içeriğiyle doğal lityum ile kullanmak, reaktörlerin çalışmasını engeller. Çekirdekteki yüksek nötron yoğunluğu (dönüştürme) ile ve trityum'a dönüşür ve bu bozulmayı önlemek için gerekli olan nötronların kaybedilmesine yol açar. Trityum, kimyasal olarak sıradan hidrojene neredeyse benzeyen bir radyoaktif hidrojen izotopudur. MSR'de, trityum oldukça taşınabilirdir, çünkü elementel biçiminde metaller yoluyla yüksek sıcaklıkta hızla dağılır. Lityum, izotopik olarak lityum-7 bakımından zenginleştirilmişse ve izotop ayrım seviyesi yeterince yüksekse (%99,995 lityum-7), üretilen trityum miktarı, 1 GWe'lik bir reaktör için yılda yalnızca birkaç yüz gramdır. Trityumun bu kadar küçük miktarı çoğunlukla lityum-7-trityum reaksiyonundan ve ilk olarak trityum üreten lityum-6'ya geçerek dolaylı olarak trityum üretebilen berilyumdan gelir. Bir lityum tuzu kullanan LFTR tasarımları, izotopunu seçer. MSRE'de lityum-6, izotopik zenginleştirme yoluyla yakıt tuzundan başarılı bir şekilde ayrıştırılmıştır. Lityum-7, lityum-6'dan en az %16 daha ağır olduğundan ve en yaygın izotop olduğundan, lityum-6, çıkarmak için nispeten daha kolay ve ucuzdur. Lityumun vakumda damıtılması, her evre için %8'e kadar verimlilik sağlar ve bir vakum odasında sadece ısıtılmayı gerektirir., 90,000'de yaklaşık bir fisyon, üretir ve bu da lityum-6'ya ve 12.500'de bir fisyona dönüşerek doğrudan bir trityum atomu üretir (tüm reaktör türlerinde). Elverişli MAR'ler, genellikle helyum gibi kuru bir atıl gaz örtüsü altında çalışırlar. LFTR'ler, CANDU reaktörlerinde olduğu gibi suda fazla seyreltilmediğinden, trityumun geri kazanılması için iyi bir imkân sunar. Trityumu titanyumla hidrolize etmek, sodyum fluoroborat ya da erimiş nitrat tuzu gibi daha az hareketli (fakat hala uçucu) şekillere oksitlemek veya onu türbin güç döngüsü gazında yakalamak ve onu bakır oksit peletlerini kullanarak oksijeni gidermek gibi çeşitli yöntemler mevcuttur. ORNL, kalan trityumun kimyasal olarak tuzaklanarak ikincil soğutucu akışkanından türbin güç döngüsüne yayılmak yerine uzaklaştırılabilmesi için ikincil bir döngü soğutma sistemi geliştirdi. ORNL, kalan trityumun kimyasal olarak tuzaklanarak ikincil soğutucu akışkanından türbin güç döngüsüne yayılmak yerine uzaklaştırılabilmesi için ikincil bir döngü soğutma sistemi geliştirdi. ORNL, bunun trityum emisyonlarını kabul edilebilir seviyelere düşüreceğini hesapladı.
- Tellürden Korozyon - Reaktör, az miktarda bir tellür fisyon ürünü üretir. MSRE'de bu, özel nikel alaşımının -N parçacık sınırlarında küçük miktarlarda korozyona neden olmuştu. Metalurjik çalışmalar, -N alaşımına %1-2 niyobyum ilavesinin, tellür ile korozyon direncini arttırdığını göstermiştir./UF3 oranını 60'ın altında tutmak, yakıt tuzunu hafif düşürerek paslanmayı azaltır. MSRE'de sürekli akan yakıt tuzu ile pompa kabının içindeki kafes içine batırılmış bir berilyum metal çubuk temas etmişti. Bu, tuzda flor sıkıntısı yarattı, tellürü daha girişken (elementel) bir şekle indirgedi. Bu yöntem, genel olarak korozyonun azaltılmasında da etkili olmaktadır, çünkü fisyon işlemi, aksi takdirde yapısal metallere hücum eden daha fazla flor atomu üretir.
- Nikel alaşımlarına radyasyon hasarı - Temel Hastelloy-N alaşımının nötron radyasyonu ile zayıf olduğu tespit edildi. Nötronlar helyum oluşturmak için nikel ile reaksiyona girmektedir. Bu helyum gazı, alaşımın belirli noktalarında yoğunlaştı ve burada gerilmeler arttı. ORNL, Hastelloy N'ye %1-2 titanyum veya niyobyum ekleyerek bu sorun üzerine eğilmiş, bu, alaşımın iç yapısını değiştirerek helyumun iyi dağıtılmasını sağlamıştır. Bu stres rahatladı ve alaşımın önemli nötron akışına dayanmasına izin verdi. Bununla birlikte en yüksek sıcaklık yaklaşık 650 °C ile sınırlıdır. Diğer alaşımların geliştirilmesi gerekebilir. Tuz içeren dış kap duvarını nötron hasarından etkili bir şekilde korumak için bor karbür gibi nötronik korumaya gereksinim olabilir.
- Uzun süreli yakıt tuzu depolama - Florür yakıtı tuzları, onlarca yıl içinde katı biçimde depolanırsa, radyasyon aşındırıcı flor gazının ve 'ün salınmasına neden olabilir. Tuzların boşaltılması, atıkların uzun süre kapatılmadan önce çıkarılması ve 100 santigrat derecenin üzerinde depolanması gerekir. Florürler uzun süreli depolama için daha az uygundur çünkü çözünmeyen olmadıkça bazıları suda yüksek çözünürlüğe sahiptir.
- İş modeli - Günümüzün katı yakıtlı reaktör üreticileri yakıt imalatı ile uzun vadeli gelir sağlamaktadırlar. Üretmek ve satmak için herhangi bir yakıt olmaksızın, bir LFTR'de farklı bir iş modeli benimsenmektedir. Bu, geçerli bir iş yapmak için giriş maliyetleri üzerinde önemli bir engel olacaktır. Mevcut altyapı ve parça tedarikçileri, su soğutmalı reaktörlere yöneliktir. Toryum pazarı ve toryum madenciliği küçüktür, dolayısıyla gerekli olan önemli altyapı henüz mevcut değildir. Düzenleyici kuruluşlar, toryum reaktörlerini düzenleyen daha az tecrübeye sahip olup, gecikmeler için potansiyel yaratmaktadırlar.
- Enerji döngüsünün geliştirilmesi - En yüksek verimlilik için büyük bir helyum veya süperkritik karbondioksit türbininin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu gaz çevrimleri, ergimiş tuz yakıtlı veya eritilmiş tuz soğutmalı reaktörler ile kullanım için çok sayıda olası üstünlük sunar. Bu kapalı gaz çevrimleri, ticari türbin-üreteç seti için tasarım zorlukları ve mühendislik ölçeklendirme çalışmaları ile karşı karşıyadır. Temel bir süperkritik buhar türbini, verimlilik açısından küçük bir olumsuzluk ile kullanılabilir (MSBR'nin net verimliliği, 1970'lerden kalma eski bir buhar türbini kullanılarak yaklaşık %44 olacak şekilde tasarlanmıştır). Buhar üreteci için eritilmiş bir tuzun halen geliştirilmesi gerekecektir. Şu anda, ergimiş nitrat tuzlu buhar üreteçleri, İspanya'daki gibi konsantre güneş termik santrallerinde kullanılmaktadır. Böyle bir üreteç, üçüncül dolaşım döngüsü olarak bir MSR için kullanılabilir; burada, birincil ve ikincil ısı değiştiricisinden dağınık olarak herhangi bir trityum da yakalanır.
Son gelişmeler
Fuji MSR tasarımı
, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Reaktör Deneyine benzer bir teknoloji kullanarak 100 ila 200 erimiş tuz yakıtlı ısıl damıtım reaktörü için bir tasarımdı. Japonya, Amerika Birleşik Devletleri ve Rusya üyeleri de dahil olmak üzere bir konsorsiyum tarafından geliştirildi. Bu reaktör bir damıtım reaktörü olarak, toryumu nükleer yakıtlara dönüştürür. Bir endüstri grubu, Temmuz 2010'da ile ilgili güncel planlarını sunmuştur. Tahmini maliyet kilovat saat başına 2.85 sentti.
Çin toryum MSR projesi
Çin Halk Cumhuriyeti, toryum erimiş tuz reaktör teknolojisinde bir araştırma ve geliştirme projesi başlatmıştır. Ocak 2011'de düzenlenen Çin Bilimler Akademisi (CAS) yıllık konferansında resmî olarak ilan edildi. Nihai hedefi, yaklaşık 20 yıl içinde bir toryum temelli erimiş tuz nükleer sistemini araştırmak ve geliştirmektir. TMSR araştırma programının beklenen ara sonucu, 2015 yılında 2 MW çakıl yatağı florür tuzu soğutmalı araştırma reaktörü ve 2017 yılında 2 MW erimiş tuz yakıtlı araştırma reaktörü inşa etmektir. Bunu 10 MW'lık bir kanıtlama reaktörü ve 100 MW'lık pilot reaktörler izleyecektir. Proje, 350 milyon dolarlık bir başlangıç bütçesine sahip olarak tarafından yönetilmekte ve Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nde toryum erimiş tuz reaktörü araştırması üzerine tam zamanlı olarak çalışan 140 doktora bilim adamını istihdam etmektedir. 2015 yılı itibarıyla personel sayısındaki genişleme ile görevli sayısı 700'e yükselmiştir.
Flibe Enerji
Eski NASA bilim adamı ve 'de Baş Nükleer Teknoloğu olan , ve özellikle sıvı florür toryum reaktörlerinin uzun süreli geliştiricisi olmuştur. Ay'ın kolonileri için uygun enerji santrali tasarımlarını değerlendirirken NASA'da çalışırken ilk önce toryum reaktörlerini araştırdı. Bu yakıt döngüsüyle ilgili materyalleri şaşırtıcı derecede bulmak zordu, bu nedenle 2006'da Sorensen bu teknolojiyi tanıtmak için "energyfromthorium.com" adlı bir belge deposu, forum ve blogunu başlattı. 2006'da, Sorensen, sıvı florür tuzlu reaktör tasarımlarının bir alt kümesini ısıl tayfta uranyum-233'e dönüştürerek üreten tasarımı tanımlamak için sıvı florür toryum reaktörünü ve LFTR adlandırmasını icat etti. Sorensen, 2011 yılında, başlangıçta askerî üslere güç sağlamak için 20-50 MW'lık reaktör tasarımlarını geliştirmeyi planlayan Flibe Energy'yi kurdu. Günümüz ABD nükleer düzenleyici ortamında sivil güç istasyonu tasarımlarından çok yeni askeri tasarımlar geliştirmek daha kolaydır. ve ile eşgüdümlendirilen bağımsız bir teknoloji değerlendirmesi, Flibe Enerji'nin önerilen LFTR tasarımı hakkında şimdiye kadar kamuya açık olan en ayrıntılı bilgiyi temsil etmektedir.
Toryum Enerji Üretimi Limited (TEG)
Thorium Energy Generation Pty. Limited (TEG), LFTR reaktörlerinin yanı sıra toryum 'nin dünya çapındaki ticari gelişimine adanmış bir Avustralya araştırma ve geliştirme şirketi oldu. Haziran 2015'ten itibaren TEG işlemlerini durdurmuştur.
Alvin Weinberg Vakfı
Alvin Weinberg Vakfı, 2011 yılında kurulan ve toryum enerjisinin ve LFTR'nin açığa çıkmamış gücü hakkında farkındalık yaratmaya adamış bir İngiliz yardım kuruluşudur. Resmî olarak Lordlar Kamarası'nda 8 Eylül 2011'de başlatıldı. Adını, toryum erimiş tuz reaktörü araştırmasına öncülük eden Amerikan nükleer fizikçisi 'den almıştır.
Thorcon
Martingale, Florida'da önerilen bir erimiş tuz dönüştürücü reaktörüdür. Yüksek nükleer ıslah verimliliği yerine, ekipmanın değiştirilmesi kolaylığı için yeniden işleme ve değiştirilebilir kutular içermeyen basitleştirilmiş bir tasarıma sahiptir.
Ayrıca bakınız
- IV. nesil reaktör
- Toryum temelli nükleer güç
- (en:Thorium Energy Alliance)
Kaynakça
- ^ Greene, Sherrel (Mayıs 2011). Fluoride Salt-cooled High Temperature Reactors - Technology Status and Development Strategy. ICENES-2011. San Francisco, Kaliforniya.
- ^ a b c d e f g h i LeBlanc, David (2010). (PDF). Nuclear Engineering and Design. 240 (6). Elsevier. s. 1644. doi:10.1016/j.nucengdes.2009.12.033. 9 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ Stenger, Victor (12 Ocak 2012). "LFTR: A Long-Term Energy Solution?". Huffington Post. 22 Aralık 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ Williams, Stephen (16 Ocak 2015). "Molten Salt Reactors: The Future of Green Energy?". ZME Science. 11 Ekim 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 12 Ağustos 2015.
- ^ a b Warmflash, David (16 Ocak 2015). "Thorium Power Is the Safer Future of Nuclear Energy". Discover Magazine. 21 Ocak 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 22 Ocak 2015.
- ^ United Press International (29 Eylül 1946). "Atomic Energy 'Secret' Put into Language That Public Can Understand". Pittsburgh Press. 13 Mart 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ekim 2011.
- ^ United Press International (21 Ekim 1946). "Third Nuclear Source Bared". The Tuscaloosa News. 13 Mart 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ekim 2011.
- ^ a b c d e f g h i j k l m Hargraves, Robert; Moir, Ralph (Temmuz 2010). (PDF). American Scientist. 98 (4). ss. 304-313. doi:10.1511/2010.85.304. 8 Aralık 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ . Gesellschaft für Schwerionenforschung. gsi.de
- ^ "Lab's early submarine reactor program paved the way for modern nuclear power plants". Argonne's Nuclear Science and Technology Legacy. Argonne Ulusal Laboratuvarı. 1996. 27 Nisan 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ Sorensen, Kirk (2 Temmuz 2009). (PDF). Mountain View, Kaliforniya: Google. 12 Aralık 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ a b Rosenthal, M.; Briggs, R.; Haubenreich, P. "Molten-Salt Reactor Program: Semiannual Progress Report for Period Ending August 31, 1971" (PDF). Cilt ORNL-4728. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. 13 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ MacPherson, H. G. (1 Ağustos 1985). . Nuclear Science and Engineering. Cilt 90. ss. 374-380. 4 Haziran 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ Weinberg, Alvin (1997). The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer. Springer Science+Business Media. ISBN . 13 Mart 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 1 Mayıs 2017.
- ^ . 21 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Kasım 2011.
- ^ . Dünya Nükleer Birliği. Mart 2012. 30 Mart 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Haziran 2012.
The most common isotope formed in a typical nuclear reactor is the fissile Pu-239 isotope, formed by neutron capture from U-238 (followed by beta decay), and which yields much the same energy as the fission of U-235. Well over half of the plutonium created in the reactor core is consumed in situ and is responsible for about one third of the total heat output of a light water reactor (LWR).
(Güncellenmiş) - ^ a b c d Rosenthal, M. W. (Ağustos 1972). "The Development Status of Molten-Salt Breeder Reactors" (PDF). Cilt ORNL-4812. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. 13 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ a b c Rosenthal, M. W.; Kasten, P. R.; Briggs, R. B. (1970). "Molten Salt Reactors - History, Status, and Potential" (PDF). Nuclear Applications and Technology. Cilt 8. 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ a b Section 5.3, WASH 1097 "The Use of Thorium in Nuclear Power Reactors", available as a PDF from Liquid-Halide Reactor Documents 3 Eylül 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde . Erişim: 11/23/09
- ^ Briggs, R. B. (Kasım 1964). "Molten-Salt Reactor Program Semiannual Progress Report For Period Ending July 31, 1964" (PDF). Cilt ORNL-3708. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. 13 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ Furukawa; K. A. (2008). "A road map for the realization of global-scale Thorium breeding fuel cycle by single molten-fluoride flow". Energy Conversion and Management. 49 (7). s. 1832. doi:10.1016/j.enconman.2007.09.027.
- ^ a b Hargraves, Robert; Moir, Ralph (Ocak 2011). "Liquid Fuel Nuclear Reactors". Forum on Physics & Society. 41 (1). American Physical Society. ss. 6-10. 18 Şubat 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ a b c Robertson, R. C.; Briggs, R. B.; Smith, O. L.; Bettis, E. S. (1970). "Two-Fluid Molten-Salt Breeder Reactor Design Study (Status as of January 1, 1968)". Cilt ORNL-4528. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. doi:10.2172/4093364. 18 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ a b c Robertson, R. C. (Haziran 1971). "Conceptual Design Study of a Single-Fluid Molten-Salt Breeder Reactor" (PDF). Cilt ORNL-4541. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı. 13 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ LeBlanc, David (Mayıs 2010). "Too Good to Leave on the Shelf". Mechanical Engineering. Amerikan Makina Mühendisleri Topluluğu. 5 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ Hough, Shane (4 Temmuz 2009) . if.uidaho.edu
- ^ "Oak Ridge National Laboratory: A New Approach to the Design of Steam Generators for Molten Salt Reactor Power Plants" (PDF). Moltensalt.org. 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b Sabharwall, Piyush; Kim, Eung S.; McKellar, Michael; Anderson, Nolan (Nisan 2011). "Process Heat Exchanger Options for Fluoride Salt High Temperature Reactor" (PDF). Idaho National Laboratory. 8 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ ""Flower power" has been inaugurated in Israel" (News). Enel Green Power. 10 Temmuz 2009.[][]
- ^ a b "Pyrochemical Separations in Nuclear Applications: A Status Report" (PDF). 8 Ocak 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Forsberg, Charles W. (2006). (PDF). Proceedings of the 2006 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '06). . 29 Ekim 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Nisan 2012.
- ^ a b c (PDF). E-reports-ext.11nl.gov. 26 Ocak 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Low-Pressure Distillation of Molten Fluoride Mixtures: Nonradioactive Tests for the MSRE Distillation Experiment;1971, ORNL-4434" (PDF). 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Design Studies of 1000-Mw(e) Molten-Salt Breeder Reactors; 1966, ORNL-3996" (PDF). 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Engineering Tests of the Metal Transfer Process for Extraction of Rare-Earth Fission Products from a Molten-Salt Breeder Reactor Fuel Salt; 1976, ORNL-5176" (PDF). 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Conocar, Olivier; Douyere, Nicolas; Glatz, Jean-Paul; Lacquement, Jérôme; Malmbeck, Rikard; Serp, Jérôme (2006). . Nuclear Science and Engineering. 153 (3). ss. 253-261. 8 Nisan 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ "Molten Salt Reactors: A New Beginning for an Old Idea" (PDF). 4 Ekim 2013 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). 14 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). Uc2.jinr.ru. 15 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b Cooper, N.; Minakata, D.; Begovic, M.; Crittenden, J. (2011). "Should We Consider Using Liquid Fluoride Thorium Reactors for Power Generation?". Environmental Science & Technology. 45 (15). s. 6237. doi:10.1021/es2021318.
- ^ a b c d e f Mathieu, L.; Heuer, D.; Brissot, R.; Garzenne, C.; Le Brun, C.; Lecarpentier, D.; Liatard, E.; Loiseaux, J.-M.; Méplan, O.; Merle-Lucotte, E.; Nuttin, A.; Walle, E.; Wilson, J. (2006). "The Thorium molten salt reactor: Moving on from the MSBR" (PDF). Progress in Nuclear Energy. 48 (7). s. 664. arXiv:nucl-ex/0506004 $2. doi:10.1016/j.pnucene.2006.07.005. 8 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ a b "Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties" (PDF). Inl.gov. 8 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Chapter 13: Construction Materials for Molten-Salt Reactors" (PDF). Moltensalt.org. 9 Ekim 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). 22 Aralık 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b Devanney, Jack. "Simple Molten Salt Reactors: a time for courageous impatience" (PDF). C4tx.org. 23 Eylül 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Moir, R. W. (2008). "Recommendations for a restart of molten salt reactor development" (PDF). Energy Convers. Management. 49 (7). ss. 1849-1858. doi:10.1016/j.enconman.2007.07.047. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 6 Mayıs 2017.
- ^ Leblanc, D. (2010). "Molten salt reactors: A new beginning for an old idea". Nuclear Engineering and Design. 240 (6). s. 1644. doi:10.1016/j.nucengdes.2009.12.033.
- ^ "The Influence of Xenon-135 on Reactor Operation" (PDF). C-n-t-a.com. 23 Eylül 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b c (PDF). 26 Eylül 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). Ornl.gov. 21 Ekim 2008 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Thorium Fuel Cycle, AEC Symposium Series, 12, USAEC, Şubat 1968
- ^ (PDF). Thoriumenergyaslliance.com. 14 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b Engel, J. R.; Grimes, W. R.; Bauman, H. F.; McCoy, H. E.; Dearing, J. F.; Rhoades, W. A. (1980). (PDF). Oak Ridge National Lab, TN. ss. 81-87. ORNL/TM-7207. 14 Ocak 2010 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2017.
- ^ Hargraves, Robert; Moir, Ralph (27 Temmuz 2011). "Liquid Fuel Nuclear Reactors". Aps.org. 13 Nisan 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 3 Ağustos 2012.
- ^ "for nuclear energy looms". 22 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 26 Ocak 2016.
- ^ a b Sylvain, David; Nifenecker, Hervé; ve diğerleri. (Mart-Nisan 2007). "Revisiting the Thorium-Uranium nuclear fuel cycle" (PDF). Europhysics News. 38 (2). ss. 24-27. Bibcode:2007ENews..38...24D. doi:10.1051/EPN:2007007. 5 Temmuz 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 8 Mayıs 2017.
- ^ (PDF). Thoriumenergyalliance.com. 2 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Evans-Pritchard, Ambrose (29 Ağustos 2010) Obama could kill fossil fuels overnight with a nuclear dash for thorium 20 Nisan 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. Telegraph. Erişim 24 Nisan 2013.
- ^ a b "Oak Ridge National Laboratory: Abstract" (PDF). Energyfromthorium. 29 Ocak 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Denatured Molten Salt Reactors" (PDF). Coal2nuclear.com. 25 Kasım 2013 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "ESTIMATED COST OF ADDING A THIRD SALT-CIRCULATING SYSTEM FOR CONTROLLING TRITIUM MIGRATION IN THE lOOO-MW( e ) MSBR" [1OOO-MW( e ) MSBR'DE TRİTYUM MIGRASYONUNU KONTROL ETMEK İÇİN ÜÇÜNCÜ TUZLU DEVRE SİSTEMİ EKLEME MALİYETİ] (PDF). 29 Ocak 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b c d Bonometti, J. "LFTR Liquid Fluoride Thorium Reactor-What fusion wanted to be!" Presentation available in www.energyfromthorium.com (2011)
- ^ (PDF). 13 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Peterson, Per F.; Zhao, H.; Fukuda, G. (5 Aralık 2003). (PDF). U.C. Berkeley Report UCBTH-03-004. 11 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2017.
- ^ Forsberg, Charles W.; Peterson, Per F; Zhao, Haihua (2007). (PDF). Journal of solar energy engineering. 129 (2). ss. 141-146. doi:10.1115/1.2710245. 16 Ağustos 2007 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2017.
- ^ Moir, Ralph; Teller, Edward (Eylül 2005). "Thorium-fueled underground power plant based on molten salt technology". Nuclear Technology. 151 (3). ss. 334-340. 14 Ekim 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 13 Mayıs 2017.
- ^ "Products". Flibe Energy. 28 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Bush, R. P. (1991). (PDF). Platinum Metals Review. 35 (4). ss. 202-208. 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2017.
- ^ "Thorium fuel cycle — Potential benefits and challenges" (PDF). International Atomic Energy Agency. 4 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 27 Ekim 2014.
- ^ "Thorium". World Nuclear. 8 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 15 Mayıs 2017.
- ^ Peterson, Per F.; Zhao, Haihua (29 Aralık 2005). (PDF). U.C. Berkeley Report UCBTH-05-005. 1 Ocak 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Mayıs 2017.
- ^ a b Fei, Ting (16 Mayıs 2008). (PDF). U.C. Berkeley Report UCBTH-08-001. ss. 52-66. 1 Ocak 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "The Thorium Molten Salt Reactor: Launching The Thorium Cycle While Closing The Current Fuel Cycle" (PDF). 15 Nisan 2012 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "The Aircraft Reactor Experiment-Physics" (PDF). Moltensalt.org. 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b "ESTIMATED COST OF ADDING A THIRD SALT-CIRCULATING SYSTEM FOR CONTROLLING TRITIUM MIGRATION IN THE lOOO-MW( e ) MSER" [1OOO-MW( e ) MSER'DE TRİTYUM MIGRASYONUNU KONTROL ETMEK İÇİN ÜÇÜNCÜ TUZLU DEVRE SİSTEMİ EKLEME MALİYETİ] (PDF). Temmuz 1971. 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). Iaea.org. 6 Ağustos 2009 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "Oak Ridge National Laboratory: Graphite Behaviour and Its Effects on MSBR Performance" (PDF). Moltensalt.org. 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b "IAEA-TECDOC-1521" (PDF). 9 Kasım 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ (PDF). ORNL-4548: Molten-Salt Reactor Program. s. 57. 29 Haziran 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Haziran 2015.
- ^ Rodriguez-Vieitez, E.; Lowenthal, M. D.; Greenspan, E.; Ahn, J. (7 Ekim 2002). Optimization of a Molten-Salt Transmuting Reactor (PDF). PHYSOR 2002. Seul, Güney Kore. 26 Aralık 2013 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 17 Mayıs 2017.
- ^ a b "Nuclear Weapons Archive - Useful Tables". 17 Kasım 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 31 Ağustos 2013.
- ^ "Thorium Fuel Has Risks". 2 Aralık 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 16 Ekim 2015.
- ^ a b "Neptunium 237 and Americium: World Inventories and Proliferation Concerns" (PDF). Isis-online.org. 3 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ a b "Distribution and Behavior of Tritium in the Coolant-Salt Technology Facility" [Soğutucu-Tuz Teknolojisi Tesisinde Trityumun Dağılımı ve Davranışı] (PDF). 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Manely; W. D. (1960). "Metallurgical Problems in Molten Fluoride Systems". Progress in Nuclear Energy. Cilt 2. ss. 164-179.
- ^ "Titanium for long-term tritium storage" (PDF). Osti.gov. 31 Ağustos 2012. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "CONCEPTUAL DESIGN STUDY OF A SINGLE-FLUID MOLTEN-SALT BREEDER REACTOR" (PDF). Osti.gov. 31 Ağustos 2012. s. 41. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Moir; R. W. (2002). "Deep-Burn Molten-Salt Reactors" (Application under Solicitation). Cilt LAB NE 2002-1. Department of Energy, Nuclear Energy Research Initiative. s. 3–4. 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 19 Mayıs 2017.
- ^ "Status of materials development for molten salt reactors" (PDF). 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ [1] 13 Ağustos 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (52 MB) Intergranular Cracking of INOR-8 in the MSRE,
- ^ "Potential of Thorium Molten Salt Reactors: Detailed Calculations and Concept Evolutions in View of a Large Nuclear Energy Production" (PDF). Hal.archives-ouvertes.fr. 14 Mayıs 2014 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ National Research Council (U.S.). Committee on Remediation of Buried and Tank Wastes. Molten Salt Panel (1997). Evaluation of the U.S. Department of Energy's alternatives for the removal and disposition of molten salt reactor experiment fluoride salts. National Academies Press. s. 15. ISBN .
- ^ Forsberg, C.; Beahm, E.; Rudolph, J. (2 Aralık 1996). Direct Conversion of Halogen-Containing Wastes to Borosilicate Glass (PDF). Symposium II Scientific Basis for Nuclear Waste Management XX. 465. Boston, Massachusetts: Materials Research Society. ss. 131-137.
- ^ Zhao, H.; Peterson, Per F. (25 Şubat 2004). (PDF). U.C. Berkeley Report UCBTH-03-002. 1 Ocak 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ Hee Cheon No, Ji Hwan Kim & Hyeun Min Kim (2007). (PDF). Nuclear Engineering and Technology. 39 (1). ss. 21-30. doi:10.5516/net.2007.39.1.021. 1 Ocak 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ "Conceptual Design study of a Single Fluid Molten Salt Breeder Reactor" (PDF). Energyfromthorium.com. 24 Eylül 2015 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "HEAT TRANSFER SALT FOR HIGH TEMPERATURE STEAM GENERATION" [YÜKSEK SICAKLIKTA BUHAR ÜRETİMİ İÇİN ISI TRANSFER TUZU] (PDF). 4 Nisan 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Fuji MSR 5 Temmuz 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde . s. 821-856, Ocak 2007, 20MB PDF
- ^ . International Thorium Energy Organisation. 20 Temmuz 2010. 27 Temmuz 2010 tarihinde kaynağından (news) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ "Chapter X. MSR-FUJI General Information, Technical Features, and Operating Characteristics" (PDF). 5 Mart 2016 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ Martin, Richard (1 Şubat 2011). "China Takes Lead in Race for Clean Nuclear Power". Wired Science. 12 Mart 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ . Whb.news365.com.cn. 26 Ocak 2011. 26 Ocak 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Clark, Duncan (16 Şubat 2011). "China enters race to develop nuclear energy from Thorium". The Guardian. Londra. 19 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ "Kun Chen from Chinese Academy of Sciences on China Thorium Molten Salt Reactor TMSR Program". YouTube. 10 Ağustos 2012. 25 Ağustos 2012 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ Halper, Mark (30 Ekim 2012). . Weinberg Foundation. 14 Nisan 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2013.
- ^ Evans-Pritchard, Ambrose (6 Ocak 2013). "China blazes trail for 'clean' nuclear power from thorium". The Daily Telegraph. 6 Haziran 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ "Flibe Energy". Flibe Energy. 7 Şubat 2013 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ . huntsvillenewswire.com. 27 Eylül 2011. 18 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ . . 22 Ekim 2015. 25 Ekim 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Mart 2016.
- ^ Clark, Duncan (9 Eylül 2011). "Thorium advocates launch pressure group". The Guardian. Londra. 18 Mart 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 20 Mayıs 2017.
- ^ Mynewsdesk. 8 Eylül 2011. 30 Ekim 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
- ^ "New NGO to fuel interest in safe thorium nuclear reactors". BusinessGreen. 8 Eylül 2011. 14 Nisan 2016 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 24 Ekim 2012.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Sivi florur toryum reaktoru kisaltma SFTR LFTR Liquid fluoride thorium reactor siklikla kaldirac seklinde telaffuz edilir bir tur erimis tuz reaktorudur LFTR yakit icin florur esasli erimis sivi tuzlu toryum yakit cevrimini kullanir Sivi tuzu Erimis tuz yakitli reaktorler MSR Molten salt reactor erimis bir tuz karisimi seklinde nukleer yakit tedarik etmektedir Kati bir yakit kullanan erimis tuzla sogutmali yuksek sicaklik reaktorleri florur yuksek sicaklik reaktoru FHR Fluoride high temperature reactor ile karistirilmamalidir Bir tur olarak erimis tuz reaktorleri hizli veya isil tayfda hem florur veya klorur tuzu bazli yakitlar hem de bolunebilir veya uretken sarf malzemeleri kullanan yakicilari ve ureticileri icerir LFTR ler florur yakit tuzlarinin kullanimi ve termal spektrumda e yapilan toryum islahi ile tanimlanirlar Bir LFTR de toryum ve uranyum 233 tasiyici tuzlar icinde eritilerek sivi bir yakit olustururlar Ozgun bir islemde sivi hassas bir cekirdek ile isi hareketsiz ikincil bir tuza aktarilan bir harici isi degistirici external heat exchanger arasinda pompalanir Ikincil tuz daha sonra isisini bir buhar turbinine veya aktarir Bu teknoloji MSRE Molten Salt Reactor Experiment Erimis Tuz Reaktoru Deneyi toryum kullanilmasa da 1960 li yillarda Oak Ridge Ulusal Laboratuvari nde ilk defa arastirildi Bu son zamanlarda dunya capinda guncellenen bir konudur Japonya Cin Ingiltere ve ABD Cek Kanada ve Avustralya sirketleri bu teknolojiyi gelistirme ve ticaretini yapma niyetinde olduklarini belirtmislerdir LFTR ler diger guc reaktorlerinden hemen hemen her acidan farklidir dogrudan uranyum yerine uranyum haline getirilen toryumu kullanmakta kapanmadan pompalayarak yakit almakta tuzlu bir sogutucu kullanmakta ve daha yuksek calisma sicakliklari uretmektedirler Bu belirgin ozellikler tasarim zorluklarinin yani sira bircok olasi ustunluge de neden olur Arka planToryum Kucuk buyutulmus olarak Oak Ridge teki eritilmis tuz reaktoru Nukleer fisyon bulgusundan sekiz yil sonra 1946 da uc fizyon izotopu halka aciklanmis nukleer yakit olarak kullanilmak uzere tanimlandi Bolunmus halde olan ve dogal uranyumun 0 72 si kadar olan Uranyum 235 Bolunebilir olmayan Uranyum 238 den dogal uranyumun gt 99 u Plutonyum 239 Bolunebilir olmayan den dogal toryumun u dunya kabugunda uranyumdan yaklasik dort kat daha fazla miktarda bulunur uretilebilen Th 232 U 235 ve U 238 ilk olusan nuklitlerdir ve 4 5 milyar yildan uzun bir suredir mevcut bicimlerindedirler gelirler olen yildizlarin cekirdeklerinde araciligiyla bicim almislar ve olu yildizlar tarafindan galaksiye dagilmislardi Teknik ve tarihsel nedenlerle ucunun her biri farkli reaktor turleri ile iliskilidir U 235 dunyanin birincil nukleer yakitidir ve genellikle hafif su reaktorlerinde kullanilir U 238 Pu 239 ve CANDU reaktorlerinde en cok kullanilani olmustur Th 232 U 233 erimis tuz reaktorlerine MSR en uygunudur Oak Ridge Ulusal Laboratuvarinda ORNL erimis tuz reaktorlerinin kullanimina onculuk etmistir ORNL de iki ontur erimis tuz reaktoru basariyla tasarlanmis insa edilmis ve isletilmistir Bunlar 1954 teki ve 1965 ten 1969 a kadar tasarlanip gelistirilen dir MSRE Her iki deneme reaktoru de sivi florur yakit tuzlari kullanmisti MSRE ayri ayri test calismalari sirasinda U 233 ve U 235 ile yakit verilmesini onemli olcude ortaya cikardi Weinberg gorevi kaldirilmis ve MSR programi 1970 lerin basinda sonlandirilmis daha sonra Amerika Birlesik Devletleri nde arastirma durdurulmustur Gunumuzde ARE ve MSRE simdiye kadar isletilen tek eritilmis tuz reaktoru olmustur Yetistirme temelleriBir iki tur yakit vardir Birincisi notronlar tarafindan vuruldugunda bolunerek cok miktarda enerji salan ve iki ya da uc yeni notronu serbest birakan bolunebilir materyal Bunlar daha fazla bolunebilir malzeme parcalayabilir boylece zincir tepkimenin devam etmesi saglanir Bolunebilir yakitlara ornek olarak U 233 U 235 ve Pu 239 verilebilir Ikinci tur yakita uretken denir Uretken yakita ornek olarak Th 232 toryum izotopu ve U 238 uranyum izotopu verilebilir Genellikle reaktordeki verimli uretken yakit miktari bolunebilen miktardan cok daha fazladir ancak dogrudan fisyonlanamaz Once fisyon isleminde uretilen 2 veya 3 notrondan birini notron yakalama olarak adlandirmali ve ardindan radyoaktif bozunma ile bolunebilir bir izotop haline gelmelidir Bu isleme dogurma denir Tum reaktorler bu sekilde yakit uretirken bugunku kati yakitli termik reaktorler tukettikleri bolunme miktarini telafi etmek icin uretken yakittan yeterince yeni yakit uretmezler Bunun nedeni gunumuz reaktorlerinin mayinli uranyum plutonyum dongusunu ilimli bir notron spektrumunda kullanmasidir Yavaslayan notronlari kullanan boyle bir yakit dongusu yetistirilen plutonyumun fisyonundan 2 yeni bulunan notronu geri vermesiyle sonuclanir Fisyon reaksiyonunu surdurebilmek icin 1 notron gerektiginden yeni yakit uretmek icin fisyon basina 1 notrondan daha az bir yigin kalir Buna ek olarak cekirdekte metaller ilimlayicilar ve fisyon urunleri gibi malzemeler bazi notronlari sogurarak reaktoru calistirmaya devam etmek icin cok az miktarda notron birakarak yeterli yakit uretilmesine neden olacaktir Sonuc olarak devirli bir sekilde yeni bolunebilir yakitlar eklenmeli ve yeni yakita yer acmak icin eski yakitin bir kismi degistirilmelidir En az tukettigi kadar yeni yakit sarfeden bir reaktorde yeni bolunebilir yakit eklemek gerekli degildir Reaktor icinde bolunmeye yarayan sadece yeni uretken yakitlar eklenir Buna ek olarak fisyon urunleri de cikarilmalidir Bu tip bir reaktore uretken reaktor denir Eger suresiz olarak calismaya devam etmek icin verimli yeni fisyon alanina sahip iseniz buna bozundurucu uretken veya es uretken denir Bir LFTR genellikle bir uretken reaktor olarak tasarlanir toryum iceri girer fisyon urunleri ciktisi alinir Uranyum plutonyum yakit dongusunu kullanan reaktorler dogumu surdurebilmek icin gerektirir cunku hizli hareket eden notronlar fisyon isleminde her fisyon basina 2 den fazla notron saglamaktadir Toryum ile kullanilarak ureme mumkundur Bu son yakit yuku ile oldukca olcutlu bir hafif su reaktoru olmasina ragmen tuketime kiyasla toryumdan biraz daha fazla bolunebilen nde calistigi kanitlandi baslatim icin pahali cekirdekli yakita ihtiyac duymazlar ancak cekirdekte kalan fisyon urunlerine daha duyarlidirlar Gerekli uremeyi yapmak icin bir uretken reaktoru yapilandirmanin iki yolu vardir biri verimli ve bolunebilir yakitlarin birlikte yerlestirilebilir olmasi bu nedenle ureme ve bolunme ayni yerde gerceklesir baskaca bolunmeli ve bereketli ayrilabilir olmasi Ikincisi cekirdek ve ortu olarak bilinir cunku cekirdek isi ve notronlari uretirken ayri bir ortu tum uremeyi saglar Reaktor birincil sistem tasarimi degisimleriOak Ridge de eritilmis tuz uretken reaktoruyle bir uretim yapmak icin her iki yolda arastirma yapilmistir Yakit sivi oldugundan tekil akiskan ve ikili akiskan toryum termal ureme erimis tuz reaktoru olarak tanimlanmistir Tekil akiskan reaktor Tekil bir akiskan reaktorun basitlestirilmis bir taslagi Tekil akiskan tasarimi toryum ve uranyum iceren florur tuzuyla dolu buyuk bir reaktor kabini icermektedir Grafit cubuklar tuz islevine daldirilmis ve tuz akisini yonlendiren bir ilimlayicidir ORNL tasariminda reaktor gobeginin kenarina yakin bir miktar grafit dis bolgenin yetersiz kalmasina ve orada toryum tarafindan notronlarin tutulmasinin artmasina neden olacakti Bu duzenleme ile notronlarin cogu reaktor sinirindan biraz uzakta uretilmis ve notron sizintisini kabul edilebilir bir seviyeye dusurmustu Yine de tekil akiskan tasariminin uretimine izin vermek icin onemli bir boyuta ihtiyaci vardir Bir ureme yapilandirmasinda yakit tuzundan fisyon urunlerini cikarmak icin genis yakit islemi belirtilmistir Bir donusturucu yapilandirmasinda tesis maliyetini dusurmek icin yakit isleme gereksinimi basitlestirilmisti Takas periyodik uranyum yakit ikmalinin geregi idi cekirdek bolge icin sadece ontur bir reaktordu MSRE degerli uzun vadeli bir isletme deneyimi saglamistir Japon bilim adamlarinin tahminlerine gore kucuk teknik bosluklari doldurmak ve MSRE ile karsilastirilabilir kucuk bir reaktor onturu olusturmakta arastirma finansmani saglamak icin 5 10 yil icinde 300 400 milyon dolarlik nispeten mutevazi bir yatirimla tekil akiskan LFTR programi elde edilebilirdi Ikili akiskan reaktor Ikili akiskan tasarim tekil akiskan reaktor tasarimina kiyasla mekanik olarak daha karmasiktir Ikili akiskan reaktor yakan yuksek notron yogunluguna sahip bir cekirdek tasarimina sahiptir Toryum tuzunun ayri bir ortusu notronlari emer ve toryum haline donusturulur notron akisinin daha dusuk oldugu ortu bolgesinde birakilabilir boylece notronlari yakalamak yerine yavas yavas U 233 bolunebilir yakitla bozunur Bu yetistirilen bolunebilir U 233 basit florlastirma ile geri kazanilabilir ve fisyon icin cekirdege yerlestirilebilir Cekirdegin tuzu once ile uranyumun giderilmesi daha sonra da ile saflastirilarak tasiyici tuzlarin temizlenmesi ve tekrar saflastirilmasi ile saglanir Damitma sonrasinda kalan dipler bir LFTR nin fisyon urunlerinin bosa harcanmasidir Cekirdek ve ortu sivisini ayirmanin kazanimlari sunlari icerir Basitlestirilmis yakit islemi Toryum kimyasal olarak lantanitler adi verilen birkac fisyon urunu ile benzerdir Toryum ayri bir ortu ile toryum lantanitlerden yalitilmis olarak tutulur Cekirdek akiskaninda toryum olmadan lantanit fisyon urunlerinin cikarilmasi basitlestirilir Dusuk bolunebilir envanter Bolunebilir yakit kucuk bir cekirdek akiskaninda yogunlastigi icin gercek daha yogundur Dis ortu yetistirme icin uretken yakit iceren bir bolunebilir malzeme yoktur Bu nedenle 1968 ORNL tasarimi 250 MW e ikili akiskan MSBR reaktorunu calistirmak icin sadece 315 kilogram fissil malzeme gerektirmistir Bu baslangictaki bolunebilir baslangic yukunun maliyetini dusurmekte ve belirli miktarda bolunebilir materyal uzerinde daha fazla reaktorun baslatilmasina izin vermektedir Daha verimli ureme Toryum ortu sizdirilmis notronlari cekirdek bolgesinde etkili bir sekilde yakalayabilir Ortude yaklasik sifir fisyon olustugundan ortu kendisinden onemli miktarda notron sizdirmaz Bu notron kullaniminin yuksek verimliligine notron ekonomisi ve ozellikle kucuk reaktorlerde daha yuksek bir islah oranina neden olur Ikili akiskan tasarimin bir tasarim zayifligi cekirdek ile ortu bolgesi arasinda bir engel duvarin olmasi geregidir bu duvarin hizli notron hasari nedeniyle devirli olarak degistirilmesi gerekir Grafit dusuk notron emilimi ergimis tuzlarla uyumluluk yuksek sicaklik direnci ve yakit ve ortu tuzlarini ayirmak icin yeterli saglamlik ve butunluk nedeniyle ORNL tarafindan secilen bir malzemeydi Notron radyasyonunun grafit uzerindeki etkisi gozenekliligin artmasina ve fiziksel ozelliklerde bir bozulmaya neden olmasi icin grafitin yavasca buzulmesini ve daha sonra sismesini saglamakti Grafit borularin uzunlugu degiskendir ve catlayabilir veya sizdirma yapabilir ORNL ikili akiskan tasariminin pesinde olmamayi tercih etti ve ikili akiskan reaktorden hic ornek insa edilmedi Ikili akiskan tasarimin bir diger tasarim zayifligi karmasik bir tesisat yapisinda olmasi idi ORNL kabul edilebilir dusuk guc yogunlugunda yuksek bir reaktor guc seviyesi elde etmek icin cekirdegin ve ortu borularinin karmasik ic ice gecmelerinin kullanilmasinin gerekli oldugunu dusundu Daha yeni arastirmalar karmasik ilaveli grafit tup ihtiyacini ortaya koydu kabuk reaktorunde basitlestirilmis uzun bir tup karmasik tup olmadan yuksek toplam reaktor gucune izin verecekti Melez bir bucuk akiskan reaktor Yakit tuzunda toryum bulunan ikili akiskan reaktore bazen bir bucuk akiskan reaktor veya 1 5 akiskan reaktor de denir Bu hem 1 akiskan hem de 2 akiskan reaktorlerin ustunluk ve eksikliklerinin bir kismiyla birlikte bir melez tasarimdir tekil akiskan reaktor de oldugu gibi yakit tuzunda toryum bulunur bu da yakit islemini zorlastirir Ve yine de ikili akiskan reaktor gibi cekirdekten sizan notronlarin emilimini saglamak icin son derece etkili ayri bir ortu kullanilabilir Akiskanlari bir engel kullanarak ayri tutmanin ilave zarari kalici olur ancak yakit tuzunda bulunan toryum ile bu engelde ortuye akmasi gereken notron sayisi daha azdir Bu engele daha az zarar verir Islem sisteminin cekirdekte toryum ile zaten ugrasmasi gerektigi icin engeldeki herhangi bir sizinti da daha dusuk bir sonuc doguracaktir Bir bucuk ya da ikili akiskan LFTR ye karar verirken ana tasarim sorunu daha karmasik bir yeniden isleme mi yoksa daha zorlayici bir yapisal engeli cozmek icin daha kolay olup olmayacagi midir 1000 MW lik e MSBR tasarim kavramlarinin hesaplanan nukleer verimi Tasarim kavrami Yetistirme orani Bolunebilir envanterTekil akiskan 30 yil grafit omru yakit isleme 1 06 2300 kgTekil akiskan 4 yil grafit omru yakit isleme 1 06 1500 kgBir bucuk akiskan degistirilebilir cekirdek yakit isleme 1 07 900 kgIkili akiskan degistirilebilir cekirdek yakit isleme 1 07 700 kgGuc uretimi700 C lik yuksek calisma sicakligina sahip LFTR 45 elektrik araliginda calisabilir Bu elektrik verimliliginde 32 36 oraninda isil olan gunumuz hafif su reaktorlerinden LWR Light water reactor daha yuksektir Elektrik uretimine ek olarak LFTR den elde edilen yogunlastirilmis isil enerji Haber islemiyle amonyak uretimi veya su bolusturerek isil gibi bircok kullanim icin endustriyel islem isisi olarak uygulanmasini saglayabilir Rankine cevrimi Rankine buhar cevrimi Rankine cevrimi en temel termodinamik guc dongusudur En basit tanimiyla cevrim bir bir turbin bir yogunlastirici ve bir pompadan olusur Calisma sivisi genellikle sudur Bir LFTR ye baglanmis bir Rankine guc donusturme sistemi isil verimliligini artirmak icin artan buhar sicakligindan yararlanabilir Cok kritik olmayan Rankine buhar cevrimi su an ticari santrallerde kullanilmakta ve en yeni tesisler daha yuksek sicaklik daha yuksek basinc icin super hassas Rankine buhar cevrimleri kullanmaktadir 1960 lardan 1970 lere kadar ORNL nin MSBR uzerindeki calismalarinda 44 luk bir verimlilikle temel bir super hassas buhar turbinini kullanmayi ve erimis fluorur tuzlu buhar uretecleri gelistirmede onemli tasarim calismalari yaptigi varsayilmaktadir Brayton cevrimi taslagi Bir Brayton cevriminin calisma gazi helyum azot veya karbon dioksit olabilir Yuksek basincli calisma gazi guc uretmek icin bir turbinde genlestirilir Dusuk basincli ilik gaz bir ortam sogutucusunda sogutulur Dusuk basincli soguk gaz sistemin yuksek basincina kadar sikistirilir Siklikla turbin ve kompresor tek bir saft vasitasiyla mekanik olarak baglanir Yuksek basincli Brayton cevrimlerinin dusuk basincli Rankine cevrimlerine kiyasla daha kucuk bir uretec ayak izi olmasi beklenmektedir Bir Brayton cevrimi isi motoru daha genis capli borularla daha dusuk basincta calisabilir Dunyanin ilk ticari Brayton cevrimi gunes enerjisi modulu 100 kW 2009 yilinda Israil in Arava Colu nde insa edilmis ve gosterilmistir Fisyon urunlerinin kaldirilmasiLFTR yakittan fisyon urunlerini cikarmak icin bir mekanizmaya ihtiyac duymaktadir Reaktorde kalan fisyon urunleri notronlari emer ve boylece yeni bolunebilir yakit uretimini azaltir Bu birkac yedek notron ve emiliminin guclu oldugu isil notron tayfinda spektrum bulunan toryum yakit dongusunde ozellikle onemlidir Asgari gereklilik kullanilmis yakittan degerli bolunebilir malzemenin geri kazanilmasidir Fisyon urunlerinin cikarilmasi kati yakit unsurlarinin tekrar islenisine benzer kimyasal veya fiziksel yollarla cok degerli bolunebilir yakit atik fisyon urunlerinden ayrilir Kusursuz olarak en iyi sekilde verimli yakit toryum veya U 238 ve diger yakit bilesenleri ornegin kati yakitlardaki tasiyici tuz veya yakit kaplamasi de yeni yakit icin tekrar kullanilabilir Bununla birlikte ekonomik nedenlerden oturu atiklarla sonuclanabilirler Bir LFTR nin yakiti eriyik bir tuz karisimi oldugundan dogrudan sicak erimis tuzlan calisan yuksek sicaklik yontemleri ve kullanmak caziptir Yuksek isil islem piro islem Pyroprocessing radyasyona duyarli solventleri kullanmaz ve curume isisi ile kolayca bozulmaz Reaktorden gelen radyoaktif yuksek yakitta dogrudan kullanilabilir Reaktore yakin yerde kimyasal ayirma yapilmasi nakliyeyi onler ve yakit cevriminin toplam stokunu dusuk tutar kusursuz bir bicimde yeni yakit toryum ve atik fisyon urunleri haricindeki her sey tesis icinde kalir Yerinde isleme surekli calismak tuzun kucuk bir kismini her gun temizlemek ve reaktore geri gondermek icin planlanmaktadir Yakit tuzunu cok temiz yapmaya gerek yoktur amac fisyon urunlerinin ve diger yabanci maddelerin ornegin oksijen konsantrasyonunu yeterince dusuk tutmaktir Ozellikle notron yakalamada buyuk bir kesit alanina sahip olduklari icin nadir toprak elementlerinin bazilarinin konsantrasyonlari dusuk tutulmalidir Cs veya Zr gibi kucuk kesitli diger bazi ogeler kaldirilmadan once uzun yillar boyunca birikebilir Daha soy metaller Pd Ru Ag Mo Nb Sb Tc normal tuzda florur olusturmaz ancak tuz icinde ince metalik parcaciklar olustururlar Isi esanjoru degistirici veya cikarilmasi daha kolay olan bazi yuksek yuzey alanli filtreler gibi metal yuzeylerde plakalanabilirler MSRE Molten Salt Reactor Experiment sadece nispeten kisa bir isletme deneyimi sagladigi ve bagimsiz laboratuvar deneyleri zor oldugu icin bu asil unsurlarin sona erecegi konusunda halen bazi belirsizlikler bulunmaktadir Xe ve Kr gibi bazi elementler helyum destegiyle gaz olarak kolaylikla cikar Buna ek olarak soy metallerin bir kismi ince bir buhar halinde gazla birlikte alinir Ozellikle Xe 135 in hizli bir sekilde cikarilmasi onemlidir cunku bu cok guclu bir notron zehiridir ve reaktorde birakildiginda reaktor kontrolunu daha da zorlastirir Xe nin giderilmesi de notron ekonomisini gelistirir Gaz cogunlukla He Xe ve Kr Xe 135 in ve diger kisa omurlu izotoplarin buyuk bir kismi curumeyene kadar yaklasik 2 gun bekletilir Daha sonra gazin cogu geri donusume tabi tutulabilir Birkac ay daha bekletildikten sonra radyoaktiflik dusuk sicakliktaki gazi helyuma yeniden kullanim icin ksenona satis icin ve kriptona ayirmak icin yeterince dusuktur Kripton Kr 85 in bozunmasini beklemek icin uzun bir sure birkac on yil depolanmaya ornegin sikistirilmis bicimde ihtiyac duyar Tuz karisimini temizlemek icin cesitli kimyasal ayirma yontemleri onerilmistir Klasik yeniden isleme ile karsilastirildiginda Yuksek isil islem piro islem Pyroprocessing daha ozlu yapida olabilir ve daha az ikincil atik uretebilir LFTR tuzunun yuksek isil islemleri zaten uygun bir sivi bicim ile baslar bu nedenle kati oksit yakitlarini kullanmaktan daha ucuz olabilir Bununla birlikte tam bir erimis tuz yeniden isleme tesisi kurulmadigindan tum testler laboratuvarla sinirli olmus ve sadece birkac element var olmustur Ayrimi iyilestirmek ve yeniden isleme isini daha ekonomik hale getirmek icin daha fazla arastirma ve gelistirme gerekmektedir Uranyum ve diger bazi elementler florin ucuculugu denilen bir islemle tuzdan uzaklastirilabilir Bir florin bir gaz olarak ucucu yuksek degerlikli fluorurleri giderir Bu agirlikli uranyum 233 yakiti iceren uranyum hekzaflorur ayni zamanda neptunyum hekzaflorur teknetiyum hekzafluorur ve selenyum heksaflorur yani sira bazi diger ornegin iyot molibden ve tellur florurlerini icerir Ucucu florurler ayrica adsorpsiyon ve damitma ile ayrilabilir Uranyum hekzaflorur kullanimi zenginlestirmede iyi bir sekilde kurulmustur Yuksek degerli florurler yuksek sicakliklarda oldukca asindiricidir ve Hastelloy dan daha direncli materyal gerektirirler ORNL deki MSBR programindaki bir oneri katilasmis tuzu koruyucu bir tabaka olarak kullaniyordu MSRE reaktorunde yakit tuzundan uranyum cikarmak icin florin ucuculugu kullanildi Ayrica kati yakit unsurlariyla birlikte kullanilmak uzere florin ucuculugu oldukca iyi gelistirilmis ve test edilmistir MSRE programi sirasinda denenen diger bir basit yontem yuksek sicaklik vakum damitimidir Uranyum tetraflorur ve LiF ve BeF tasiyici tuzu gibi dusuk kaynama noktali florurler damitmayla uzaklastirilabilir Vakum altinda sicaklik ortam basincinin kaynama noktasindan daha dusuk olabilir Dolayisiyla yaklasik 1000 C lik bir sicaklik FLiBe tasiyici tuzunun cogunu geri kazanmak icin yeterlidir Bununla birlikte prensip olarak mumkun olsa da toryum florurun daha da yuksek kaynama noktali lantanit floridlerinden ayrilmasi cok yuksek sicakliklara ve yeni malzemelere ihtiyac duyar Bolunebilir yakit olarak uranyum kullanan 2 akiskanli tasarimlar icin kimyasal ayirma bu iki akiskan nispeten basit islemlerle birlikte calisabilir Ortu tuzundan cikan uranyum florin ucuculugu ile giderilebilir ve cekirdek tuzuna aktarilabilir Bolunebilir urunleri cekirdek tuzundan cikarmak icin once uranyum florin ucuculugu ile giderilir Daha sonra tasiyici tuz yuksek sicaklik damitimi ile geri kazanilabilir Lantanitler de dahil olmak uzere yuksek kaynama noktasina sahip florurler atik olarak geride kalir Oak Ridge in erken donem kimya tasarimlari cogalma ile ilgilenmedi ve hizli islahi amacladi Protaktinyum 233 un ayrilmasi ve depolanmasi planlandi bu nedenle reaktordeki notron yakalamadan ve yok edilmeden uranyum 233 e kadar bozunabildi 27 gunluk yarilanma omruyle 2 aylik bir depolama 233Pa cozunurlugunun 75 inin 233U yakitla bozunmasini saglamaktaydi Bir LFTR icin protaktinyum cikarma adimi kendiliginden gerekli degildir Birbirini izleyen cozumler daha dusuk bir guc yogunlugunda ve dolayisiyla daha genis bolunebilir envanterde 1 veya 1 5 akiskanli icin veya daha buyuk bir ortu ile 2 akiskanli icin calismaktadir Ayrica daha sert bir notron tayfi protaktinyum yalitimi olmaksizin kabul edilebilir bir ureme elde etmeye yardimci olur Pa ayriligi belirtilirse bu durumun etkili olabilmesi icin oldukca sik yapilmasi gerekir ornegin her 10 gunde bir 1 GW 1 akiskan tesisi icin bu yakitin yaklasik 10 u veya yakit tuzunun yaklasik 15 t unun her gun yeniden isleme tabi tutulmasi gerektigi anlamina gelir Bu ancak maliyetler kati yakit yeniden isleme konusundaki su andaki maliyetlerden cok daha dusukse mumkundur Daha yeni tasarimlar genellikle Pa kaldirilmasini onler ve kimyasal ayristirma icin gereken boyut ve maliyetleri azaltan yeniden isleme tuzu gonderirler Ayni zamanda kimyasal olarak ayrilmis Pa nin curumesinden elde edilebilecek yuksek saflikta U 233 ten dolayi cogalma endiselerini de onler Fisyon urunleri toryum ile karistirilirsa ayirma daha zor olur cunku toryum plutonyum ve lantanitler nadir toprak elementleri kimyasal acidan birbirine benzerdir Hem protaktinyumun ayrilmasi hem de lantanitlerin uzaklastirilmasi icin onerilen bir islem de erimis bizmut ile temastir Redoks tepkimesinde bazi metaller bizmut eriyigine katilmis lityum karsiliginda bizmut eriyigine aktarilabilir Dusuk lityum konsantrelerinde U Pu ve Pa bizmut erime sekline hareket eder Daha az indirgeme kosullarinda bizmut erimesinde daha fazla lityum lantanitler ve toryum bizmut eriyik icine de aktarilir Fisyon urunleri daha sonra bizmut alasimindan ayri bir asamada orn Bir LiCl eriyik ile temas ettirilerek aktarilir Ancak bu yontem cok daha az gelismis bir yontemdir Aluminyum gibi diger sivi metallerle de benzer bir yontem mumkun olabilir UstunlukleriToryum yakitli erimis tuz reaktorleri geleneksel kati uranyum yakitli hafif su reaktorlerine kiyasla bircok olasi ustunluge sahiptir Guvenlik Dogal guvenlik LFTR tasarimlari reaktiflik gezilerine karsi edilgen saglamak icin guclu bir negatif sicaklik reaktiflik katsayisi kullanir Sicakliga bagimlilik 3 kaynaktan gelir Ilki asiri isinirsa toryumun daha fazla notron emdigi sozde Doppler etkisi iledir Bu zincir tepkimesini devam ettirmek icin daha az notron birakir boylece guc azalir Ikinci bolum grafit ilimlayicisini isitmaktir bu genellikle sicaklik katsayisina pozitif katkida bulunur Ucuncu etki yakitin isil genlesmesi ile ilgilidir Yakit asiri isinirsa yakitin sivi niteligi nedeniyle yakitin etkin cekirdek bolgesinden disariya dogru kayacagi onemli derecede genisler Kucuk orn MSRE deneme reaktoru veya iyi duzenlenmis bir cekirdekte bu reaktifligi azaltir Bununla birlikte buyuk az denetimli cekirdegin orn ORNL MSBR tasarimi daha az yakit tuzu daha iyi kontrol ve dolayisiyla daha fazla reaktiflik ve istenmeyen bir pozitif sicaklik katsayisi anlamina gelir Kararli sogutucu Erimis florurler kimyasal olarak kararlidir ve isinimdan etkilenmezler Tuzlar yuksek sicaklik ve isinim altinda bile yanmaz patlamaz veya parcalanmaz Sodyum sogutkaninin su ve hava ile hizli siddetli bir tepkimesi yoktur Su sogutucularin sahip oldugu yanici hidrojen uretimi yoktur Bununla birlikte tuz radyoliz nedeniyle dusuk 100 C den dusuk sicakliklarda radyasyona kararli degildir Dusuk basinc islemi Sogutma sivisi tuzlari yuksek sicakliklarda sivi kaldiklarindan LFTR cekirdekleri pompadan ve hidrostatik basincin 0 6 MPa icme suyu sistemindeki basincla kiyaslanabilir gibi oldugu dusuk basinclarda calisacak sekilde tasarlanmistir Cekirdegin basarisiz olmasina ragmen hacimde cok fazla bir artis olur Bundan dolayi patlayamaz LFTR sogutma tuzlari cok yuksek kaynama noktalarina sahip olacak sekilde secilir Gecici veya kaza esnasinda bile birkac yuz derece isinma bile anlamli bir basinc artisina neden olmaz Reaktorde Fukusima Daiichi nukleer kazasi sirasinda oldugu gibi buyuk bir basinc artisi veya patlamaya neden olabilecek su veya hidrojen yoktur Fisyondan basinc artisi yok LFTR ler gaz ve basincina maruz kalmazlar Sivi yakit islenmek uzere ksenon gibi gazli fisyon urunlerinin cevrimici olarak cikarilmasini saglar ve boylece bu bozulma urunleri bir felaketle yayilmayacaktir Ayrica fisyon urunleri isinimi yakalayan ve radyoaktif maddenin cevreye yayilmasini onleyen iyot bromur ve stronsiyum gibi fluorur tuzuna kimyasal olarak baglanir Kontrolu daha kolay Erimis yakit reaktoru xenon 135 in kolayca cikarilmasi kazanimina sahiptir onemli bir olarak kati yakitli reaktorleri kontrol etmeyi zorlastirir Erimis yakitli bir reaktorde ksenon 135 cikarilabilir Kati yakit reaktorlerinde ksenon 135 yakitta kalir ve reaktor kontrolune mudahale eder Yavas isinma Sogutma sivisi ve yakit ayrilmaz bu nedenle herhangi bir sizinti veya yakit hareketine buyuk bir miktarda sogutucu eslik edecektir Erimis florurlerin vardir bazilari gibi sudan bile daha yuksektir Bu gecisler veya kazalar sirasinda buyuk miktarda isiyi emmelerini saglar Edilgen bozunma isisi sogutmasi Bircok reaktor tasarimi gibi reaktor calismadiginda yakit sogutucu karisiminin bir bosaltma tankina kacmasina izin verir bkz asagida Hata guvenlikli cekirdek Bu tankin edilgen curume isisinin giderilmesi icin bir takim cesitlilikleri ayrintilar hala aciktir olmasi ve bu nedenle de calismasi icin fiziksel ozelliklere kontroller yerine ihtiyac duymasi planlanmaktadir Hata guvenlikli cekirdek LFTR ler alt kisimda genellikle kucuk bir elektrikli fan ile etkin olarak sogutulmasi gereken bir dondurma tapasi icerebilir Sogutma basarisiz olursa elektrik kesintisi nedeniyle fan durur fis erir ve yakit bosaltilmis bir edilgen sogutmali depolama tesisinde bosaltilir Bu sadece reaktoru durdurmakla kalmaz ayni zamanda depolama tanki isinlanmis nukleer yakitlarin kisa omurlu radyoaktif bozunumundaki bozunma isisini daha kolay bosaltabilir Cekirdekten bir boru kirilmasi gibi buyuk bir sizinti olmasi durumunda bile tuz reaktorun bulundugu mutfak lavabosu sekilli odanin uzerine dokulur ve yakit tuzunun yercekimi ile pasif olarak sogutmali dokum deposuna bosaltilmasi saglanir Daha uzun omurlu atiklar LFTR ler reaktor atiklarinin uzun vadeli onemli olcude azaltabilir Uranyum yakitli hafif su reaktorleri 95 U 238 den daha fazla yakit tuketirler Bu reaktorler normalde U 238 in bir kismini uzun omurlu bir izotop olan Pu 239 a donustururler Yakitin neredeyse tamami bu nedenle transuranik uzun omurlu bir unsur olmaktan sadece bir adim uzaktadir Plutonyum 239 yari omru 24 000 yildir ve hafif su reaktorlerinin nukleer yakitlarinda en yaygin maddedir Pu 239 gibi transuranikler reaktor atiklarinin sonsuz bir sorun oldugu algisina neden olurlar Buna karsilik LFTR U 233 e toryumu donusturen nu kullanmaktadirlar Toryum daha acik bir element oldugu icin transuranik elementleri uretmek icin daha fazla notron yakalamasi gerekir U 233 un bir LFTR ye iki fisyon yapma olasiligi vardir Ilk olarak U 233 90 fisyon ve ardindan kalan 10 U 235 e donusurken bir baska olasiliga sahiptir 80 i parcalanacaktir Bu nedenle neptunyum 237 ye ulasan yakit fraksiyonu en muhtemel transuranik element olarak sadece 2 dir ve GWe yil basina yaklasik 15 kg dir Bu transuranik bir uretim olup hafif su reaktorlerinden 20x kat daha kucuktur ve GWe yil basina 300 kg transuranik uretir Onemlisi bu cok daha kucuk transuranik uretimi nedeniyle transuraniklerin geri donusturulmesi daha kolaydir Yani nihayetinde parcalanmak icin cekirdege geri gonderilirler U238 plutonyum yakit cevriminde calisan reaktorler hem reaktor notronigi hem de geri donusum sistemi uzerinde tam geri donusumu zorlastiran cok daha fazla transuranik uretmektedir LFTR de yeniden isleme kayiplari olarak yalnizca bir yuzde orani nihai atik gider Dusuk transuranik uretimi ve geri donusumunun bu iki yarari birlestirildiginde bir toryum yakit cevrimi geleneksel uranyum yakitli hafif su reaktorune kiyasla transuranik atiklarin uretimini bin kat daha fazla azaltmaktadir Tek onemli uzun omurlu atik uranyum yakitinin kendisidir ancak bu geri donusum yoluyla sinirsiz olarak kullanilabilir ve veya daima elektrik uretir Toryum asamasinin hic kapatilmamasi gerekiyorsa reaktorlerin bir kismi kapanabilir ve kalan reaktorlerde uranyum yakit stoklari yanabilir ve bu nihai atigi bile toplumun talep ettigi kadar kucuk bir seviyeye indirir LFTR hala atiklarinda radyoaktif fisyon urunleri uretmekte ancak bu cok uzun surmemektedir bu fisyon urunlerinin radyotoksisitesi ve tarafindan hakimiyet altindadir Daha uzun yarilanma omru sezyumundur 30 17 yil Yani 30 17 yil sonra curume radyoaktifligi yari yariya azaltir On yarilanma omru iki maddenin radyoaktifligini 10 kat arttirarak 1 024 e dusurur Bu noktada fisyon urunleri yaklasik 300 yilda dogal uranyumdan daha az radyoaktiftir Dahasi yakit maddesinin sivi hali sadece yakittan degil ayni zamanda birbirlerinden ayrisma ile fisyon urunlerinin ayrilmasina olanak tanir ve bu da bunlarin her bir fisyon urununun yari omrunun uzunluguna gore siralanmasini saglar boylece daha kisa yarilanma omru daha uzun yarilanma omrune sahip olanlardan daha cabuk bir sekilde depolanabilir Cogalma direnci 2016 da CERN eski Genel Muduru Nobel Odullu fizikci Carlo Rubbia 1970 lerde ABD nin toryum reaktor arastirmalarini kesmesinin baslica nedeninin bugun onu cazip kilan sey olan toryumun nukleer bir silah haline gelmesinin zor oldugunu belirtti LFTR yakiti nukleer silahlara dort yolla saptirmaya karsi direnmektedir ilk olarak daha sonra e donusen e donusturulerek uretilir Eger protaktinyum reaktorde kalirsa az miktarda U 232 de uretilir U 232 nin guclu ve tehlikeli gama isinlari ureten bir bozunma zinciri urunu daha talyum 208 vardir Bunlar bir reaktor icinde sorun teskil etmemektedir ancak bir bombada bomba uretimini zorlastirmaktar elektroniklere zarar vermekte ve bombanin yerini aciga cikarmaktadir Ikinci cogalmaya direncli ozellik LFTR lerin gigawatt yil elektrik basina yaklasik 15 kg lik cok az plutonyum uretmesinden kaynaklanmaktadir bu bir yilda tek bir buyuk reaktorun ciktisidir Bu plutonyum cogunlukla Pu 238 dir bu da yuksek isi ve kendiliginden cikan notronlar nedeniyle fisyon bombasi yapimi icin uygun olmamasina neden olur Ucuncu yol olarak bir LFTR fazla yedek yakit ciktilamaz Her yil yaktigi oranla en fazla 9 daha fazla yakit uretmekte ve sadece 1 daha fazla yakit ureten bir reaktor tasarlamak daha da kolay olmaktadir Bu tur reaktorle bina bombalari hizla elektrik santrallerini devre disi birakacaktir ve bu ulusal niyetlerin kolay bir gostergesi konumuna gelecektir Ve son olarak toryumun kullanilmasi uranyum zenginlestirme ihtiyacini azaltabilir ve sonunda ortadan kaldirabilir Uranyum zenginlestirme devletlerin bomba yapim materyalleri elde ettikleri iki temel yontemden biridir Ekonomi ve verimlilik 1 GW uranyum yakitli LWR ve 1 GW torium yakitli LFTR enerji santralinin yillik yakit gereksinimlerinin ve atik urunlerinin karsilastirilmasi Toryum bollugu LFTR lerde uranyum 233 yakiti icinde toryum olusur Dunya nin kabugu U 238 in yaklasik uc ila dort kati daha fazla toryum icerir toryum yaklasik olarak kursun kadar bol miktarda bulunur ve normalde toryum atik olarak atilan nadir toprak madenciliginin bir yan urunudur LFTR leri kullanarak yuz binlerce yil icin kuresel enerji ihtiyaclarini karsilayacak kadar uygun toryum bulunmaktadir Toryum yerkabugunda kalay civa veya gumusten daha yaygindir Ortalama yer kabugunun metre kupunde yaklasik dort seker kupu esdegeri toryum bulunur ve bu bir kisinin enerji ihtiyacini on yildan fazla bir sure saglamak icin yeterlidir Montana Idaho sinirindaki 1 800 000 ton yuksek dereceli toryum cevheri icerdigi tahmin edilmektedir Bes yuz ton cevher ABD nin tum enerji ihtiyacini bir yil boyunca arz edebilir Su anki talebin eksikliginden dolayi ABD hukumeti kabuga yaklasik 3 200 metrik ton rafine toryum nitrati donusturerek Nevada colune gommustur Dogal kaynak yetersizligi yok Binlerce LFTR olusturmak icin berilyum lityum nikel ve molibden gibi diger dogal kaynaklar mevcuttur Reaktor verimliligi Konvansiyonel reaktorler zenginlestirilmis uranyumun yuzde birinden daha azini tuketir ve geri kalanlarini atik olarak birakir Mukemmel bir sekilde yeniden isleme tabi tutulmasiyla LFTR ler toryum yakitinin yaklasik 99 unu tuketebilir Gelistirilmis yakit verimliligi ile bir LFTR de 1 ton dogal toryum geleneksel reaktorlerde 250 t dogal uranyum gerektiren 35 t zenginlestirilmis uranyuma esdeger ve komur santrallerinde 4 166 000 ton siyah komurun urettigi guce esdeger anlamina gelen enerjiyi saglayabilmektedir Termodinamik verimlilik Cagdas superkritik buhar turbinleriyle calisan LFTR ler 45 lik termal ve elektrik verimliliginde calisabilecektir Yuksek sicaklik islemi nedeniyle bir LFTR santralinde kullanilabilecek olan gelecekte kapali gaz Brayton cevrimleriyle verimlilik 54 e kadar cikabilir Gunumuz hafif su reaktorlerine gore bu 20 40 daha yuksektir 33 bu da bolunebilir ve verimli yakit tuketiminde 20 40 oraninda azalma uretilen fisyon urunleri sogutma icin atik isi reddi ve reaktor termik gucu ile aynidir Zenginlestirme ve yakit elemani imalati yok Dogal toryumun 100 u yakit olarak kullanilabilir ve yakit kati yakit cubuklari yerine erimis tuz seklindedir pahali yakit zenginlestirmesi ve kati yakit cubuklarinin gecerlilik prosedurleri ve imalat islem maliyetleri yuksek degildir Bu LFTR yakit maliyetlerini buyuk olcude azaltir LFTR zenginlestirilmis uranyumla baslatilmis olsa bile zenginlestirmeye sadece bir kere baslamak gerekir Devreye girdikten sonra daha fazla zenginlestirme gerekmez Dusuk yakit maliyeti Tuzlar kati yakit uretimine kiyasla oldukca ucuzdur Ornegin berilyum kg basina oldukca pahali iken buyuk bir 1 GWe reaktor icin gerekli berilyum miktari oldukca kucuktur ORNL in MSBR si 5 1 ton Beilyum metali 26 ton BeF2 yi gerektiriyordu 147 kg BeF2 fiyatiyla bu envanter milyarlarca dolarlik bir enerji santrali icin mutevazi bir maliyet olan 4 milyon dolarin altina mal olacakti Sonuc olarak burada varsaydigimiz seviyenin uzerinde bir berilyum fiyat artisi enerji santralinin toplam maliyetinde cok az etkiye sahip olacaktir Zenginlestirilmis lityum 7 nin maliyeti 120 800 kg LiF ile daha az belirgindir ve 17 9 ton lityum 7 nin 66 5 ton LiF oldugu bir envanterde MSBR sistemine dayanilarak LiF icin 8 milyon ila 53 milyon dolar arasinda bir gider ongorulmektedir 99 1 ton toryumun 30 kg seviyesine eklenmesinde sadece 3 milyon dolar ekek maliyet olusmaktadir Bolunebilir materyal ozellikle de pahali yogun bir sekilde yeniden islenmis plutonyum kullanildigi durumlarda bolunebilir plutonyum basina 100 dolarlik bir maliyetle daha pahalidir Yalnizca yumusak notron spektrumu sayesinde mumkun olan 1 5 tonluk bir baslangic bolusum yukuyle bu 150 milyon dolar kazandirmaktadir Her seyi ilave etmek bir defalik yakit ucretinin toplam masrafini 165 ila 210 milyon dolar arasinda degistirmektedir Bu hafif su reaktoru icin ilk cekirdegin maliyetine benzemektedir Yeniden isleme detaylarina bagli olarak bir defada tuz envanteri uzun yillar surebilir oysa LWR nin her 4 6 yilda bir tamamen yeni bir cekirdege ihtiyaci olmaktadir her 12 ila 24 ayda bir 1 3 u degistirilir ORNL in daha pahali 3 dongu sisteminin toplam tuz maliyeti hakkindaki kendi tahmini bugunku parayla 100 milyon dolardan daha az olan 30 milyon dolardi LFTR ler daha temizdir Tamamen geri donusumlu bir sistem olarak bir LFTR den cikan tahliye atiklari cogunlukla fisyon urunleridir ve bunlarin cogu 83 geleneksel nukleer santrallerin aktinit atigina kiyasla saatler veya gunler gibi nispeten kisa yarilanma omrune sahiptir Bu jeolojik bir depoda gerekli atik sinirlama doneminde onemli bir azalmaya neden olur Geri kalan yuzde 17 nin kalan seviyelere ulasmasi icin sadece 300 yil gerekmektedir Toryum yakit cevrimi atiginin radyo toksisitesi uranyum plutonyum yakit omrununkinden 10 000 kat daha azdir Gerekli az bolunebilir yakit LFTR ler termal spektrumlu reaktorler oldugundan baslamak icin cok daha az bolunmus yakita ihtiyac duyarlar Tek bir akiskan LFTR yi baslatmak icin sadece 1 2 ton bolunebilirlige ihtiyac duyulmaktadir ve ikili akiskan tasarimi icin muhtemelen bu 0 4 ton kadar dusuktur Kiyasla kati yakitli hizli uretken reaktorlerin reaktor baslatimi icin en az 8 ton fissil yakit gerekir Hizli reaktorler kuramsal olarak transuranik atik uzerinde cok iyi bir sekilde baslamis olsalar da yuksek bolunebilir yakitli devreye alma isi cok pahaliya yapilir kaynak belirtilmeli Yakit ikmali icin kesinti yok LFTR lerin sivi yakitlari vardir ve bu nedenle sadece yakit haznesini doldurmak icin reaktoru ayirip kapatmaya gerek yoktur LFTR ler boylece bir elektrik kesintisine neden olmaksizin yakit ikmali yapabilir Takip eden yukleme LFTR de xenon zehirlenmesi olmadigindan elektrik talebinin dusuk oldugu zaman guc tasarrufu yapmak ve herhangi bir zamanda tekrar acmak icin bir sorun yoktur Yuksek basincli kap yok Cekirdege basinc uygulanmadigindan cekirdek icin yuksek basincli bir reaktor kabi olan hafif su reaktorlerine gore pahali malzemeye ihtiyac duyulmaz Bunun yerine nispeten ince malzemelerden yapilmis bir alcak basincli reaktor kabi ve borular erimis tuz icin vardir Metal isi ve korozyona karsi direncli egzotik nikel alasimi olmasina ragmen N alasimi gerekli miktari nispeten azdir Mukemmel isi aktarimi Sivi florur tuzlari ozellikle LiF bazli tuzlar iyi isi aktarim ozelliklerine sahiptirler LiF ThF4 gibi yakit tuzlarinin suya oranla yaklasik 22 daha yuksek bir vardir FLiBe suya oranla yaklasik 12 daha yuksek isi kapasitesine sahiptir Buna ek olarak LiF esasli tuzlarin basincli su reaktorundeki sicak basincli suyun yaklasik iki kati isil iletkenligi vardir Bu verimli isi aktarimi ve yogun bir birincil dongu ile sonuclanir Rakip yuksek sicaklik reaktor sogutucusu olan helyum ile karsilastirildiginda fark daha da buyuktur Yakit tuzu sicak basincli helyum gibi hacimsel isi yeterliginin 200 kat ustunde ve isil iletkenligin 3 katindan fazladir Erimis bir tuz dongusu 1 5 capli borulari kullanacak ve atmosfer basincinda kalirken yuksek basincli helyum icin gerekli olan 1 20 guc pompalarini kullanacaktir Daha kucuk dusuk basincli hava muhafazasi Basincli su yerine sogutma sivisi olarak sivi tuz kullanilarak reaktor kabindan biraz daha buyuk bir muhafaza yapisi kullanilabilir Hafif su reaktorleri buharla yanip sonen basincli su kullanir ve sizinti durumunda basinc bin kat artar ve reaktor kabindan bin kat daha buyuk bir hacim binasi gerektirir LFTR tasarimi sadece fiziksel boyutta kucuk olarak degil ayni zamanda ic basincinda dusuk olmasini gerektirir Muhafaza icinde hizli bir basinc yukselmesine hidrojen veya buhar gibi neden olan depolanmis bir enerji kaynagi yoktur Bu LFTR ye yalnizca dogal guvenligin yani sira ayni zamanda daha kucuk boyutlar daha dusuk malzeme kullanimi ve daha dusuk insaat maliyeti acisindan onemli bir teorik ustunluk saglar Hava sogutma Yuksek sicaklik guc cevrimi suyun az oldugu bircok bolgede kullanim icin kritik olan verimlilikte cok az bir kayip ile hava sogutmali olabilir Konvansiyonel buharla calisan sistemlerde kullanilan buyuk su sogutma kulelerine ihtiyac duyulmaz bu da santral yapi maliyetlerini dusurur Atiklardan kaynaga Bazi fisyon urunlerinin ayri bir ticari degere sahip olabilmesi icin cikarilmasinin mumkun olabilecegi onerileri bulunmaktadir Bununla birlikte uretilen enerjiyle karsilastirildiginda fisyon urunlerinin degeri dusuktur ve kimyasal saflastirmasi pahali olmaktadir Verimli madencilik Yer kabugundan toryum cikarma sureci extraction process uranyumdan daha guvenlidir ve bu verimli bir madencilik yontemidir Toryum cevheri monazit genellikle kendi cevherinde bulunan uranyum yuzdesinden daha yuksek toryum konsantrasyonlari icerir Bu toryumun daha maliyet etkin ve daha az cevreye zarar veren yakit kaynagi olmasini saglar Radyasyon seviyelerinin oldugu yer alti uranyum madenleri gibi havalandirma gerektirmeyen toryum madenleri acik bir cukur oldugu icin toryum madenciligi uranyum madenciliginden daha kolay ve daha az tehlikelidir Olumsuz yanlariLFTR ler bugunku ticari guc reaktorlerinden tamamen farklidir Bu farkliliklar birtakim tasarim zorluklari ve olumsuz denge unsurlari yaratir Hala cok gelismesi gerekmektedir ARE ve MSRE deneysel reaktorleri 1960 larda insa edilmis olmasina ragmen LFTR ler icin hala cok daha fazla gelismesi gerekmektedir Bu kimyasal ayrisma edilgen acil sogutma trityum bariyeri uzaktan calistirilan bakim buyuk olcekli Li 7 uretimi yuksek sicaklik guc dongusu ve daha dayanikli malzemelerden daha fazlasini icermektedir Mothballed teknolojisi Aslinda sadece birkac MSR insa edilmistir Bu deneysel reaktorler 40 yildan fazla bir sure once insa edilmisti Bu bazi teknologlarin kim konsepti elestirel olarak degerlendirmenin zor oldugunu soylemelerine neden olmaktadir kaynak belirtilmeli Baslangic yakiti Cikarilmis uranyumdan farkli olarak cikarilmis toryumun fissil izotopu yoktur Toryum reaktorleri bolunebilir uranyum 233 u toryumdan uretir ancak ilk baslatimda az miktarda bolunebilir malzeme gerektirir Bu malzemenin bulunurlugu nispeten dusuktur Bu kisa surede reaktorlerin nasil baslatilacagi sorununu ortaya cikarmaktadir Bir secenek gunumuzde kati yakitli reaktorlerde U 233 uretmek ve daha sonra kati atiktan yeniden uretmektir Bir LFTR diger fisyon izotoplari zenginlestirilmis uranyum veya plutonyum reaktorlerden veya devre disi birakilmis bombalardan da baslatilabilir Zenginlestirilmis uranyum ile baslatilmasi icin yuksek zenginlestirme gerekmektedir Devredisi birakilmis uranyum bombalari yeterince zenginlestirilmis madde icerir ancak miktarlari pek cok LFTR yi baslatmaya yetecek kadar cok yakit hammaddesi icermemektedir Plutonyum florurun lantanit fisyon urunlerinden ayrilmasi islemi zordur Ikili akiskan bir reaktor icin bir secenek yakit tuzunda plutonyum veya zenginlestirilmis uranyum ile calismak ortude U 233 uremek ve cekirdege geri gondermek yerine saklamaktir Bunun yerine bugunku kati yakit reaktorlerine benzer zincir reaksiyonunu surdurmek icin plutonyum veya zenginlestirilmis uranyum eklenmelidir Yeterli U 233 yetistirildiginde yakitlari yeni yakitla degistirilir ve U 233 yeni baslatimlar icin saklanir Bir donusturucu olarak calisan bir tekil akiskan reaktor icin de benzer bir secenek mevcuttur Boyle bir reaktor calisirken yakiti yeniden isleyemez Bunun yerine reaktor plutonyum uzerinde baslayacak ve toryum verimli hammadde olacak ve plutonyum eklenecektir En sonunda plutonyum yanar ve U 233 situda uretilir Reaktor yakit omrunun sonunda harcanmis yakit tuzu yeni LFTR leri baslatabilmek icin yetistirilen U 233 u geri kazanmak icin tekrar islenebilir Tuzlari dondurma Florurlu tuz karisimlarinin erime noktasi 300 ila 600 C 572 ila 1 112 F arasindadir Tuzlar ozellikle de berilyum florurlu olanlar donma noktalarina yakin cok yapiskandirlar viscous Bu muhafaza ve isi degistiricilerinde dikkatli tasarim ve donma korumasi gerektirir Normal calismada gecisler sirasinda ve uzun sureli aksama suresince donma onlenmelidir Birincil dongu tuzu gerekli sicakligin korunmasina yardimci olan bozunum isi ureten fisyon urunlerini icerir icin ORNL tum reaktor odasini sicak hucrenin yuksek sicaklikta tutulmasini planlamisti Bu tum borularda ozel elektrikli isitici hatlarina olan ihtiyaci ortadan kaldirdi ve birincil dongu bilesenlerini daha fazla isitti Erimis tuzla sogutmali kati yakitli reaktorler icin gelistirilen bir sivi firin tasarimi tum birincil halkayi iceren ayri bir tampon tuz havuzu kullanmaktadir Yuksek isi hacmi ve tampon tuzunun onemli yogunlugundan dolayi tampon tuzu yakit tuzunun donmasini onler ve edilgen bozunma isi sogutma sistemine katilir radyasyon korumasi saglar ve birincil dongu bilesenleri uzerindeki yuk agirlikli gerilmeleri azaltir Bu tasarim LFTR ler icin de uygulanabilir kaynak belirtilmeli Berilyum toksisitesi Onerilen tuz karisimi insanlar icin toksik olan buyuk miktarda berilyum icermektedir fisyon urunleri ve diger radyoaktif maddeler kadar toksik olmamasina ragmen Birincil sogutma halkalarindaki tuz onlemek icin calisanlardan ve cevreden yalitilmalidir Bu duzenli olarak endustride yapilir Bu sanayi deneyimine dayanarak berilyum emniyetinin katma maliyetinin sadece 0 12 MWh ye mal olmasi beklenmektedir Baslatma isleminden sonra birincil yakit tuzundaki fisyon islemi yuksek gama ve notron radyasyon alanina sahip yuksek radyoaktif fisyon urunleri uretir Dolayisiyla etkili bir koruma birincil oncelikliliktir Bunun yerine Fransiz LFTR tasarimi TMSR nin sectigi gibi berilyum icermeyen lityum florur toryum florur otektik kullanarak calistirma mumkundur Bu biraz daha yuksek bir erime noktasina dogru degisimi tetikler ancak basitligin ek ustunlukleri de vardir yeniden isleme sistemlerinde BeF2 yi onleme bunlar plutonyum triflorur icin artan cozunurluk azalan trityum uretimi berilyum lityum 6 uretir ve bu da trityum uretir ve gelismis isi transferi BeF2 tuz karisiminin yari siviligini viscosity arttirir gibi Sodyum rubidyum ve zirkonyum florurleri gibi baska cozuculer gelismede ticarette daha dusuk erime noktalarina izin verirler Geciken notronlarin kaybi Tahmin edilebilir sekilde denetlenebilmesi icin nukleer reaktorlerde gecikmeli notronlara guven vardir Zincir reaksiyonunu surdurmek icin fisyon urunu bozunumundan yavas yavas gelisen notronlara ihtiyac duyulur Geciken notronlar yavasca evrimlestigi icin reaktor cok daha iyi kontrol edilebilir hale gelir Bir LFTR de isi degistiricisindeki ve borulardaki fisyon urunlerinin varligi bu gecikmeli notronlarin bir kisminin da kayboldugu anlamina gelir Cekirdegin kritik zincir reaksiyonuna katilmazlar bu da reaktorun akis guc vb degisiklikleri sirasinda daha az yavas davranildigi anlamina gelir Geciken notronlarin yaklasik yarisina kadarinin kaybedilebilirligi olasidir Uygulamada isi degistiricisinin kompakt olmasi gerektigi anlamina gelir boylece cekirdegin disindaki hacim olabildigince kucuk tutulmus olur Cekirdek ne kadar yogun daha yuksek guc yogunlugu ise bu konunun onemi o kadar onemlidir Isi degistiricilerinde cekirdegin disinda daha fazla yakit olmasi da reaktoru baslatmak icin pahali fisil yakitinin daha fazlasina ihtiyac duyuldugu anlamina gelir Bu oldukca kucuk bir isi degistiricisini esanjor bir LFTR icin onemli bir tasarim gereksinimi haline getirir kaynak belirtilmeli Atik yonetimi Radyoaktif atigin yaklasik 83 unde saatler icinde ya da gun icinde bir yarilanma omru vardir geriye kalan 17 si arka plan duzeylerine erismek icin jeolojik olarak istikrarli bir sekilde hapsedilmeleri icin 300 yillik depolama gerektirir Florur bicimindeki fisyon urunlerinden bazilari suda cok cozunur oldugundan florurler uzun vadeli depolamaya daha az uygundur Ornegin suda cok yuksek bir cozunurluge sahiptir Uzun sureli saklama icin cam gibi bir cozunmeyen bir bicime donusturulmesi istenebilir kaynak belirtilmeli Belirsiz kullanim disilik masraflari Erimis Tuz Reaktoru Deneyi nin temizlenmesi kucuk bir 8 MW inci birim icin 130 milyon dolar civarindaydi Yuksek maliyetin buyuk kismi ORNL nin kusur ve saklamamis oldugu depoda soguk yakit tuzundan florin ve uranyum hekzaflorurun beklenmedik sekilde evrimlesmesinden kaynaklanmistir ancak bu simdi tasariminda dikkate alinmistir Ayrica isletme disi birakma masraflari onceki tecrubelere dayanarak tesis boyutuyla kuvvetli bir sekilde olceklendirilmez ve maliyetler tesis omrunun sonunda ortaya cikmaktadir bu nedenle bir kilovat icin belirli bir ucret yeterli olmaktadir Ornegin bir GWe lik reaktor fabrikasi 40 yillik omru boyunca 300 milyar kWh elektrik uretmekte bu nedenle 0 001 kWh kullanim disilik ucreti tesis omrunun sonunda 300 milyon dolar arti deger olusturmaktadir Soy metal birikimi Soy metaller gibi bazi radyoaktif fisyon urunleri borular uzerine coker Nikel yun sunger kartuslari gibi yeni materyaller yigilmayi onlemek soy metalleri filtrelemek ve tuzak olusturmak icin gelistirilmelidir Sinirli grafit omru Ozlu tasarimlarin grafit ilimlayicisi graphite moderator ve yakit ureme dongusu ayiricisi icin sinirli bir omru vardir Hizli notronlarin etkisi altinda grafit once buzulur daha sonra cok zayiflayip catlayarak mekanik problem yaratana ve grafitin reaksiyonu zehirlemek icin yeterli fisyon urunlerini emmesine neden olana kadar sinirsiz olarak genisler 1960 taki ikili akiskan tasarimi dort yillik bir grafit degistirme devresi gecirmisti Grafitin kapali borudan cikarilmasi tek akiskan bir tasarima gecmek icin buyuk bir tesvik oldu Bu buyuk orta bolumun degistirilmesi uzaktan calistirilan ekipman gerektirmektedir tasarimlari bu degistirmeyi ayarlamalidir Erimis tuz reaktorlerinde hemen hemen tum yakit ve fisyon urunleri bir hazneye boru ile baglanabilir Fisyon urunlerinin yuzde birinin yalnizca bir kismi grafitte son bulur ve basta fisyon urunleri grafitle carpisarak olusur Bu grafit yuzeyi radyoaktif hale getirir ve en azindan yuzey tabakasinin geri donusturulmesi uzaklastirilmasi olmadan oldukca buyuk bir atik akisi olusturur Yuzey tabakasinin cikarilmasi ve geri kalan grafitin geri donusumu bu sorunu cozecektir Nukleer ilimlayici grafitinin geri donusumu veya atilmasi icin cesitli teknikler mevcuttur Grafit dusuk sicakliklarda dingin ve hareketsizdir bu nedenle gerekirse kolayca depolanabilir veya gomulebilir En az bir tasarim tuz icinde yuzen gazi ceken grafit toplari cakil taslari kullanmis reaktoru kapatmadan surekli olarak cikarip denetleyebilmistir Guc yogunlugunun azaltilmasi grafit omrunu uzatir Kiyasla kati yakitli reaktorler her 12 ila 24 ayda yuksek radyoaktif fisyon urunlerini de iceren yakit elementlerinin 1 3 unu degistirir Bu koruyucu ve sogutucu bir su tabakasi altinda rutin olarak yapilir Grafite bagli pozitif reaksiyon geribildirimi Grafit isitildiginda U 233 fisyonunu artirarak istenmeyen olumlu bir geri bildirime neden olur LFTR tasarimi belirli grafit ve tuz kombinasyonlarindan ve bazi cekirdek geometrilerinden kacinmalidir Eger bu problem yeterli grafit ve dolayisiyla iyi derecede isil hale getirilmis bir spektrum kullanilarak ele alinirsa basabaslik yetenegine ulasmak zordur Cok az grafit kullanmanin veya hic grafit kullanmamanin otekisi daha hizli bir notron spektrumuna neden olur Bu genis bir bolunebilir envanter ve radyasyon hasar artisi gerektirir Sinirli plutonyum cozunebilirligi Plutonyum amerikyum ve florurleri uc florin atomuna bagli olduklari anlamina gelir PuF3 AmF3 CmF3 Bu gibi triflorurler FLiBe tasiyici tuzunda sinirli bir cozunebilirlige sahiptirler Bu ozellikle kucuk birincil tuz stokunu kullanan ozlu bir tasarim icin devreye almayi zorlastirmaktadir Tabii ki plutonyum tasiyan atiklari baslangic surecinden uzak tutmak bunda daha da iyi bir cozumdur bu da bir sorun teskil etmemektedir Cozunurluk berilyum florurun daha az veya hic kullanilmayarak triflorurler icin cozunurlugu yoktur veya daha yuksek bir sicaklikta calistirilarak arttirilabilir kaynak belirtilmeli cogu diger sivilardaki gibi cozunurluk sicaklik ile yukselir Bir isil tayf thermal spectrum daha dusuk guc yogunlugundaki cekirdegin plutonyum cozunurlugu ile ilgili bir soruna neden olmaz Yeniden isleme tabi tutulan cogalma riski Etkili yeniden isleme bir cogalma tehlikesi tasir LFTR lerde diger reaktorlerden gelen plutonyumda kullanilabilir Bununla birlikte yukarida belirtildigi gibi plutonyum kimyasal olarak toryumdan ayristirilamamakta ve plutonyum bol miktarda toryumda seyreltilmis halde bombalarda kullanilamamaktadir Buna ek olarak toryum yakit dongusu tarafindan uretilen plutonyum cogunlukla Pu 238 yuksek derecede dogal notronlar ve bozunma isisi uretmekte ve boylece bu izotopla bir fisyon bombasi olusturmak imkansiz hale getirilmektedir ve cok kucuk yuzdeleri bile iceren yakit olusturmak son derece zordur Isi uretim hizi 567 W kg olan bu maddenin bomba cekirdegi surekli olarak birkac kilovatsa isi uretecegi anlamina gelir Tek sogutma yolu zayif iletken olan cevreleyen yuksek patlayici katmanlar araciligiyla iletimle saglanir Bu duzene zarar verecek kadar yonetilemeyen yuksek sicakliklar yaratir 1204 kBq g dogal fisyon hizi in iki katina cikmaktadir Bu izotopun cok kucuk yuzdeleri bile patlamadan cok a Fizzle neden olan zincir reaksiyonu baslatan dogal fisyondan kaynaklanan notronlara bagli olarak patlama oncesi ile bomba verimini onemli olcude azaltacaktir Yeniden isleme tamamen kapali ve icerdigi sicak hucrelerde otomatik iletim gerektirir ve bu da saptirmayi zorlastirir PUREX gibi bugunku ekstraksiyon yontemlerine kiyasla Yuksek isil islem piro islemlere Pyroprocessing erisilemez ve cogunlukla buyuk miktarda fisyon urunu bulasmasi olan saf olmayan bolunebilir materyal uretir Bu otomatiklestirilmis bir sistem icin bir sorun degilken proliferatorler icin ciddi zorluklar ortaya koymaktadir kaynak belirtilmeli Protaktinyum ayrimindan kaynaklanan cogalma riski Ozlu tasarimlar yalnizca protaktinyumun hizla ayrilmasi cogalma riski nedeniyle ureyebilir cunku bu olasi olarak yuksek saflikta U 233 e erisim saglar Bu reaktorlerin 233 U su yuksek derecede bir gama isinimi vericisi olan 232 U ile kirlenmis contaminated olacak ve koruyucu nitelikte bir sicak zenginlestirme tesisi gerektirirken materyallerin olasi bir yolu olarak zordur Bu nedenle ticari guc reaktorleri ayrilmadan tasarlanmalidir Uygulamada bu yetistirme veya dusuk guc yogunlugunda calisma anlamina gelir Ikili akiskan tasarim daha buyuk bir ortu ile calisabilir ve yuksek guc yogunlugundaki cekirdegi hicbir toryum ve dolayisiyla hicbir protaktinyum icermez tutabilir kaynak belirtilmeli Bununla birlikte bir grup nukleer muhendis Nature da 2012 protaktinyum yolunun uygulanabilir oldugunu ve bu toryumun onerilen oldugu kadar iyi olmadigini savunuyor Neptunyum 237 hizinin artisi Bir florinator kullanan tasarimlarda Np 237 gaz halindeki heksaflorur olarak uranyum ile birlikte gorulur ve kati fluorur pelet emilme yataklari kullanilarak kolayca ayrilabilir Hicbir ulke boylesine bir bomba uretmedi ancak Np 237 nin onemli hizli fisyon kesiti ve dusuk kritik kutlesi imkani ima ediliyordu Np 237 reaktorde tutuldugunda kisa omurlu Pu 238 e donusur Tum reaktorler yuksek mono izotopik kalitede daima bulunabilen ve kimyasal olarak kolayca ekstrakte edilen onemli miktarda neptunyum uretirler Lityum 6 dan notron zehirlenmesi ve trityum uretimi Lityum 6 guclu bir notron zehiridir LiF yi 7 5 lityum 6 icerigiyle dogal lityum ile kullanmak reaktorlerin calismasini engeller Cekirdekteki yuksek notron yogunlugu donusturme ile ve trityum a donusur ve bu bozulmayi onlemek icin gerekli olan notronlarin kaybedilmesine yol acar Trityum kimyasal olarak siradan hidrojene neredeyse benzeyen bir radyoaktif hidrojen izotopudur MSR de trityum oldukca tasinabilirdir cunku elementel biciminde metaller yoluyla yuksek sicaklikta hizla dagilir Lityum izotopik olarak lityum 7 bakimindan zenginlestirilmisse ve izotop ayrim seviyesi yeterince yuksekse 99 995 lityum 7 uretilen trityum miktari 1 GWe lik bir reaktor icin yilda yalnizca birkac yuz gramdir Trityumun bu kadar kucuk miktari cogunlukla lityum 7 trityum reaksiyonundan ve ilk olarak trityum ureten lityum 6 ya gecerek dolayli olarak trityum uretebilen berilyumdan gelir Bir lityum tuzu kullanan LFTR tasarimlari izotopunu secer MSRE de lityum 6 izotopik zenginlestirme yoluyla yakit tuzundan basarili bir sekilde ayristirilmistir Lityum 7 lityum 6 dan en az 16 daha agir oldugundan ve en yaygin izotop oldugundan lityum 6 cikarmak icin nispeten daha kolay ve ucuzdur Lityumun vakumda damitilmasi her evre icin 8 e kadar verimlilik saglar ve bir vakum odasinda sadece isitilmayi gerektirir 90 000 de yaklasik bir fisyon uretir ve bu da lityum 6 ya ve 12 500 de bir fisyona donuserek dogrudan bir trityum atomu uretir tum reaktor turlerinde Elverisli MAR ler genellikle helyum gibi kuru bir atil gaz ortusu altinda calisirlar LFTR ler CANDU reaktorlerinde oldugu gibi suda fazla seyreltilmediginden trityumun geri kazanilmasi icin iyi bir imkan sunar Trityumu titanyumla hidrolize etmek sodyum fluoroborat ya da erimis nitrat tuzu gibi daha az hareketli fakat hala ucucu sekillere oksitlemek veya onu turbin guc dongusu gazinda yakalamak ve onu bakir oksit peletlerini kullanarak oksijeni gidermek gibi cesitli yontemler mevcuttur ORNL kalan trityumun kimyasal olarak tuzaklanarak ikincil sogutucu akiskanindan turbin guc dongusune yayilmak yerine uzaklastirilabilmesi icin ikincil bir dongu sogutma sistemi gelistirdi ORNL kalan trityumun kimyasal olarak tuzaklanarak ikincil sogutucu akiskanindan turbin guc dongusune yayilmak yerine uzaklastirilabilmesi icin ikincil bir dongu sogutma sistemi gelistirdi ORNL bunun trityum emisyonlarini kabul edilebilir seviyelere dusurecegini hesapladi Tellurden Korozyon Reaktor az miktarda bir tellur fisyon urunu uretir MSRE de bu ozel nikel alasiminin N parcacik sinirlarinda kucuk miktarlarda korozyona neden olmustu Metalurjik calismalar N alasimina 1 2 niyobyum ilavesinin tellur ile korozyon direncini arttirdigini gostermistir UF3 oranini 60 in altinda tutmak yakit tuzunu hafif dusurerek paslanmayi azaltir MSRE de surekli akan yakit tuzu ile pompa kabinin icindeki kafes icine batirilmis bir berilyum metal cubuk temas etmisti Bu tuzda flor sikintisi yaratti telluru daha girisken elementel bir sekle indirgedi Bu yontem genel olarak korozyonun azaltilmasinda da etkili olmaktadir cunku fisyon islemi aksi takdirde yapisal metallere hucum eden daha fazla flor atomu uretir Nikel alasimlarina radyasyon hasari Temel Hastelloy N alasiminin notron radyasyonu ile zayif oldugu tespit edildi Notronlar helyum olusturmak icin nikel ile reaksiyona girmektedir Bu helyum gazi alasimin belirli noktalarinda yogunlasti ve burada gerilmeler artti ORNL Hastelloy N ye 1 2 titanyum veya niyobyum ekleyerek bu sorun uzerine egilmis bu alasimin ic yapisini degistirerek helyumun iyi dagitilmasini saglamistir Bu stres rahatladi ve alasimin onemli notron akisina dayanmasina izin verdi Bununla birlikte en yuksek sicaklik yaklasik 650 C ile sinirlidir Diger alasimlarin gelistirilmesi gerekebilir Tuz iceren dis kap duvarini notron hasarindan etkili bir sekilde korumak icin bor karbur gibi notronik korumaya gereksinim olabilir Uzun sureli yakit tuzu depolama Florur yakiti tuzlari onlarca yil icinde kati bicimde depolanirsa radyasyon asindirici flor gazinin ve un salinmasina neden olabilir Tuzlarin bosaltilmasi atiklarin uzun sure kapatilmadan once cikarilmasi ve 100 santigrat derecenin uzerinde depolanmasi gerekir Florurler uzun sureli depolama icin daha az uygundur cunku cozunmeyen olmadikca bazilari suda yuksek cozunurluge sahiptir Is modeli Gunumuzun kati yakitli reaktor ureticileri yakit imalati ile uzun vadeli gelir saglamaktadirlar Uretmek ve satmak icin herhangi bir yakit olmaksizin bir LFTR de farkli bir is modeli benimsenmektedir Bu gecerli bir is yapmak icin giris maliyetleri uzerinde onemli bir engel olacaktir Mevcut altyapi ve parca tedarikcileri su sogutmali reaktorlere yoneliktir Toryum pazari ve toryum madenciligi kucuktur dolayisiyla gerekli olan onemli altyapi henuz mevcut degildir Duzenleyici kuruluslar toryum reaktorlerini duzenleyen daha az tecrubeye sahip olup gecikmeler icin potansiyel yaratmaktadirlar Enerji dongusunun gelistirilmesi En yuksek verimlilik icin buyuk bir helyum veya superkritik karbondioksit turbininin gelistirilmesi gerekmektedir Bu gaz cevrimleri ergimis tuz yakitli veya eritilmis tuz sogutmali reaktorler ile kullanim icin cok sayida olasi ustunluk sunar Bu kapali gaz cevrimleri ticari turbin uretec seti icin tasarim zorluklari ve muhendislik olceklendirme calismalari ile karsi karsiyadir Temel bir superkritik buhar turbini verimlilik acisindan kucuk bir olumsuzluk ile kullanilabilir MSBR nin net verimliligi 1970 lerden kalma eski bir buhar turbini kullanilarak yaklasik 44 olacak sekilde tasarlanmistir Buhar ureteci icin eritilmis bir tuzun halen gelistirilmesi gerekecektir Su anda ergimis nitrat tuzlu buhar uretecleri Ispanya daki gibi konsantre gunes termik santrallerinde kullanilmaktadir Boyle bir uretec ucuncul dolasim dongusu olarak bir MSR icin kullanilabilir burada birincil ve ikincil isi degistiricisinden daginik olarak herhangi bir trityum da yakalanir Son gelismelerFuji MSR tasarimi Oak Ridge Ulusal Laboratuvari Reaktor Deneyine benzer bir teknoloji kullanarak 100 ila 200 erimis tuz yakitli isil damitim reaktoru icin bir tasarimdi Japonya Amerika Birlesik Devletleri ve Rusya uyeleri de dahil olmak uzere bir konsorsiyum tarafindan gelistirildi Bu reaktor bir damitim reaktoru olarak toryumu nukleer yakitlara donusturur Bir endustri grubu Temmuz 2010 da ile ilgili guncel planlarini sunmustur Tahmini maliyet kilovat saat basina 2 85 sentti Cin toryum MSR projesi Cin Halk Cumhuriyeti toryum erimis tuz reaktor teknolojisinde bir arastirma ve gelistirme projesi baslatmistir Ocak 2011 de duzenlenen Cin Bilimler Akademisi CAS yillik konferansinda resmi olarak ilan edildi Nihai hedefi yaklasik 20 yil icinde bir toryum temelli erimis tuz nukleer sistemini arastirmak ve gelistirmektir TMSR arastirma programinin beklenen ara sonucu 2015 yilinda 2 MW cakil yatagi florur tuzu sogutmali arastirma reaktoru ve 2017 yilinda 2 MW erimis tuz yakitli arastirma reaktoru insa etmektir Bunu 10 MW lik bir kanitlama reaktoru ve 100 MW lik pilot reaktorler izleyecektir Proje 350 milyon dolarlik bir baslangic butcesine sahip olarak tarafindan yonetilmekte ve Sanghay Uygulamali Fizik Enstitusu nde toryum erimis tuz reaktoru arastirmasi uzerine tam zamanli olarak calisan 140 doktora bilim adamini istihdam etmektedir 2015 yili itibariyla personel sayisindaki genisleme ile gorevli sayisi 700 e yukselmistir Flibe Enerji Eski NASA bilim adami ve de Bas Nukleer Teknologu olan ve ozellikle sivi florur toryum reaktorlerinin uzun sureli gelistiricisi olmustur Ay in kolonileri icin uygun enerji santrali tasarimlarini degerlendirirken NASA da calisirken ilk once toryum reaktorlerini arastirdi Bu yakit dongusuyle ilgili materyalleri sasirtici derecede bulmak zordu bu nedenle 2006 da Sorensen bu teknolojiyi tanitmak icin energyfromthorium com adli bir belge deposu forum ve blogunu baslatti 2006 da Sorensen sivi florur tuzlu reaktor tasarimlarinin bir alt kumesini isil tayfta uranyum 233 e donusturerek ureten tasarimi tanimlamak icin sivi florur toryum reaktorunu ve LFTR adlandirmasini icat etti Sorensen 2011 yilinda baslangicta askeri uslere guc saglamak icin 20 50 MW lik reaktor tasarimlarini gelistirmeyi planlayan Flibe Energy yi kurdu Gunumuz ABD nukleer duzenleyici ortaminda sivil guc istasyonu tasarimlarindan cok yeni askeri tasarimlar gelistirmek daha kolaydir ve ile esgudumlendirilen bagimsiz bir teknoloji degerlendirmesi Flibe Enerji nin onerilen LFTR tasarimi hakkinda simdiye kadar kamuya acik olan en ayrintili bilgiyi temsil etmektedir Toryum Enerji Uretimi Limited TEG Thorium Energy Generation Pty Limited TEG LFTR reaktorlerinin yani sira toryum nin dunya capindaki ticari gelisimine adanmis bir Avustralya arastirma ve gelistirme sirketi oldu Haziran 2015 ten itibaren TEG islemlerini durdurmustur Alvin Weinberg Vakfi Alvin Weinberg Vakfi 2011 yilinda kurulan ve toryum enerjisinin ve LFTR nin aciga cikmamis gucu hakkinda farkindalik yaratmaya adamis bir Ingiliz yardim kurulusudur Resmi olarak Lordlar Kamarasi nda 8 Eylul 2011 de baslatildi Adini toryum erimis tuz reaktoru arastirmasina onculuk eden Amerikan nukleer fizikcisi den almistir Thorcon Martingale Florida da onerilen bir erimis tuz donusturucu reaktorudur Yuksek nukleer islah verimliligi yerine ekipmanin degistirilmesi kolayligi icin yeniden isleme ve degistirilebilir kutular icermeyen basitlestirilmis bir tasarima sahiptir Ayrica bakinizIV nesil reaktor Toryum temelli nukleer guc en Thorium Energy Alliance Kaynakca Greene Sherrel Mayis 2011 Fluoride Salt cooled High Temperature Reactors Technology Status and Development Strategy ICENES 2011 San Francisco Kaliforniya a b c d e f g h i LeBlanc David 2010 PDF Nuclear Engineering and Design 240 6 Elsevier s 1644 doi 10 1016 j nucengdes 2009 12 033 9 Agustos 2017 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 1 Mayis 2017 Stenger Victor 12 Ocak 2012 LFTR A Long Term Energy Solution Huffington Post 22 Aralik 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 1 Mayis 2017 Williams Stephen 16 Ocak 2015 Molten Salt Reactors The Future of Green Energy ZME Science 11 Ekim 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 12 Agustos 2015 a b Warmflash David 16 Ocak 2015 Thorium Power Is the Safer Future of Nuclear Energy Discover Magazine 21 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 22 Ocak 2015 United Press International 29 Eylul 1946 Atomic Energy Secret Put into Language That Public Can Understand Pittsburgh Press 13 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ekim 2011 United Press International 21 Ekim 1946 Third Nuclear Source Bared The Tuscaloosa News 13 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ekim 2011 a b c d e f g h i j k l m Hargraves Robert Moir Ralph Temmuz 2010 PDF American Scientist 98 4 ss 304 313 doi 10 1511 2010 85 304 8 Aralik 2013 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 1 Mayis 2017 Gesellschaft fur Schwerionenforschung gsi de Lab s early submarine reactor program paved the way for modern nuclear power plants Argonne s Nuclear Science and Technology Legacy Argonne Ulusal Laboratuvari 1996 27 Nisan 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 1 Mayis 2017 Sorensen Kirk 2 Temmuz 2009 PDF Mountain View Kaliforniya Google 12 Aralik 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 1 Mayis 2017 a b Rosenthal M Briggs R Haubenreich P Molten Salt Reactor Program Semiannual Progress Report for Period Ending August 31 1971 PDF Cilt ORNL 4728 Oak Ridge Ulusal Laboratuvari 13 Agustos 2018 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 1 Mayis 2017 MacPherson H G 1 Agustos 1985 Nuclear Science and Engineering Cilt 90 ss 374 380 4 Haziran 2011 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 1 Mayis 2017 Weinberg Alvin 1997 The First Nuclear Era The Life and Times of a Technological Fixer Springer Science Business Media ISBN 978 1 56396 358 2 13 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 1 Mayis 2017 21 Haziran 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 12 Kasim 2011 Dunya Nukleer Birligi Mart 2012 30 Mart 2010 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 28 Haziran 2012 The most common isotope formed in a typical nuclear reactor is the fissile Pu 239 isotope formed by neutron capture from U 238 followed by beta decay and which yields much the same energy as the fission of U 235 Well over half of the plutonium created in the reactor core is consumed in situ and is responsible for about one third of the total heat output of a light water reactor LWR Guncellenmis a b c d Rosenthal M W Agustos 1972 The Development Status of Molten Salt Breeder Reactors PDF Cilt ORNL 4812 Oak Ridge Ulusal Laboratuvari 13 Agustos 2018 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 a b c Rosenthal M W Kasten P R Briggs R B 1970 Molten Salt Reactors History Status and Potential PDF Nuclear Applications and Technology Cilt 8 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 a b Section 5 3 WASH 1097 The Use of Thorium in Nuclear Power Reactors available as a PDF from Liquid Halide Reactor Documents 3 Eylul 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Erisim 11 23 09 Briggs R B Kasim 1964 Molten Salt Reactor Program Semiannual Progress Report For Period Ending July 31 1964 PDF Cilt ORNL 3708 Oak Ridge Ulusal Laboratuvari 13 Agustos 2018 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 Furukawa K A 2008 A road map for the realization of global scale Thorium breeding fuel cycle by single molten fluoride flow Energy Conversion and Management 49 7 s 1832 doi 10 1016 j enconman 2007 09 027 a b Hargraves Robert Moir Ralph Ocak 2011 Liquid Fuel Nuclear Reactors Forum on Physics amp Society 41 1 American Physical Society ss 6 10 18 Subat 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 6 Mayis 2017 a b c Robertson R C Briggs R B Smith O L Bettis E S 1970 Two Fluid Molten Salt Breeder Reactor Design Study Status as of January 1 1968 Cilt ORNL 4528 Oak Ridge Ulusal Laboratuvari doi 10 2172 4093364 18 Mayis 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 6 Mayis 2017 a b c Robertson R C Haziran 1971 Conceptual Design Study of a Single Fluid Molten Salt Breeder Reactor PDF Cilt ORNL 4541 Oak Ridge Ulusal Laboratuvari 13 Agustos 2018 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 LeBlanc David Mayis 2010 Too Good to Leave on the Shelf Mechanical Engineering Amerikan Makina Muhendisleri Toplulugu 5 Mayis 2012 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 6 Mayis 2017 Hough Shane 4 Temmuz 2009 if uidaho edu Oak Ridge National Laboratory A New Approach to the Design of Steam Generators for Molten Salt Reactor Power Plants PDF Moltensalt org 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b Sabharwall Piyush Kim Eung S McKellar Michael Anderson Nolan Nisan 2011 Process Heat Exchanger Options for Fluoride Salt High Temperature Reactor PDF Idaho National Laboratory 8 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 Flower power has been inaugurated in Israel News Enel Green Power 10 Temmuz 2009 olu kirik baglanti olu kirik baglanti a b Pyrochemical Separations in Nuclear Applications A Status Report PDF 8 Ocak 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Forsberg Charles W 2006 PDF Proceedings of the 2006 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants ICAPP 06 29 Ekim 2013 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 7 Nisan 2012 a b c PDF E reports ext 11nl gov 26 Ocak 2017 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Low Pressure Distillation of Molten Fluoride Mixtures Nonradioactive Tests for the MSRE Distillation Experiment 1971 ORNL 4434 PDF 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Design Studies of 1000 Mw e Molten Salt Breeder Reactors 1966 ORNL 3996 PDF 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Engineering Tests of the Metal Transfer Process for Extraction of Rare Earth Fission Products from a Molten Salt Breeder Reactor Fuel Salt 1976 ORNL 5176 PDF 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Conocar Olivier Douyere Nicolas Glatz Jean Paul Lacquement Jerome Malmbeck Rikard Serp Jerome 2006 Nuclear Science and Engineering 153 3 ss 253 261 8 Nisan 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 6 Mayis 2017 Molten Salt Reactors A New Beginning for an Old Idea PDF 4 Ekim 2013 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF 14 Temmuz 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF Uc2 jinr ru 15 Mayis 2013 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b Cooper N Minakata D Begovic M Crittenden J 2011 Should We Consider Using Liquid Fluoride Thorium Reactors for Power Generation Environmental Science amp Technology 45 15 s 6237 doi 10 1021 es2021318 a b c d e f Mathieu L Heuer D Brissot R Garzenne C Le Brun C Lecarpentier D Liatard E Loiseaux J M Meplan O Merle Lucotte E Nuttin A Walle E Wilson J 2006 The Thorium molten salt reactor Moving on from the MSBR PDF Progress in Nuclear Energy 48 7 s 664 arXiv nucl ex 0506004 2 doi 10 1016 j pnucene 2006 07 005 8 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 a b Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties PDF Inl gov 8 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Chapter 13 Construction Materials for Molten Salt Reactors PDF Moltensalt org 9 Ekim 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF 22 Aralik 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b Devanney Jack Simple Molten Salt Reactors a time for courageous impatience PDF C4tx org 23 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Moir R W 2008 Recommendations for a restart of molten salt reactor development PDF Energy Convers Management 49 7 ss 1849 1858 doi 10 1016 j enconman 2007 07 047 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 6 Mayis 2017 Leblanc D 2010 Molten salt reactors A new beginning for an old idea Nuclear Engineering and Design 240 6 s 1644 doi 10 1016 j nucengdes 2009 12 033 The Influence of Xenon 135 on Reactor Operation PDF C n t a com 23 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b c PDF 26 Eylul 2012 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF Ornl gov 21 Ekim 2008 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Thorium Fuel Cycle AEC Symposium Series 12 USAEC Subat 1968 PDF Thoriumenergyaslliance com 14 Temmuz 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b Engel J R Grimes W R Bauman H F McCoy H E Dearing J F Rhoades W A 1980 PDF Oak Ridge National Lab TN ss 81 87 ORNL TM 7207 14 Ocak 2010 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 13 Mayis 2017 KB1 bakim Birden fazla ad yazar listesi link Hargraves Robert Moir Ralph 27 Temmuz 2011 Liquid Fuel Nuclear Reactors Aps org 13 Nisan 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 3 Agustos 2012 for nuclear energy looms 22 Temmuz 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 26 Ocak 2016 a b Sylvain David Nifenecker Herve ve digerleri Mart Nisan 2007 Revisiting the Thorium Uranium nuclear fuel cycle PDF Europhysics News 38 2 ss 24 27 Bibcode 2007ENews 38 24D doi 10 1051 EPN 2007007 5 Temmuz 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 8 Mayis 2017 KB1 bakim Digerlerinin yanlis kullanimi link PDF Thoriumenergyalliance com 2 Temmuz 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Evans Pritchard Ambrose 29 Agustos 2010 Obama could kill fossil fuels overnight with a nuclear dash for thorium 20 Nisan 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde Telegraph Erisim 24 Nisan 2013 a b Oak Ridge National Laboratory Abstract PDF Energyfromthorium 29 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Denatured Molten Salt Reactors PDF Coal2nuclear com 25 Kasim 2013 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 ESTIMATED COST OF ADDING A THIRD SALT CIRCULATING SYSTEM FOR CONTROLLING TRITIUM MIGRATION IN THE lOOO MW e MSBR 1OOO MW e MSBR DE TRITYUM MIGRASYONUNU KONTROL ETMEK ICIN UCUNCU TUZLU DEVRE SISTEMI EKLEME MALIYETI PDF 29 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b c d Bonometti J LFTR Liquid Fluoride Thorium Reactor What fusion wanted to be Presentation available in www energyfromthorium com 2011 PDF 13 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Peterson Per F Zhao H Fukuda G 5 Aralik 2003 PDF U C Berkeley Report UCBTH 03 004 11 Agustos 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 13 Mayis 2017 Forsberg Charles W Peterson Per F Zhao Haihua 2007 PDF Journal of solar energy engineering 129 2 ss 141 146 doi 10 1115 1 2710245 16 Agustos 2007 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 13 Mayis 2017 Moir Ralph Teller Edward Eylul 2005 Thorium fueled underground power plant based on molten salt technology Nuclear Technology 151 3 ss 334 340 14 Ekim 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 13 Mayis 2017 Products Flibe Energy 28 Haziran 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Bush R P 1991 PDF Platinum Metals Review 35 4 ss 202 208 24 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 13 Mayis 2017 Thorium fuel cycle Potential benefits and challenges PDF International Atomic Energy Agency 4 Agustos 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 27 Ekim 2014 Thorium World Nuclear 8 Mayis 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 15 Mayis 2017 Peterson Per F Zhao Haihua 29 Aralik 2005 PDF U C Berkeley Report UCBTH 05 005 1 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 15 Mayis 2017 a b Fei Ting 16 Mayis 2008 PDF U C Berkeley Report UCBTH 08 001 ss 52 66 1 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 The Thorium Molten Salt Reactor Launching The Thorium Cycle While Closing The Current Fuel Cycle PDF 15 Nisan 2012 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 The Aircraft Reactor Experiment Physics PDF Moltensalt org 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b ESTIMATED COST OF ADDING A THIRD SALT CIRCULATING SYSTEM FOR CONTROLLING TRITIUM MIGRATION IN THE lOOO MW e MSER 1OOO MW e MSER DE TRITYUM MIGRASYONUNU KONTROL ETMEK ICIN UCUNCU TUZLU DEVRE SISTEMI EKLEME MALIYETI PDF Temmuz 1971 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF Iaea org 6 Agustos 2009 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Oak Ridge National Laboratory Graphite Behaviour and Its Effects on MSBR Performance PDF Moltensalt org 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b IAEA TECDOC 1521 PDF 9 Kasim 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 PDF ORNL 4548 Molten Salt Reactor Program s 57 29 Haziran 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 6 Haziran 2015 Rodriguez Vieitez E Lowenthal M D Greenspan E Ahn J 7 Ekim 2002 Optimization of a Molten Salt Transmuting Reactor PDF PHYSOR 2002 Seul Guney Kore 26 Aralik 2013 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 17 Mayis 2017 a b Nuclear Weapons Archive Useful Tables 17 Kasim 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 31 Agustos 2013 Thorium Fuel Has Risks 2 Aralik 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 16 Ekim 2015 a b Neptunium 237 and Americium World Inventories and Proliferation Concerns PDF Isis online org 3 Agustos 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 a b Distribution and Behavior of Tritium in the Coolant Salt Technology Facility Sogutucu Tuz Teknolojisi Tesisinde Trityumun Dagilimi ve Davranisi PDF 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Manely W D 1960 Metallurgical Problems in Molten Fluoride Systems Progress in Nuclear Energy Cilt 2 ss 164 179 Titanium for long term tritium storage PDF Osti gov 31 Agustos 2012 Erisim tarihi 24 Ekim 2012 CONCEPTUAL DESIGN STUDY OF A SINGLE FLUID MOLTEN SALT BREEDER REACTOR PDF Osti gov 31 Agustos 2012 s 41 Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Moir R W 2002 Deep Burn Molten Salt Reactors Application under Solicitation Cilt LAB NE 2002 1 Department of Energy Nuclear Energy Research Initiative s 3 4 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 19 Mayis 2017 Status of materials development for molten salt reactors PDF 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 1 13 Agustos 2018 tarihinde Wayback Machine sitesinde 52 MB Intergranular Cracking of INOR 8 in the MSRE Potential of Thorium Molten Salt Reactors Detailed Calculations and Concept Evolutions in View of a Large Nuclear Energy Production PDF Hal archives ouvertes fr 14 Mayis 2014 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 National Research Council U S Committee on Remediation of Buried and Tank Wastes Molten Salt Panel 1997 Evaluation of the U S Department of Energy s alternatives for the removal and disposition of molten salt reactor experiment fluoride salts National Academies Press s 15 ISBN 0 309 05684 5 Forsberg C Beahm E Rudolph J 2 Aralik 1996 Direct Conversion of Halogen Containing Wastes to Borosilicate Glass PDF Symposium II Scientific Basis for Nuclear Waste Management XX 465 Boston Massachusetts Materials Research Society ss 131 137 Zhao H Peterson Per F 25 Subat 2004 PDF U C Berkeley Report UCBTH 03 002 1 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Hee Cheon No Ji Hwan Kim amp Hyeun Min Kim 2007 PDF Nuclear Engineering and Technology 39 1 ss 21 30 doi 10 5516 net 2007 39 1 021 1 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Conceptual Design study of a Single Fluid Molten Salt Breeder Reactor PDF Energyfromthorium com 24 Eylul 2015 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 HEAT TRANSFER SALT FOR HIGH TEMPERATURE STEAM GENERATION YUKSEK SICAKLIKTA BUHAR URETIMI ICIN ISI TRANSFER TUZU PDF 4 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Fuji MSR 5 Temmuz 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde s 821 856 Ocak 2007 20MB PDF International Thorium Energy Organisation 20 Temmuz 2010 27 Temmuz 2010 tarihinde kaynagindan news arsivlendi Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Chapter X MSR FUJI General Information Technical Features and Operating Characteristics PDF 5 Mart 2016 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Martin Richard 1 Subat 2011 China Takes Lead in Race for Clean Nuclear Power Wired Science 12 Mart 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Whb news365 com cn 26 Ocak 2011 26 Ocak 2011 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Clark Duncan 16 Subat 2011 China enters race to develop nuclear energy from Thorium The Guardian Londra 19 Mayis 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Kun Chen from Chinese Academy of Sciences on China Thorium Molten Salt Reactor TMSR Program YouTube 10 Agustos 2012 25 Agustos 2012 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 24 Ekim 2012 Halper Mark 30 Ekim 2012 Weinberg Foundation 14 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 17 Nisan 2013 Evans Pritchard Ambrose 6 Ocak 2013 China blazes trail for clean nuclear power from thorium The Daily Telegraph 6 Haziran 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Flibe Energy Flibe Energy 7 Subat 2013 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 24 Ekim 2012 huntsvillenewswire com 27 Eylul 2011 18 Mart 2017 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 22 Ekim 2015 25 Ekim 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 10 Mart 2016 Clark Duncan 9 Eylul 2011 Thorium advocates launch pressure group The Guardian Londra 18 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 20 Mayis 2017 Mynewsdesk 8 Eylul 2011 30 Ekim 2011 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 24 Ekim 2012 New NGO to fuel interest in safe thorium nuclear reactors BusinessGreen 8 Eylul 2011 14 Nisan 2016 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 24 Ekim 2012