Grad de ardere (burnup)
Energia termică extrasă din combustibilul nuclear pe unitatea de masă a metalului greu inițial, exprimată de obicei în gigawați-zi pe tonă (GWd/tHM).
Gradul de ardere arată cât de complet a fost folosit combustibilul. Leagă consumul de combustibil de energia produsă și determină costurile ciclului de combustibil și volumul de combustibil uzat.
Cum fisiunea completă a unei tone de metal greu ar elibera circa 940–950 GWd, un grad de ardere de 50 GWd/t înseamnă fisiunea a circa 5% din atomii de metal greu (FIMA).
Grade de ardere tipice la descărcare:
- Reactoarele cu apă ușoară de la începutul anilor 1970: 20–30 GWd/t
- PWR și BWR moderne: 45–55 GWd/t, valorile medii pe ansamblu fiind limitate în SUA la circa 62 GWd/t pe bara cea mai solicitată
- Reactoarele CANDU cu uraniu natural: circa 7–8 GWd/t
- Reactoarele de temperatură înaltă răcite cu gaz: 80–100+ GWd/t; reactoarele rapide, peste 100 GWd/t
Un grad de ardere mai mare cere o îmbogățire mai mare, cu aproximație circa 1% U-235 la fiecare 10 GWd/t, dar reduce numărul de ansambluri descărcate pe unitatea de electricitate. Un PWR de 1 GWe cu randament de 33% și 50 GWd/t consumă circa 22 t de combustibil pe an. Limitele vin din coroziunea tecii, eliberarea gazelor de fisiune și umflarea pastilelor; industria americană urmărește aprobarea pentru 75–80 GWd/t, cu combustibili toleranți la accident și îmbogățire de peste 5%.
Termeni înrudiți
Toți termenii →- Combustibil nuclear uzat
Ansamblurile de combustibil scoase din reactor după utilizare, puternic radioactive și fierbinți, care conțin uraniu, plutoniu, produși de fisiune și actinide minore.
- Îmbogățirea uraniului
Procesul prin care crește ponderea izotopului fisil U-235 din uraniu peste valoarea naturală de 0,711%, pentru combustibil de reactor sau, la niveluri foarte mari, pentru material de arme.
- Fisiune nucleară
Scindarea unui nucleu atomic greu, cum ar fi uraniul-235 sau plutoniul-239, în nuclee mai ușoare după absorbția unui neutron, cu eliberarea a circa 200 MeV de energie și a altor neutroni.
- Reactor cu apă sub presiune (PWR)
Cel mai răspândit tip de reactor nuclear, în care apa sub presiune mare răcește miezul fără să fiarbă și transferă căldura unui circuit separat de abur.
- Ciclul combustibilului cu toriu
Ciclu al combustibilului nuclear bazat pe toriul-232 fertil, care absoarbe un neutron și se dezintegrează în uraniu-233 fisil, ca alternativă la combustibilul uraniu-plutoniu.