에너지 승수 모듈

Energy Multiplier Module

에너지 승수 모듈(EM² 또는 EM 제곱)은 제너럴 아토믹스가 [1]개발 중인 핵분열 발전 원자로입니다.가스터빈 모듈식 헬륨 원자로(GT-MHR)의 고속 중성자 버전이며 사용후 핵연료를 전기 및 산업 공정 [2]열로 전환할 수 있습니다.

설계사양서

EM2는 850°C(1,600th°F)의 노심 출구 온도에서 증발 냉각(건식 냉각으로 240e MW)을 통해e 265 MW(500 MW)의 전력을 생산할 것으로 예상되는 첨단 모듈식 원자로이다.원자로는 [3]30년 동안 연료를 주입하지 않고 지하 격납 구조물에 완전히 갇히게 된다.EM2는 냉각수 냉각수를 사용하지 않고 헬륨을 냉각수로 사용하는 가스 냉각식 고속 원자로라는 점에서 현재의 원자로와 다르다.원자로는 연료 피복재로 탄화규소, 중성자 반사체로 규산지르코늄의 복합체를 사용한다.원자로 장치는 직접 구동식 헬륨 폐쇄 사이클 가스 터빈에 연결되어 발전기를 구동하여 전기를 생산한다.

핵노심 설계는 노심의 초기 "스타터" 부분이 중성자를 제공하여 비옥한 물질(사용후 핵연료, 토륨 또는 열화 우라늄)을 가연성 핵분열성 [4]연료로 변환하는 새로운 변환 기술에 기초한다.1세대 EM2 유닛은 변환 프로세스를 [5]시작하기 위해 농축 우라늄 시동기(약 15% U235)를 사용한다.스타터 U235는 비옥한 재료가 핵분열성 연료로 전환될 때 소비됩니다.연료 재주입이나 교체 없이 약 30년의 수명을 기대할 수 있습니다.

사용 가능한 핵분열성 물질의 상당량이 수명이 다한 시점에 EM2 코어에 남아 있습니다.이 물질은 기존의 핵 재처리 [6]없이 2세대 EM2의 시동 장치로 재사용할 수 있다.개별 중금속을 분리할 필요가 없으며 추가 농축 우라늄도 필요하지 않습니다.핵분열 생성물만 제거될 것이며, 이는 약 10,000년이 [7]소요되는 기존 사용후 연료에 비해 약 500년 후에 거의 백그라운드 방사선 수준으로 붕괴될 것이다.

모든 EM2 중금속 배출물은 새로운 EM2 장치로 재활용되어 핵연료 주기를 효과적으로 닫을 수 있으며, 이는 핵 확산 위험과 핵물질 보안을 위한 장기 저장소의 필요성을 최소화한다.

경제성과 종업원 능력

EM2 전력 비용은 높은 전력 변환(열 입력에서 전력 출력으로) 효율성, 부품 수 감소, 긴 코어 수명 등으로 인해 낮아질 것으로 예상됩니다.EM2는 높은 코어 출구 온도와 폐쇄형 브레이튼 전원 사이클로 50% 이상의 열효율을 달성할 것으로 예상된다.브레이튼 사이클은 증기 발생기, 가압기, 응축기, 급수 펌프 등 많은 고가의 부품을 제거합니다.이 설계에서는 기존 [8]경수로의 핵콘크리트의 1/6만 사용한다.

각 모듈은 교체 부품 제조 및 상용 트럭 또는 레일로 최종 조립 장소로 운송되는 대형 부품을 사용한 공급망 관리를 사용하여 미국 국내외 시설에서 제조할 수 있으며, 지하 격납 구조물에 완전히 밀폐됩니다.건식 냉각 기능을 통해 냉각수 공급원이 없는 위치에 앉을 수 있습니다.

원자로가 수소 경제의 일부가 될 경우, 850°C의 냉각수 출구 온도가 열 에너지를 수소로 직접 변환하는 황 요오드 사이클을 사용할 수 있으며, 전체 열 효율은 약 50%이다.

핵폐기물

EM2는 사용 후 핵연료를 연소할 수 있으며, 이는 현재의 경수로에서 "스펜트 연료"라고도 한다.현재 원자로가 폐기물로 남겨둔 미사용 연료의 97%를 활용할 수 있다.

기존 원자로의 사용후 핵연료봉은 핵산업과 [9]일반인에 의해 저장고에 보관되고 핵폐기물로 간주된다.경수로에서 나오는 핵폐기물은 비옥한 U238을 연소할 수 없는 반면 고속로에서는 연소할 수 있기 때문에 원래 에너지의 95% 이상을 보유하고 있다.현재 미국의 사용후 연료 재고는 9조 배럴의 석유와 맞먹는데, 이는 알려진 매장량보다 4배나 많은 양이다.

비확산

사용후 핵폐기물과 열화 우라늄 비축량을 연료원으로 사용함으로써 EM2를 대규모로 배치하면 우라늄 농축의 장기적인 필요성을 줄이고 플루토늄 [10]분리를 필요로 하는 기존의 핵 재처리를 없앨 수 있다.

기존의 경수로에서는 18개월마다 연료를 보충해야 한다.EM2의 30년 연료 주기는 연료 취급의 필요성을 최소화하고 연료 물질에 대한 접근을 감소시켜 확산 우려를 감소시킨다.

원자력 안전 및 보안

EM2는 비상 상황에서 중력과 자연 [11]대류만을 사용하여 원자로를 안전하게 정지하도록 설계된 수동 안전 시스템을 이용한다.제어봉은 중력을 통한 동력 손실 사고 시 자동으로 삽입됩니다.자연 대류 흐름은 전체 현장 정전 시 노심을 냉각하는 데 사용됩니다.비상 냉각을 위해 외부 급수가 필요하지 않습니다.노심 내 연료 피복재로 탄화규소를 사용하면 사고 시나리오 중 수소 생산이 발생하지 않으며, 현재 원자로에서 사용되는 지르칼로이 금속 피복재와 비교하여 장기간 대응할 수 있다.

지하에 앉는 것은 테러리즘과 다른 위협으로부터 발전소의 안전과 보안을 향상시킨다.

EM2의 높은 작동 온도는 석유화학 연료 제품과 바이오 연료 및 [12]수소 같은 대체 연료에 프로세스 열을 제공할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Logan Jenkins (10 January 2013). "JENKINS: Hot young prospect to replace old San Onofre reactors". San Diego Union Tribune. Retrieved 19 January 2013.
  2. ^ Freeman, Mike (Feb 24, 2010). "Company has plan for small reactors". San Diego Union Tribune.
  3. ^ "Advanced Reactors". General Atomics. Retrieved Feb 19, 2018.
  4. ^ "폐기물이 불확실한 상황에서 폐기물 연소형 원자로가 견인력을 얻고 있습니다 – EM2에서 LWR 연료를 연소합니다," 원자력 신구축 모니터, 2010년 3월 15일
  5. ^ Choi, H. (2013). "A Compact Gas-Cooled Fast Reactor with an Ultra-Long Fuel Cycle". Science and Technology of Nuclear Installations. 2013: 1–10. doi:10.1155/2013/618707.
  6. ^ "Advanced Reactors". General Atomics. Retrieved Feb 19, 2018.
  7. ^ Choi, H. (2013). "A Compact Gas-Cooled Fast Reactor with an Ultra-Long Fuel Cycle". Science and Technology of Nuclear Installations. 2013: 1–10. doi:10.1155/2013/618707.
  8. ^ Smith, Rebecca (Feb 22, 2010). "General Atomics Proposes a Plant That Runs on Nuclear Waste". The Wall Street Journal.
  9. ^ Parmentola, John (March 11, 2010). "Letter to the Editor in Response to "Nuclear power – not a green option – it generates radioactive waste; it requires uranium that's dangerous to mine; it's hugely expensive,"". Los Angeles Times.
  10. ^ Fairley, Peter (May 11, 2010). "7. "Downsizing Nuclear Power Plants – Modular designs rely on 'economies of multiples' to make small reactors pay off big,"". IEEE Spectrum.
  11. ^ "Advanced Reactors". General Atomics. Retrieved Feb 19, 2018.
  12. ^ "Small Nuclear Power Reactors". World Nuclear Association. August 2010.

외부 링크