راکتور خود سوخت زا چیست؟

قبلا مشاهده کردیم٬که هسته ی اتم های اورانیم ۲۳۸ میتوانند به وسیله ی گرفتار ساختن نوترون ها٬خود را به پلوتونیم تبدیل کنند.هسته ای پلوتونیم نیز به راحتی شکافته میشوند و انرژی ازاد میکنند.در راکتور خود سوخت زا از این خاصیت استفاده میشود.در این راکتور پلوتونیم ۲۳۹ به عنوان ماده ی قابل شکافت به کار می رود.در هر شکافت ۲تا۳ نوترون ازاد میشوند.یکی از این نوترونها برای حفظ و نگهداری واکنش زنجیره ای لازم است.تعداد دیگری از نوترونها جذب هسته های اورانیم ۲۳۸ میشوند٬و این هسته را به پلوتونیم ۲۳۹(یا به عبارت دیگر به سوخت تازه)تبدیل میکنند.راکتور به این ترتیب سوخت تازه ای تولید میکند.در شرایط مناسب این سوخت حتی بیشتر از سوخت مصرفی راکتور است.
این جریان سوخت زایی٬در سطح محدود در سایر انواع راکتورها نیز یافت میشود.از انجا که منابع عظیمی از اورانیم ۲۳۸ در دسترس است٬با وجود مشکلات تکنیکی عمده ای که در حال حاضر در به کار گیری راکتور های خود سوخت زا وجود دارد٬میتوان به نقش مهم این نوع راکتورها در سده های اینده امیدوار بود.البته این در صورتی است که بشر تا ان زمان موفق به کشف روشهای کم خطرتری برای به دست اوردن انرژی نشده باشد.انسان با کاربرد تکنیک سوخت زایی میتواند بخش عمده ای از هسته های ۲۳۸ را(که در غیر این صورت بی ارزشند)به مواد قابل شکافت تبدیل کند.
و به این ترتیب از اورانیم ۶۰ بار بهتر از روشهای متداول امروزی بهره برداری کند.تبدیل اورانیم ۲۳۸ به پلوتونیم به وسیله ی نوترون های پرشتاب بهتر از نوترون های آرام انجام میشود.در راکتور های خود سوخت زای سریع٬در جریان سوخت زایی از نوترون های پرشتاب برای شکافت استفاده میشود.البته اگر میزان پلوتونیم کم باشد٬این عمل به خوبی صورت نمیگیرد. به همین دلیل عناصر سوختی راکتورهای خود سوخت زای سریع ۲۰ تا۳۰ درصد پلوتونیم و ۷۰ تا۸۰ درصد اورانیم ۲۳۸دارند.به عبارت دیگر این نوع راکتورها ده برابر راکتورهایی که تا کنون ساخته شده اند٬مواد قابل شکافت احتیاج دارند و بدیهی است که این امر مشکلات و خطرات زیادی همراه دارد. با کمک توضیحات بالا٬اکنون به سادگی میتوان راکتور خود سوخت زای سریع را شرح داد٬راکتور اصلی از عناصر سوختی(که از انها انرژی تولید میشود)و عناصر سوخت زایی (که از انها مواد سوختی جدید تولید میشود)تشکیل شده است.گرما زایی عناصر سوختی٬به خاطر درصد بالای مواد قابل شکافت٬بسیار زیاد است.به این دلیل این راکتور را توسط سدیم مایع(که از ظرفیت گرمایی بالایی برخوردار است و بر خلاف اب از شتاب نوترونها نمی کاهد)خنک میکنند و به این ترتیب٬نوترونها نیز همان گونه که مورد نظر است پر شتاب باقی میمانند.مدار سدیم اولیه٬مدار سدیم ثانویه را داغ میکند.مدار ثانویه به نوبه ی خود اب را بخار میکند و این بخار توربین ها را برای تولید برق به حرکت در می آورد.