Что такое хемоядерный реактор?
Хемоядерный реактор представляет собой особый тип ядерного реактора, предназначенный для проведения радиационно-химических процессов. В его основе лежит использование энергии, выделяющейся при делении тяжелых ядер — в частности, гамма-излучения и потока нейтронов. Эта энергия направляется на инициирование химических реакций в молекулах специально введенного вещества, приводя к их преобразованию или ионизации.
Типы хемоядерных реакторов по принципу действия
Конструкция и принцип работы хемоядерных реакторов напрямую зависят от типа используемой энергии и места проведения целевой реакции.
Реакторы на энергии осколков деления. В таких устройствах химическая реакция запускается за счет кинетической энергии осколков тяжелых ядер. Для этого реагент подается непосредственно на развитую поверхность ядерного топлива, обеспечивая их тесный контакт.
Комбинированные реакторы (гамма + нейтроны). Когда для процесса необходимо одновременное воздействие и гамма-излучения, и нейтронного потока, вещество помещают в специальную камеру, которую располагают прямо в активной зоне реактора — области, где происходит цепная реакция деления.
Реакторы на чистом гамма-излучении. Если для инициирования химических преобразований достаточно только гамма-квантов, реакцию выносят за пределы активной зоны. Для этого используется так называемый радиационный контур, куда энергия передается дистанционно.
Проблема радиоактивного загрязнения и промышленная применимость
Ключевым вопросом при проектировании хемоядерных реакторов является радиоактивное загрязнение конечных продуктов. Если радиационно-химическая реакция протекает непосредственно в активной зоне, продукты синтеза неизбежно подвергаются сильнейшему нейтронному облучению и становятся высокорадиоактивными. Это делает их дальнейшее использование сложным, дорогим и опасным, что существенно ограничивает промышленное применение таких схем.
Поэтому наиболее предпочтительной и перспективной считается схема с вынесенным радиационным контуром. При таком подходе энергия от реактора передается к веществу, находящемуся за биологической защитой. Это позволяет проводить необходимые химические превращения, не подвергая продукты реакции опасному облучению нейтронами, и получать «чистые» вещества, пригодные для дальнейшего использования в промышленности.