Rubbiatron

Um rubbiatron é um tipo de reator nuclear subcrítico no qual a energia cinética das partículas carregadas é usada para manter a reação.

Isso produz energia suficiente para fornecer um ganho de energia a um acelerador de partículas .

História

O conceito do Rubbiatron é atribuído a Carlo Rubbia , físico nuclear , ganhador do Nobel de física e ex-diretor do CERN . Sua proposta de 1993 é baseada em um síncrotron que aceleraria prótons entre 800 MeV e 1 GeV , e um alvo de tório resfriado por chumbo .

Este tipo de reator, incluindo o reator híbrido acionado por acelerador (ADS), não foi incluído entre os conceitos do Fórum Geração IV , mas alguns consideram que "sua capacidade de transmutar o lixo nuclear ( actinídeos menores , ...) em um forma controlada (...) sugere que também é útil apresentar esta tecnologia inovadora na gestão de resíduos nucleares de média e longa duração ” .

Benefícios

Comparado a um reator convencional, o Rubbiatron teria as seguintes vantagens:

o design “subcrítico” exclui qualquer risco de excursão de criticidade. Em caso de acidente, a reação pára por si mesma e o reator esfria. No entanto, é teoricamente possível que o reator derreta se o refrigerante for perdido. O risco de terrorismo é insignificante por este bom parâmetro.
o tório é quatro vezes mais abundante que o urânio , eliminando as questões políticas e estratégicas relacionadas ao suprimento e ao custo da separação isotópica. Na taxa atual de consumo, as reservas mundiais de tório são suficientes para vários milênios de exploração ;
o tório é bem espalhado e bem distribuído na Terra. Nenhum risco de conflito para este recurso.
o Rubbiatron produz muito pouco plutônio , reduzindo os riscos de proliferação nuclear (porém, deve-se considerar a possibilidade de uso do urânio 233 em armas ou como metal pesado);
o conceito permite o uso do plutônio como “combustível” do reator, o que possibilitaria a redução de suas reservas;
produtos de decomposição têm meia-vida mais curta do que os produtos de reatores convencionais. Os resíduos de um Rubbiatron são reduzidos ao longo de 500 anos ao nível de radioatividade das cinzas de carvão (que pode ser ligeiramente radioativo no caso de carvões que contêm urânio naturalmente);
resíduos muito perigosos existentes podem ser destruídos lá;
o conceito científico já foi validado em laboratório. O Rubbiatron está em estágio de desenvolvimento de engenharia, em oposição à fusão que ainda requer pesquisa teórica fundamental;
mesmo contando os custos de descomissionamento da planta e o ciclo do combustível, o Rubbiatron é mais econômico do que os projetos convencionais;
um pequeno Rubbiatron pode ser construído, tornando-o um sistema mais adequado para países com redes elétricas pouco desenvolvidas;
a segurança do sistema de combustível e transporte torna uma tecnologia adequada para países em desenvolvimento e áreas densamente povoadas;
síncrotrons potentes o suficiente para um Rubbiatron já estão em uso em todo o mundo.

Desvantagens

o sistema é tecnicamente complexo;
cada reator requer seu próprio síncrotron, o que é caro.

Princípios e viabilidade

O Rubbiatron usa um acelerador síncrotron para produzir um feixe de prótons de alta energia. Estes dividem a energia por fragmentação e desprendimento em vários fragmentos, incluindo um grande número de neutrões. É possível usar um "amplificador de nêutrons" para aumentar o fluxo de nêutrons (uma fina película de material físsil ao redor da fonte).

Existem estudos sobre a amplificação de nêutrons em reatores do tipo CANDU . O tipo CANDU é excessivamente crítico, mas a maioria dos conceitos pode ser aplicada a reatores subcríticos: núcleos de tório absorvem nêutrons e decaem em urânio-233 , um isótopo físsil que não existe na natureza; nêutrons moderados causam a fissão do urânio 233, que produz energia.

links externos

(en) Explicações detalhadas, co-escritas por Rubbia (pdf disponível no servidor de documentos CERN)
Tecnologias Nucleares Emergentes: O Exemplo do Amplificador de Energia de Carlo Rubbia , Christoph Pistner, Rede Internacional de Engenheiros e Cientistas Contra a Proliferação
In memoriam: amplificador de energia nuclear de Carlo Rubbia (1993 ─ 2003) André Gsponer, crítico severo do projeto

Bibliografia

(pt) Otimização por simulação do acoplamento entre um reator subcrítico e sua fonte de fragmentação. Aplicação a um demonstrador , tese de doutorado,26 de outubro de 2001. [PDF]

Referências

Assembleia Nacional e Senado, OPECST, Relatório de avaliação do Plano Nacional de Gestão de Materiais Radioativos e Resíduos 2010-2012 (19 de janeiro de 2011), relatores: Christian Bataille e Claude Birraux , PDF, 347 páginas; Consulte a página 122 de 347 da versão PDF do relatório
[1]
canteach.candu.org [PDF]