고속 중성자로는 우라늄-235가 아닌 플루토늄-239를 연료로 사용하는데, 우라늄-238은 노심 연료인 플루토늄-239의 주변 재생 구역에 배치된다. 플루토늄-239의 핵분열 반응 중에 방출된 고속 중성자는 주변 재생 구역에 설치된 우라늄-238에 흡수되어 우라늄-238은 빠르게 플루토늄-239가 됩니다. 이와 같이 플루토늄-239 핵분열은 에너지를 생성하면서 우라늄-238을 사용 가능한 연료인 플루토늄-239로 지속적으로 변화시키며, 핵연료가 연소될수록 재생속도가 소비속도보다 높아지므로 급속하게 증식하게 된다. 일종의 반응기를 고속증식로(Fast Breeder Reactor)라고도 한다. 계산에 따르면 고속중성자로를 추진·적용하면 우라늄 자원의 이용률이 50~60배 증가하고 대량 우라늄-238의 축적, 폐기물, 환경오염 문제가 해결될 것으로 예상된다.

열중성자로는 안전성과 청정도 요건을 모두 갖춘 경제적인 에너지원으로 현재는 물론 미래 원자력 발전의 핵심 원자로가 될 것이다. 그러나 열중성자로에 사용되는 연료인 우라늄-235는 자연에 존재하는 우라늄의 0.7에 불과하다. 천연 우라늄의 99.3을 차지하는 또 다른 동위원소인 우라늄-238은 열중성자의 작용으로 핵분열을 일으키지 못한다. 열로 가열됩니다. 중성자 원자로에서 사용됩니다. 자연의 우라늄 매장량은 제한되어 있습니다. 우라늄 235만 사용할 수 있다면 향후 30년 내에 우라늄 235가 부족해질 위험도 있습니다. 따라서 풍부한 원자력 에너지를 확보하려는 사람들의 장기적인 희망은 우라늄 235 이외의 핵분열성 연료를 사용할 수 있는 능력에 달려 있습니다. 결과적으로 고속증식로가 탄생하게 되었습니다.

핵분열 시 생성된 고속 중성자가 경수로처럼 감속되지 않으면 우라늄 238에 충돌하면 우라늄 238이 이러한 고속 중성자를 일정 비율 흡수해 플루토늄 239가 된다. 우라늄-235는 느린 열중성자를 흡수하여 핵분열하는 반면, 플루토늄-239는 빠른 중성자를 흡수하여 핵분열할 수 있습니다. 플루토늄-239는 우라늄-235보다 더 좋은 핵연료이다. 우라늄-238은 먼저 플루토늄으로 전환된 후, 플루토늄이 핵분열을 통해 방출되는 에너지가 열로 변환되어 외부로 전달되는 것이 고속 중성자 증식로의 작동 과정입니다.

고속 중성자 증식로에서 각 우라늄-239의 핵분열로 생성된 고속 중성자는 12~16개의 우라늄-238을 플루토늄-239로 바꿀 수 있습니다. 핵연료링 239를 소비하지만 핵연료인 플루토늄 239도 생산하고 있다. 소비하는 것보다 더 많이 생산하고 핵연료의 증식효과도 있기 때문에 이런 종류의 원자로는 고속중성자증식로, 즉 고속중성자증식로라고도 불린다. 줄여서 리액터. 고속 중성자로에서는 물이 고속 중성자의 속도를 늦추기 때문에 노심의 열을 전달하는 데 사용할 수 없습니다. 고속 중성자로에서는 나트륨과 칼륨의 합금을 열교환제로 사용할 수 있습니다.

고속로는 직경 1m 정도의 핵연료로 구성된 노심을 사용하며, 우라늄-238이 노심을 둘러싸고 증식층을 형성한다. 육종가 층에서. 코어와 증식층은 액체 나트륨 금속에 담가 있습니다. 고속로의 핵분열 반응은 매우 격렬하기 때문에 노심에서 발생하는 많은 양의 열을 빼앗기 위해 열전도도가 강한 액체를 사용해야 하며, 동시에 이 열은 전력의 에너지원으로 사용됩니다. 세대. 나트륨은 열전도율이 좋고 중성자의 속도를 늦추기가 쉽지 않으며 고속 원자로의 연쇄 반응을 방해하지 않으므로 이상적인 냉각 액체입니다. 원자로에는 중성자 흡수 능력이 강한 제어봉이 사용되는데, 노심에 삽입되는 정도에 따라 원자로 안의 중성자 수가 바뀌어 원자로의 출력이 조절된다. 방사성 노심을 발전부로부터 분리하기 위해 나트륨 냉각계통도 1차 루프와 2차 루프로 구분된다. 1차 루프는 코어와 직접 접촉하고 열은 열교환기를 통해 2차 루프로 전달됩니다. 2차 회로의 나트륨은 보일러를 가열하고 약 483°C의 증기를 생성하는 데 사용되며, 이는 증기 터빈을 구동하여 전기를 생성하는 데 사용됩니다. 고속증식로는 우라늄 자원을 거의 100% 활용할 수 있어, 현재 전 세계적으로 수십 개의 중소형 고속로가 활발하게 개발되고 있습니다.