Реакторы на быстрых нейтронах (быстрые реакторы)

Активная зона быстрого реактора состоит из тяжелых элементов, в ней нет замедляющих веществ. Вследствие этого быстрые нейтроны могут только не упруго замедляться до энергий 0,1 МэВ. Сечение деления в быстрой области не превышает 1 -2 барн, поэтому для осуществления цепной реакции необходима высокая концентрация делящегося изотопа в активной зоне. В качестве ядерного топлива используется высокообогащенный уран и плутоний. Критическая масса быстрого реактора достигает 60−100кг U²³⁵/.

Размеры быстрого реактора значительно меньше теплового. ТВЭЛ размещается с малым шагом (тесная решетка), что дает возможность повысить удельную мощность до 1000кВт/л. Для отвода тепла применяются жидкие металлы: натрий, ртуть и др.

Отражатель быстрых реакторов состоит из тяжелых металлов: Ni, U²³⁸, Th²³². Они возвращают в активную зону быстрые нейтроны, почти не изменяя их энергий. Нейтроны, захваченные в U²³⁸, идут на получение Pu²³⁹ и U²³³.

Мощность реактора регулируется управляющими стержнями из естественного урана или тория. Однако наиболее эффективным является подвижной отражатель. Управление цепной реакции производится изменением величины утечки нейтронов. Если слой отражателя удалять из реактора, то утечка нейтронов увеличивается, вследствие чего тормозится развитие цепного процесса и наоборот Наиболее эффективны подвижные слои отражателя на границе с активной зоной.

Быстрые реакторы относятся к перспективным энергетическим реакторам т.к. в них представляется возможность осуществления уранового цикла с коэффициентом воспроизводства КВ > 1.