3.10 Системы, управляемые ускорителем
Принципиальная суть ядерного реактора - управляемая цепная реакция деления U-235 и Pu-239. Ее протекание зависит от наличия нейтронного потока (для расщепления ядра U-235 требует один нейтрон, а после его расщепления производится в среднем 2.43 нейтронов). Однако, без наличия такого остаточного нейтронного потока, ядерная реакция может быть поддержана внешним вводом нейтронов, произведенных, например, при расщеплении мишени из тяжелых элементов, бомбардируемых протонами в ускорителе высоких энергий. Если такая мишень будет окружена блоком ядерного топлива, типа делящихся изотопов урана или плутония (или тория, который может превращаться в U-233), то появится возможность поддержки цепной реакции деления. Эти устройства называют "управляемые ускорителем системы". В таком "подкритическом" ядерном реакторе нейтроны, произведенные облучением мишени, используются для поддержания реакции расщепления в топливе, и "помогают" нейтронам, являющимися результатом такого расщепления. Такой ядерный реактор мог бы быть выключен просто остановкой протонного пучка без необходимости введения в активную зону специальных поглощающих нейтроны стержней. Топливо в таких реакторах может быть смешано с долгоживущими отходами от обычных реакторов. Другая функция такого "подкритического" ядерного реактора - разрушение тяжелых изотопов. Ядра нечетных изотопов, более тяжелых чем торий -232, имеют высокую вероятность поглощения нейтронов с последующим процессом деления и выделения энергии. Ядра четных изотопов могут поглотить нейтрон с последующим бета-распадом и расщеплением. Этот процесс преобразования долгоживущих изотопов в расщепляющиеся называют "бридинг" (размножение). Поэтому подкритический ядерный реактор может преобразовывать долгоживущие трансурановые элементы в недолговечные продукты деления и при этом еще и выдавать некоторую энергию. Но главное его достоинство состоит в возможности более простой и менее дорогой утилизации высокоактивных отходов от обычных ядерных реакторов. Однако, наибольший интерес к "управляемым ускорителем системам" состоит в потенциальной возможности их использования для сжигания оружейного плутония, как альтернативы его использования в смешанном оксидном топливе для обычных реакторов.
