Reaktorityypit

Reaktorityypit kuvaavat ydinreaktoreiden suunnittelua, jossa jäähdytys, moderaattori ja neutronispektri voivat poiketa toisistaan. Niitä tarkastellaan usein käyttökohteen mukaan: teholaitoksia varten, tutkimuskäyttöön sekä erikoissovelluksiin. Yleisimmät ryhmät ovat LWR-tyypit, raskasvesi- ja grafiittimoderoidut reaktorit sekä nopeita reaktoreita, joista osa on pienmodulaarisia.

Lämpövesireaktorit (LWR) ovat nykyisin yleisimpiä voimalaitoksissa. PWR-tyyppisissä reaktoreissa primäärikierto pidetään korkeapaineisena ja höyry tuotetaan sekundäärikiertoon, kun taas BWR-tyyppinen reaktori tuottaa höyryä suoraan reaktorissa kiehuvan veden ansiosta. LWR-tyypit ovat vakiintuneita ja niillä on laajalti toimintakäytäntöjä, mutta ne vaativat suuria painejärjestelmiä ja huolellista turvallisuusvarustelua.

Raskasvesi-reaktorit (HWR), kuten CANDU-tyypit, käyttävät raskasta vettä sekä moderointiin että jäähdytykseen. Ne voivat hyödyntää luonnollista uraania ja mahdollistavat polttoaineen vaihtamisen ilman pysäyttämistä, mikä lisää joustavuutta. HWR-tekniikka on polttoainetaloudellista, mutta järjestelmät ovat monimutkaisempia ja vaativat raskasta vettä.

Grafiittimoderoidut reaktorit jakautuvat yleensä kahteen pääryhmään: grafiittia moderaattorina käyttävät Magnox- ja AGR-tyypit, joissa jäähdytysnesteenä käytetään hiilidioksidia; RBMK-tyypit ovat grafiittimoderoituja ja vedellä jäähdytettyjä, mikä tuo mukaan omat turvallisuuskysymyksensä. Nämä ovat suurelta osin vanhempia teknologioita.

Nopeasti neutroneja käyttävät reaktorit (fast reactors) toimivat pääasiassa ilman, tai minimaalisen moderaation kanssa, ja käyttävät usein natriumia tai muuta korkealaatuista jäähdytystä. Niillä on potentiaalia kierrättää polttoainetta ja kasvattaa kykyä tuottaa polttoainetta, mutta niiden toteutus on kustannuksiltaan ja turvallisuudeltaan haastavaa. Gen-IV- ja tutkimusprojektit jatkavat kehitystä.

Pienmodulaariset reaktorit (SMR) ovat pienempiä, modulaarisia yksiköitä, joiden suunnittelutavoitteisiin kuuluvat turvallisuus, joustavuutta sekä nopea käyttöönotto. Tutkimusreaktoreita käytetään pääasiassa materiaalitutkimukseen ja radiolääketieteen sekä koulutuksen sovelluksiin.