Research and analysis of new generation nuclear reactors in the world

Abstract

Дослідження нових ядерних реакторів набуває нагальної важливості в усьому світі через потребу в постійному вдосконаленні технологій для забезпечення безпеки, ефективності та скорочення викидів. Це має вирішальне значення в контексті зміни клімату та стрімкого технологічного розвитку, які вимагають постійного оновлення й вдосконалення ядерної енергетики. Метою дослідження було проаналізувати реактори наступного покоління в усьому світі та виявити їхні переваги й потенційні перспективи на майбутнє. У дослідженні використано статистичні, порівняльні та аналітичні методи. Результати аналізу враховували сучасні технологічні параметри та параметри безпеки, пов’язані з експлуатацією таких реакторів, зокрема їхню здатність оптимізувати використання палива, підвищувати експлуатаційну безпеку та ефективно поводитися з радіоактивними відходами. У результаті дослідження проаналізовано ядерні реактори четвертого покоління, зокрема реактори на швидких нейтронах із газовим охолодженням, надвисокотемпературні реактори, реактори з натрієм як теплоносієм, реактори на швидких нейтронах зі свинцевим охолодженням, реактори, у яких реакція відбувається в розплаві солей, та реактори з надкритичним водяним охолодженням. Кожен із цих реакторів має свої унікальні риси, що роблять його відмінним у застосуванні. Наприклад, реактори з газовим охолодженням мають високу продуктивність завдяки здатності досягати високих температур без значного тиску. З іншого боку, реактори на розплавах солей пропонують гнучкість у використанні різних видів палива, зокрема відпрацьованого, і можуть допомогти зменшити рівень радіоактивних відходів за допомогою спеціальних матеріалів. Під час аналізу було відзначено, що реактори четвертого покоління, що використовують різні технології охолодження та уповільнення реакції, характеризуються високою ефективністю, низьким ризиком аварій і здатністю виробляти стабільну електроенергію. Вдосконалені методи керування реакцією відкривають нові можливості для ефективного виробництва електроенергії та підвищення безпеки в ядерній енергетиці. Практичне значення дослідження полягає в можливості вдосконалити сучасні технології виробництва електроенергії та забезпечити більшу безпеку й ефективність у галузі ядерної енергетикиThe research of new nuclear reactors is gaining urgent importance worldwide due to the need for continuous improvement of technologies to ensure safety, efficiency, and emissions reduction. This is crucial in the context of climate change and rapid technological development, which demand constant updating and improvement of nuclear energy. The objective of the study was to analyse next-generation reactors worldwide and identify their advantages and potential prospects for the future. The research utilized statistical, comparative, and analytical methods. The results of the analysis considered contemporary technological and safety parameters related to the operation of such reactors, including their ability to optimize fuel usage, enhance operational safety, and effectively manage radioactive waste. As a result of the study, fourth-generation nuclear reactors were analysed, including fast neutron reactors using gas cooling, very high-temperature reactors, reactors using sodium as a coolant, fast neutron reactors with lead cooling, reactors where the reaction occurs in molten salt, and supercritical water-cooled reactors. Each of these reactors has its unique features that make them distinctive in their application. For example, gas-cooled reactors have high productivity due to their ability to achieve high temperatures without significant pressure. On the other hand, molten salt reactors offer flexibility in using different types of fuel, including spent fuel, and can help reduce the level of radioactive waste through the use of special materials. During the analysis, it was noted that fourth-generation reactors, using various cooling and reaction-slowing technologies, are characterized by high efficiency, low accident risk, and the ability to produce stable electricity. Improved methods of reaction control open up new possibilities for the efficient production of electricity and increased safety in nuclear energy. The practical significance of the research lies in the opportunity to enhance modern electricity production technologies and ensure greater safety and efficiency in the field of nuclear energy