Nuklearni reaktori se mogu klasificirati na nekoliko različitih načina: prema vrsti nuklearne reakcije, korištenom materijalu moderatora, korištenoj rashladnoj tekućini, proizvodnji reaktora, fazi goriva, vrsti goriva i uporabi. Računajući istraživačke reaktore, tisuće postoje diljem svijeta, koje spadaju u mnoge različite kategorije. U ovom ću članku proći kroz sheme klasifikacije nuklearnih reaktora jedan po jedan.
U ovom članku promatramo samo nuklearne reaktore fisije, odnosno reaktore koji razbijaju jezgre, a ne fuzijske reaktore koji ih spajaju. Fuzijski reaktori su još uvijek vrlo eksperimentalna tehnologija u ranim fazama razvoja, dok se fisijski reaktori koriste više od 60 godina.
Vrsta nuklearne reakcije općenito se odnosi na to koristi li nuklearni reaktor spore (toplinske) neutrone ili brze neutrone. Većina reaktora koji koriste brze neutrone spada u kategoriju brzih reaktora, dok se većina reaktora koji koriste spore neutrone nazivaju toplinskim reaktorima. Toplinski reaktori su najjeftiniji i najčešći, ponajviše zato što mogu koristiti prirodni, neobogaćeni uran. Neutroni u toplinskim reaktorima nazivaju se “spori” jer reaktor koristi umjereni materijal za usporavanje neutrona od njihove prirodne brzine kada su izbačeni iz razbijenih atomskih jezgri, što je prilično brzo, bliže brzini i toplini okolnog gorivnog medija. . Reaktori na brzim neutronima su skuplji i zahtijevaju da gorivo bude više obogaćeno, što ih čini manje popularnim. S druge strane, stvaraju više goriva nego što troše, što ih čini privlačnima na duži rok.
Moderatorski materijal je druga klasifikacijska shema za nuklearne reaktore. Kao što je već rečeno, samo termički nuklearni reaktori koriste moderatore, tako da ovo pokriva samo njih. Kao moderatori koriste se grafit, teška voda i normalna voda. Grafitni reaktori i reaktori s teškom vodom su popularniji jer ovi umjereni materijali bolje termaliziraju neutrone, osiguravajući da se prirodni uran može koristiti i nije potrebno obogaćivanje.
Sljedeća klasifikacijska shema temelji se na generaciji. Reaktori I. generacije bili su prvi prototipovi reaktora, obično jedinstveni. Reaktori II generacije izrađeni su za komercijalnu upotrebu, a temeljeni su na standardnim projektima. Oni su ušli u upotrebu tijekom 50-ih godina. Reaktori III generacije su moderniji, a u upotrebu dolaze kasnih 90-ih. Lakši su i učinkovitiji od prethodne generacije. Najnovija generacija, reaktori generacije IV, trenutno su u fazi istraživanja i ne očekuje se da će biti pušteni u pogon do kasnih 2020-ih ili početkom 2030-ih. Ti će reaktori biti vrlo ekonomični i proizvoditi minimalan otpad.
Druga vrsta klasifikacije je faza goriva – tekućina, krutina ili plin. Čvrsta je najtipičnija. Uz fazu dolazi i vrsta goriva – uran ili torij. Ovo su jedina dva elementa spremna za reaktor, dostupna u znatnim količinama na Zemlji.
Posljednja klasifikacija temelji se na uporabi – za elektrane, pogon, proizvodnju nuklearnog goriva (reaktori za razmnožavanje) ili istraživačke reaktori. Radioizotopni termoelektrični generatori (RTG) također se ponekad ubacuju u nuklearne reaktore, iako su nešto drugačiji. RTG-ovi generiraju energiju raspadom radioaktivnog izotopa.
I to je to. Postoje specifičniji načini karakterizacije nuklearnih reaktora i brojni dizajni u različitim fazama razvoja, ali količina pisanog materijala o vrstama nuklearnih reaktora vjerojatno bi mogla ispuniti malu knjižnicu.