El reactor modular de helio con turbina de gas ( GT-MHR ) es una clase de reactor de fisión nuclear diseñado y desarrollado por un grupo de empresas rusas ( OKBM Afrikantov , Instituto Kurchatov , VNIINM y otras), un grupo estadounidense encabezado por General Atomics , la francesa Framatome y la japonesa Fuji Electric . [1] Es un reactor moderado por grafito y refrigerado por helio , y utiliza combustibles compactos TRISO en un diseño de núcleo prismático . La energía se genera a través de una turbina de gas en lugar de a través de la turbina de vapor más común.
Se elaboró un diseño conceptual en 1997, [1] y se esperaba tener un diseño final en 2005 y una planta prototipo puesta en funcionamiento en 2010. [1]
El núcleo consiste en un cilindro de grafito con un radio de 4 metros (13 pies) y una altura de 10 metros (33 pies) que incluye reflectores axiales de 1 metro (3 pies 3 pulgadas) en la parte superior e inferior. El cilindro asigna tres o cuatro anillos concéntricos, cada uno de 36 bloques hexagonales con un espacio intersticial de 0,2 centímetros (0,079 pulgadas). Cada bloque hexagonal contiene 108 canales de refrigerante de helio y 216 pines de combustible. Cada pin de combustible contiene una red aleatoria de partículas TRISO dispersas en una matriz de grafito. El reactor exhibe un espectro térmico con una energía neutrónica máxima ubicada en aproximadamente 0,2 eV . El concepto de combustible TRISO permite que el reactor sea inherentemente seguro. El reactor y la estructura de contención están ubicados bajo el nivel del suelo y en contacto con el suelo, lo que sirve como una medida de seguridad pasiva para conducir el calor fuera del reactor en caso de una falla del refrigerante. [2]
El reactor modular de helio con turbina de gas utiliza el sistema de turbina de ciclo Brayton , que le otorga una eficiencia de hasta el 48%, más alta que la de cualquier otro reactor, a partir de 1995. [3] Los reactores de agua ligera (LWR) comerciales generalmente utilizan el ciclo Rankine , que es el que utilizan las centrales eléctricas a carbón. Los LWR comerciales tienen una eficiencia promedio del 32%, nuevamente a partir de 1995.
En 2010, General Atomics diseñó un nuevo reactor que utiliza las características de conversión de energía del GT-MHR, el módulo multiplicador de energía (EM2). El EM2 utiliza neutrones rápidos y es un reactor rápido refrigerado por gas , lo que le permite reducir considerablemente los desechos nucleares mediante transmutación . [4]