Jedrske reaktorje je mogoče razvrstiti na več različnih načinov: po vrsti jedrske reakcije, uporabljenem materialu moderatorja, uporabljeni hladilni tekočini, proizvodnji reaktorja, gorivni fazi, vrsti goriva in uporabi. Če štejemo raziskovalne reaktorje, jih po vsem svetu obstaja na tisoče, ki spadajo v številne različne kategorije. V tem članku bom pregledal klasifikacijske sheme jedrskih reaktorjev enega za drugim.
V tem članku obravnavamo le fisijske jedrske reaktorje, torej reaktorje, ki lomijo jedra, ne pa fuzijske reaktorje, ki jih združijo. Fuzijski reaktorji so še vedno zelo eksperimentalna tehnologija v zgodnjih razvojnih fazah, medtem ko se fisijski reaktorji uporabljajo že več kot 60 let.
Vrsta jedrske reakcije se na splošno nanaša na to, ali jedrski reaktor uporablja počasne (toplotne) nevtrone ali hitre nevtrone. Večina reaktorjev, ki uporabljajo hitre nevtrone, spada v kategorijo hitrih reaktorjev, medtem ko se večina reaktorjev, ki uporabljajo počasne nevtrone, imenujejo termični reaktorji. Toplotni reaktorji so najcenejši in najpogostejši, predvsem zato, ker lahko uporabljajo naravni, neobogateni uran. Nevtroni v termičnih reaktorjih se imenujejo “počasni”, ker reaktor uporablja umirjevalni material za upočasnitev nevtronov od njihove naravne hitrosti, ko so izvrženi iz razbitih atomskih jeder, kar je precej hitro, bližje hitrosti in toploti okoliškega gorivnega medija. . Reaktorji s hitrimi nevtroni so dražji in zahtevajo, da je gorivo bolj obogateno, zaradi česar so manj priljubljeni. Po drugi strani pa ustvarijo več goriva, kot ga porabijo, zaradi česar so dolgoročno privlačni.
Moderator material je druga klasifikacijska shema za jedrske reaktorje. Kot smo že omenili, samo termični jedrski reaktorji uporabljajo moderatorje, tako da to zajema samo te. Kot moderatorji se uporabljajo grafit, težka voda in normalna voda. Grafitni in težkovodni reaktorji so bolj priljubljeni, ker ti moderirajoči materiali bolje termalizirajo nevtrone, kar zagotavlja, da se naravni uran lahko uporablja in ni potrebna obogatitev.
Naslednja klasifikacijska shema temelji na generaciji. Reaktorji generacije I so bili prvi prototipni reaktorji, običajno edinstveni. Reaktorji generacije II so bili izdelani za komercialno uporabo in so temeljili na standardnih zasnovah. Ti so se začeli uporabljati v 50. letih. Reaktorji generacije III so modernejši, začeli so se uporabljati v poznih 90. letih. So lažji in učinkovitejši od prejšnje generacije. Najnovejša generacija reaktorjev IV. generacije je trenutno v fazi raziskav in pričakuje se, da bo uvedena šele v poznih 2020-ih ali zgodnjih 2030-ih. Ti reaktorji bodo zelo ekonomični in bodo proizvajali minimalno količino odpadkov.
Druga vrsta klasifikacije je faza goriva – tekoča, trdna ali plinasta. Najbolj tipičen je trden. Skupaj s fazo pride tudi vrsta goriva – uran ali torij. To sta edina dva elementa, pripravljena za reaktor, ki sta na voljo v znatnih količinah na Zemlji.
Zadnja razvrstitev temelji na uporabi – za elektrarne, pogon, proizvodnjo jedrskega goriva (reaktorji za razmnoževanje) ali raziskovalne reaktorje. Radioizotopni termoelektrični generatorji (RTG) se včasih dodajajo tudi jedrskim reaktorjem, čeprav so nekoliko drugačni. RTG ustvarjajo energijo iz razpada radioaktivnega izotopa.
In to je to. Obstajajo bolj specifični načini karakterizacije jedrskih reaktorjev in številni modeli na različnih stopnjah razvoja, vendar bi količina pisnega gradiva o vrstah jedrskih reaktorjev verjetno lahko napolnila majhno knjižnico.