في المملكة المتحدة، استخدم الجيل الأول من المحطات النووية التجارية، كتلك التي في منطقة كالدرهول، الغاز بدلاً من الماء كمبرد أولي يستخدم هذا التصميم مراوح كبيرة لدفع غاز CO₂ عبر قلب المفاعل لسحب الحرارة ثم نقلها إلى ماء عادية سلسلة من المبادلات الحرارية، أو المولدات البخارية. تتم عادة تسمية هذه المفاعلات بمفاعلات منوکس (Magnox)، حيث يكون وقود اليورانيوم معباً داخل غلاف من أكسيد المغنزيوم. يستخدم الغرافيت كوسيط، الذي يسمح باستخدام وقود اليورانيوم الطبيعي. أتبع هذا النوع من المفاعلات بالمفاعل المتقدم المبرد بالغاز (Advanced Gas Reactor - AGR في الجيل الثاني للمفاعلات المبردة بالغاز في المملكة المتحدة. يستخدم هذا النوع أيضاً أكسيد الكربون كمبرد، بالإضافة إلى وسيط الغرافيت، لكنه يستخدم في هذه الحالة وقود اليورانيوم المخصب ويعمل المفاعل عند درجات حرارة وضغوط عالية، وهكذا تكون حالة البخار مشابهة إلى تلك الموجودة في محطة وقود أحفوري. على الرغم من أن مفاعلات الغاز المتقدمة (AGRS) قد برهنت على أنها آمنة وتعمل بكفاءة عالية، إذ عانت بعض مشاكل الموثوقية، كما أن تشغيلها مكلّف أيضاً. إن آخر محطة نووية بنيت في المملكة المتحدة هي محطة سايزويل» (Sizewell B)، التي كانت أكثر من تصميم مفاعل ماء مضغوط (PWR) تقليدي مبرد بالماء الخفيف ولم يتم بناء محطات نووية أخرى في المملكة المتحدة منذ افتتاح محطة سايزويل B في عام 1995، على الرغم من أن الحكومة البريطانية أشارت في سياسة حديثة للطاقة، أنها سوف تحافظ على الخيار النووي مفتوحاً ومن غير الواضح في ما إذا بنيت أي محطات جديدة ستكون مُبرّدة بالغاز، أو أنها سوف تكون مبنية على تصميم مفاعل ماء مضغوط أكثر من تقليدي، أو على تصميم مفاعل ماء مغلي استخدم في كثير من باقي بلدان العالم.

وفي دول الاتحاد السوفياتي السابق، تم في الدرجة الأولى استخدام نوعين مختلفين من تصاميم مفاعل مبرد بواسطة الماء الخفيف. يستخدم التصميم الأول الذي تدعى مفاعلاته (RBMK)، سلسلة من أنابيب الضغط من أجل احتواء الوقود النووي، مشابهة لتصميم (CANDU) الكندي، لكن هذه الأنابيب موجهة في وضعية رأسية عبر كتلة وسيط من الغرافيت، كما أنه يستخدم الماء الخفيف كمبرد إنها أيضاً مفاعلات مبردة مباشرة، مشابهة لتصميم مفاعل الماء المغلي، حيث يتم تحويل ماء المبرد الأولي إلى بخار ضمن المفاعل وبعدئذٍ يغذى مباشرة إلى وحدة مولد - توربين هناك ضعف واحد مع هذا التصميم، حيث إنه مع ثبات مستوى فعل الوسيط المؤمن بواسطة الغرافيت، القابل أيضاً للاحتراق، فإن تشكيل بخار إضافي في القلب يمكن أن يخفض من القابلية على إزالة الحرارة من دون تخفيض شدة تفاعلات الانشطار الحاصلة ما يمكن أن يؤدي إلى نظام تشغيل غير مستقر بالنسبة إلى المحطة، الذي للأسف تم توضيحه في الطريقة المحتملة والأسوأ خلال الحريق الخطير وانصهار القلب لأحد مفاعلات تشرنوبل Chernobyl) تم توثيق هذا الحادث عام 1986، بأنه الحادث النووي الأسوأ في التاريخ مؤدياً إلى فقدان حياة أشخاص، وطارحاً تقريباً التوقف التام لإنشاء مفاعلات (RBMK) في المستقبل.

أما النوع الثاني من المفاعلات المستخدم في المحطات النووية الروسية فيدعى بنوع (VVER) وهو تصميم يعتمد الماء الخفيف كمبرد ووسيط مشابهاً كثيراً لمفاعل الماء المضغوط المستخدم في البلاد الغربية. وهو تطوير لمفاعلات استخدمت في تزويد الغواصات النووية بالطاقة، وكجميع مفاعلات الماء المضغوط فهو، بشكل طبيعي، أكثر أماناً من تصميم (RBMK).

تستخدم المفاعلات المولدة (Breeder Reactors)، كما تدل عليها التسمية، لإنتاج مصادر إضافية من الوقود النووي الانشطاري. فقد لاحظنا سابقاً أن اليورانيوم الطبيعي يتألف من 99.3 في المئة من اليورانيوم 0238 والباقي 0.7 في المئة من النظير الانشطاري 235. وخلال تشغيل المُفاعل النووي يؤدي التدفق العالي للنيوترونات عادةً إلى تحويل بعض من اليورانيوم 1238 المُبَدّد» إلى نظير بلوتونيوم P239، الذي يستطيع بيسر أن يخضع لتفاعل انشطاري. يعامل البلوتونيوم Pu239 عادةً كناتج ثانوي غير مرغوب فيه، على الرغم من أنه عنصر عالي الإشعاع، لذا يجب التعامل معه بحرص. وإذا تمت إعادة المعالجة للوقود المستهلك، يمكن فصل البلوتونيوم عن بقية نواتج الانشطار ويمكن استخدامه لاحقاً كوقود. توجد فقط كميات صغيرة من هذه المادة الانشطارية من صنع الإنسان تم تكوينها في مفاعلات الطاقة التقليدية لأن معظم النيوترونات الناتجة هي بطيئة بسبب وجود الوسيط يمكن استخدام مفاعل مولد خاص، من دون وجود وسيط، وباستخدام وقود اليورانيوم المخصب، لإنتاج كميات أكبر بكثير من البلوتونيوم Pu23 الانشطاري. يمكن لهذه المفاعلات أن تُنتج وقوداً أكثر بكثير مما تستهلك، ويمكن أن يُخزن بعد ذلك البلوتونيوم Pu239 من أجل استخدامه كوقود في مفاعلات الطاقة التقليدية بهذه الطريقة، يمكن الاستفادة من جزء أكبر بكثير من مصدر طاقة اليورانيوم الطبيعي بالمقارنة مع ما هو ممكن حالياً في المفاعلات التقليدية. وقد أشارت التقديرات إلى أنه، بهذه الطريقة، يمكن في النهاية أن يستخدم حتى نصف اليورانيوم المحتوى في اليورانيوم الطبيعي كوقود ،نووي بدلاً من 0.3 في المئة فقط كما هو الحال حالياً. سوف يكون لهذه الاستفادة من اليورانيوم الطبيعي (الأفضل بكثير) التأثير في توسيع توافر مخزون الوقود النووي بعامل أكثر من 100 على الرغم من أن بلداناً متعددة قد شغلت مفاعلات مولدة تجريبية، لكن لايوجد هناك برامج لمفاعلات مولّدة على مستوى تجاري قيد التنفيذ.

مواضيع ذات صلة

تصاميم مفاعلات متقدمة

انواع المفاعلات النووية

اضطرابات السمت

لماذا طاقات أعلى؟

معجلات الطاقة الفائقة الإرتفاع

التطوير التاريخي للمعجلات

الحقل المغناطيسي وتأثيراته في البلازما والحقول الأخرى

انعطاف صغير عند النجوم

ما الحرارة في الاندماج النووي

التسخين بالحقن بذرات متعادلة

الاندماج النووي في المختبر

Broken symmetries