NRG完成主要熔鹽核燃料測試:助其獲得更多MRS安全運行信息


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MSR最早於20世紀50年代和60年代在美國開發而出,它跟傳統的輕水核反應堆在許多重要方面有著不同的地方,而這使得其有可能成為一種更安全、更有效的替代品。究其原因則是因為儘管一個輕水反應堆和一個MSR在核裂變的原理上是相同的,但它們在工程設計上有著根本的區別。

在輕水反應堆中,核燃料是在浸在水中的鋯合金包層棒中的濃縮鈾或钚。這些水同時充當反應堆的慢化劑和冷卻劑。當一個中子撞擊鈾或钚原子時,它會分裂,釋放能量和額外的中子,這些中子會在連鎖反應中撞擊出更多的原子。水通過減慢中子的速度來減緩反應從而增加中子撞擊原子的機率。

然而,這個已經使用了60多年的輕水反應堆也存在一些缺點,因為它們依賴於的水需要保持在非常高的壓力和溫度條件之下。但如果用鹽來代替水就會帶來許多的好處。

據了解,在熔鹽反應堆中,燃料棒周圍沒有水,而是跟鹽混合,當鹽被加熱能夠熔化的程度時就能像液體一樣流動–溫度在數百甚至數千攝氏度左右。代替燃料棒的石墨棒起著緩和劑的作用,同時還控制著反應的強度。

雖然從未發展成一個實際的商業發電廠,但對熔融鹽反應堆的研究已經證明了其擁有的一些優勢。例如,它們可以由各種各樣的元素提供燃料,因此它們被降到安全放射性水平的速度要比傳統工藝快得多。

另外,熔鹽反應堆不需要為了加燃料關閉。相反,舊的燃料可以被化工廠過濾掉然後注入新的燃料。它們也可以在較低的壓力下運行,而且它們也會不產生蒸汽或潛在的爆炸性氫氣–這兩種都是傳統反應堆的主要安全問題–所以沒有必要使用重型壓力容器。由於MSR的工作溫度比傳統的反應堆要高,所以它們的效率更高,體積更小。

另外一個安全因素則是熔鹽是在高溫下膨脹的,所以如果發生了失控反應,膨脹就會停止。在嚴重的緊急情況下,MSR的設計還能通過排水罐–鹽在重力作用下自動傾倒–將鹽分離成更小的單元進而停止反應。

當然,MSR也並非完美它也存在一些缺點。鹽不僅需要加熱熱,而且還具有很強的腐蝕性,它必須跟抽水設備直接接觸,這使得其會有被腐蝕和放射性損傷的風險。

而正因為如此,NRG正在進行一系列的輻照試驗以了解核環境如何影響熔鹽核燃料。據該公司介紹,這個SALIENT-01從2015年就已經開始。

接下來,NRG計劃展開進一步的輻照試驗,包括研究核燃料鹽在放射性環境中冷卻到接近室溫時會發生什麼。明年,它將在High Flux反應堆中對候選反應堆合金進行腐蝕試驗。

NRG的Ralph Hania說道:“完成我們在反應堆內的工作意味著我們現在可以在NRG實驗室更仔細地檢查輻照鹽。這意味著我們真的能夠看到鹽對反應堆輻射的反應。”

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