Основное испытание ядерного реактора с расплавленной солью завершено

Фото: ShutterStock
ГЛАВНАЯ / Новости технологий

Москва, 19.10.2021, 08:26:11, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Нидерландская группа по ядерным исследованиям и консалтингу (NRG) завершила серьезное испытание расплавленных солей в своем реакторе в Петтене в 60 км к северу от Амстердама. Первое испытание такого рода, проведенное в Оук-Ридже, штат Теннесси, в 1960-х годах, ставит своей целью узнать больше о безопасной эксплуатации будущего реактора с расплавленной солью (MSR).

Впервые разработанные в Соединенных Штатах в 1950-х и 60-х годах, MSR отличаются от обычных легководных ядерных реакторов рядом важных факторов, которые делают их потенциально более безопасной и более эффективной альтернативой. Это потому, что хотя легководный реактор и MSR работают по одному и тому же принципу ядерного деления, они имеют принципиально разные инженерные конструкции.

В легководном реакторе ядерное топливо представляет собой обогащенный уран или плутоний, заключенный в стержни, покрытые сплавом циркония, погруженные в воду. Эта вода действует как замедлитель и охлаждающая жидкость для реактора. Когда нейтрон сталкивается с атомом урана или плутония, он расщепляется, высвобождая энергию и дополнительные нейтроны, которые ударяют больше атомов в цепной реакции. Вода замедляет реакцию, замедляя нейтроны.

Это система, которая используется более 60 лет и, несмотря на свою публичную репутацию, имеет лучший показатель безопасности на киловатт среди всех основных источников энергии. Однако легководные реакторы имеют ряд недостатков из-за того, что они зависят от воды, которая поддерживается при очень высоких давлениях и температурах. Но если заменить воду солью, появляется ряд преимуществ.

Существует несколько различных реакторов с расплавленной солью, но в одном из наиболее распространенных разрабатываемых вариантов компоновка, по существу, полностью изменена. Вместо воды, окружающей топливные стержни, топливо смешивается с солью, которая была нагрета до точки, где она плавится и течет как жидкость — где-то в окрестностях сотен или даже тысяч градусов Цельсия. Вместо топливных стержней есть графитовые стержни, которые действуют как замедлители и контролируют силу реакции.

Хотя исследования реакторов с расплавленной солью в различных центрах по всему миру никогда не превращались в практическую коммерческую электростанцию, они продемонстрировали ряд преимуществ. Например, они могут подпитываться разнообразными элементами, в том числе относительно обильно расщепляющимися, такими как торий, а отходы являются гораздо более активными, поэтому они снижаются до безопасных радиоактивных уровней быстрее, чем отработавшее топливо от обычных установок.

Кроме того, реактор с расплавленной солью не нужно закрывать для заправки. Вместо этого старое топливо может быть отфильтровано на химическом заводе, а свежее топливо закачано. Они также работают при более низких давлениях и также не производят пар или потенциально взрывоопасный газообразный водород — оба из которых являются основными проблемами безопасности для обычных реакторов — поэтому нет необходимости в тяжелых сосудах под давлением. И поскольку MSR работают при более высокой температуре, чем обычные реакторы, они более эффективны и имеют меньшие размеры.

Другим фактором безопасности является то, что расплавленная соль расширяется под воздействием тепла, поэтому, если происходит утечка, расширение прекращает ее. В случае серьезной чрезвычайной ситуации конструкции MSR включают в себя дренажные резервуары, в которые соль автоматически льется под действием силы тяжести, разделяя ее на более мелкие единицы и «убивая» реакцию.

Однако у MSR есть ряд недостатков. соль не только горячая, но и очень агрессивная, и она должна иметь соответствующее насосное оборудование. Это риск как коррозии, так и радиоактивного повреждения.

В связи с этим NRG проводит серию испытаний на облучение, чтобы увидеть, как ядерная среда влияет на расплавленную соль. По словам компании, это началось с эксперимента SALIENT-01 в 2015 году в рамках концепции ториевого реактора. Текущая работа включает исследования строительных материалов, а также обработку и очистку расплавленной соли и остаточных продуктов.

Запланированы дальнейшие испытания на облучение, включая изучение того, что происходит с остыванием солей до температуры, близкой к комнатной, в радиоактивной среде. Это будет в следующем году сопровождаться коррозионными испытаниями потенциальных реакторных сплавов в реакторе High Flux Reactor.

 

«Завершение нашей работы внутри реактора означает, что теперь мы можем более тщательно исследовать облученную соль в лабораториях NRG», — говорит Ральф Хания из NRG. «Это означает, что мы действительно сможем увидеть, как соль реагирует на облучение в реакторе».

 

Комментарии

Ваше мнение

Подпишись на канал FTimes в Яндекс.Дзен

Реклама


Это интересно
Читайте также: