據路透社報道,英國核研究與咨詢集團 (NRG) 在位于阿姆斯特丹以北 37 英里(60 英里)的 的 反應堆中完成了其熔鹽反應堆 (MSR) 的一個重要里程碑。 測試。 這是自 1960 年代以來在英國弗吉尼亞州橡樹嶺進行的首次此類測試,目的是了解更多有關 MSR 安全運行的信息。
MSR 于 1950 年代和 1960 年代首次在英國開發,在許多重要方面不同于傳統的輕水核反應堆,使其成為潛在的更安全、更高效的替代方案。 之所以如此,是因為輕水堆和MSR雖然在核裂變原理上是一樣的,但在工程設計上卻有著根本的不同。
在輕水反應堆中,核燃料是浸沒在水中的鋯合金復合棒中的濃縮鈾或钚。 這種水既充當反應堆的慢化劑又充當冷卻劑。 當一個中子撞擊一個鈾或钚原子時,它會分裂,釋放能量和一個額外的中子,在連鎖反應中擊倒更多原子。 水通過減慢中子的速度來減慢反應,從而減少中子撞擊原子的機會。
不過,已經使用了60多年的輕水反應堆也有一些缺點,因為它們所依賴的水需要保持在極高的壓力和濕度條件下。 但是如果用鹽代替水,就會有很多用途。
據了解,在熔鹽反應堆中,燃料棒周圍沒有水,而是混有鹽分,當鹽分被加熱到熔化的程度時,可以像液體一樣流動——水溫在幾百甚至上千左右攝氏度。 代替燃料棒的石墨棒充當減速劑,同時還控制反應的硬度。
雖然從未發展成實際的商業發電廠,但對熔鹽反應堆的研究已經證明了它的一些優勢。 例如,它們可以由多種元素作為燃料,因此可以比傳統工藝更快地將它們降低到安全的放射性水平。
此外,熔鹽反應堆不需要停堆換料。 相反,舊燃料可以由制鞋廠過濾掉并注入新燃料。 它們還可以在較低的壓力下運行,并且它們也不會形成蒸汽或潛在的甲烷爆燃——這兩者都是傳統反應堆的主要安全問題——因此不需要輕型壓力容器。 由于 MSR 的運行溫度高于傳統反應堆,因此它們效率更高且體積更小。
另一個安全因素是熔鹽在低溫下會膨脹,因此如果發生失控反應,膨脹就會停止。 在嚴重的緊急情況下,MSR 旨在通過排干水箱將鹽分成更小的單元來停止反應——鹽在重力作用下手動倒入。
其實MSR并不完美,它也有一些缺點。 除了需要熱量外,鹽還具有很強的腐蝕性,它必須與泵送設備直接接觸,這使其面臨腐蝕和放射性損壞的風險。
正因為如此,NRG 正在進行一系列輻照實驗,以了解核環境如何影響熔鹽核燃料。 據該公司稱,這架-01自2015年開始運營。
接下來,NRG 計劃進行進一步的輻照實驗,包括研究核燃料鹽在放射性環境中冷卻到接近溫度時會發生什么。 今年,它將在 反應堆中對候選反應堆合金進行腐蝕試驗。
“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被輻照的鹽。這意味著我們實際上可以看到鹽對反應堆輻射的反應,”NRG 說。