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NRG完成主要熔鹽核燃料測試:助其獲得更多MRS安全運(yùn)行信息

來源:新能源網(wǎng)
時間:2019-09-23 14:09:59
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NRG完成主要熔鹽核燃料測試:助其獲得更多MRS安全運(yùn)行信息  據(jù)外媒報道,荷蘭核研究與咨詢集團(tuán)公司(NRG)在阿姆斯特蘭以北37英里(60英里)處佩騰的High Flux反應(yīng)堆已

  據(jù)外媒報道,荷蘭核研究與咨詢集團(tuán)公司(NRG)在阿姆斯特蘭以北37英里(60英里)處佩騰的High Flux反應(yīng)堆已經(jīng)完成了一個具有重大里程碑意義的熔鹽反應(yīng)堆(MSR)測試。這是自上世紀(jì)60年代在美國田納西州橡樹嶺進(jìn)行此類試驗之后的首次,其目的則是了解更多關(guān)于MSR安全運(yùn)行的信息。

  MSR最早于20世紀(jì)50年代和60年代在美國開發(fā)而出,它跟傳統(tǒng)的輕水核反應(yīng)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。究其原因則是因為盡管一個輕水反應(yīng)堆和一個MSR在核裂變的原理上是相同的,但它們在工程設(shè)計上有著根本的區(qū)別。

  在輕水反應(yīng)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(dāng)反應(yīng)堆的慢化劑和冷卻劑。當(dāng)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(yīng)中撞擊出更多的原子。水通過減慢中子的速度來減緩反應(yīng)從而增加中子撞擊原子的幾率。

  然而,這個已經(jīng)使用了60多年的輕水反應(yīng)堆也存在一些缺點,因為它們依賴于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(jù)了解,在熔鹽反應(yīng)堆中,燃料棒周圍沒有水,而是跟鹽混合,當(dāng)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(shù)百甚至數(shù)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(yīng)的強(qiáng)度。

  雖然從未發(fā)展成一個實際的商業(yè)發(fā)電廠,但對熔融鹽反應(yīng)堆的研究已經(jīng)證明了其擁有的一些優(yōu)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(tǒng)工藝快得多。

  另外,熔鹽反應(yīng)堆不需要為了加燃料關(guān)閉。相反,舊的燃料可以被化工廠過濾掉然后注入新的燃料。它們也可以在較低的壓力下運(yùn)行,而且它們也會不產(chǎn)生蒸汽或潛在的爆炸性氫氣--這兩種都是傳統(tǒng)反應(yīng)堆的主要安全問題--所以沒有必要使用重型壓力容器。由于MSR的工作溫度比傳統(tǒng)的反應(yīng)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(fā)生了失控反應(yīng),膨脹就會停止。在嚴(yán)重的緊急情況下,MSR的設(shè)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(jìn)而停止反應(yīng)。

  當(dāng)然,MSR也并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(qiáng)的腐蝕性,它必須跟抽水設(shè)備直接接觸,這使得其會有被腐蝕和放射性損傷的風(fēng)險。

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

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

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