NRG完成主要熔盐核燃料测试:助其获得更多MRS安全运行信息

摘要:

据外媒报道,荷兰核研究与咨询集团公司(NRG)在阿姆斯特兰以北37英里(60英里)处佩腾的High Flux反应堆已经完成了一个具有重大里程碑意义的熔盐反应堆(MSR)测试。这是自上世纪60年代在美国田纳西州橡树岭进行此类试验之后的首次,其目的则是了解更多关于MSR安全运行的信息。

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MSR最早于20世纪50年代和60年代在美国开发而出,它跟传统的轻水核反应堆在许多重要方面有着不同的地方,而这使得其有可能成为一种更安全、更有效的替代品。究其原因则是因为尽管一个轻水反应堆和一个MSR在核裂变的原理上是相同的,但它们在工程设计上有着根本的区别。

在轻水反应堆中,核燃料是在浸在水中的锆合金包层棒中的浓缩铀或钚。这些水同时充当反应堆的慢化剂和冷却剂。当一个中子撞击铀或钚原子时,它会分裂,释放能量和额外的中子,这些中子会在连锁反应中撞击出更多的原子。水通过减慢中子的速度来减缓反应从而增加中子撞击原子的几率。

然而,这个已经使用了60多年的轻水反应堆也存在一些缺点,因为它们依赖于的水需要保持在非常高的压力和温度条件之下。但如果用盐来代替水就会带来许多的好处。

据了解,在熔盐反应堆中,燃料棒周围没有水,而是跟盐混合,当盐被加热能够熔化的程度时就能像液体一样流动--温度在数百甚至数千摄氏度左右。代替燃料棒的石墨棒起着缓和剂的作用,同时还控制着反应的强度。

虽然从未发展成一个实际的商业发电厂,但对熔融盐反应堆的研究已经证明了其拥有的一些优势。例如,它们可以由各种各样的元素提供燃料,因此它们被降到安全放射性水平的速度要比传统工艺快得多。

另外,熔盐反应堆不需要为了加燃料关闭。相反,旧的燃料可以被化工厂过滤掉然后注入新的燃料。它们也可以在较低的压力下运行,而且它们也会不产生蒸汽或潜在的爆炸性氢气--这两种都是传统反应堆的主要安全问题--所以没有必要使用重型压力容器。由于MSR的工作温度比传统的反应堆要高,所以它们的效率更高,体积更小。

另外一个安全因素则是熔盐是在高温下膨胀的,所以如果发生了失控反应,膨胀就会停止。在严重的紧急情况下,MSR的设计还能通过排水罐--盐在重力作用下自动倾倒--将盐分离成更小的单元进而停止反应。

当然,MSR也并非完美它也存在一些缺点。盐不仅需要加热热,而且还具有很强的腐蚀性,它必须跟抽水设备直接接触,这使得其会有被腐蚀和放射性损伤的风险。

而正因为如此,NRG正在进行一系列的辐照试验以了解核环境如何影响熔盐核燃料。据该公司介绍,这个SALIENT-01从2015年就已经开始。

接下来,NRG计划展开进一步的辐照试验,包括研究核燃料盐在放射性环境中冷却到接近室温时会发生什么。明年,它将在High Flux反应堆中对候选反应堆合金进行腐蚀试验。

NRG的Ralph Hania说道:“完成我们在反应堆内的工作意味着我们现在可以在NRG实验室更仔细地检查辐照盐。这意味着我们真的能够看到盐对反应堆辐射的反应。”

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