В США испытают первый в мире ядерный реактор на расплавленном хлориде

Эксперимент в области ядерной энергетики, проводимый при поддержке Министерства энергетики США, может предоставить важные эксплуатационные данные для реакторов следующего поколения уже в 2027 году. Эксперимент с реактором на расплавленных хлоридах (MCRE) направлен на испытание быстрого реактора на расплавленной хлоридной соли в условиях длительного деления ядер. Его результаты могут помочь инженерам приблизить эту технологию к коммерческому использованию.

Министерство энергетики США одобрило дополнительное совместное финансирование, чтобы ускорить завершающий этап разработки эксперимента. Southern Company, Национальная лаборатория Айдахо и CORE POWER сотрудничают над проектом в рамках Программы демонстрации передовых реакторов этого ведомства.

Быстрые нейтроны сохраняют больше энергии, чем тепловые нейтроны, которые используются во многих обычных реакторах. Это различие влияет на поведение ядерного топлива и способность реактора поддерживать ядерное деление. Инженерам нужны экспериментальные данные, чтобы понять эти эффекты и усовершенствовать свои конструкции.

Испытания другой конструкции реактора

MCRE должен стать первым в мире экспериментом с быстрым реактором на расплавленных хлоридах, в котором будет достигнута критичность. Этот этап наступает, когда реактор поддерживает контролируемую цепную ядерную реакцию. Национальная лаборатория Айдахо поможет исследователям собирать данные непосредственных измерений поведения реактора в процессе работы. Джесс Гегин, заместитель директора лаборатории, отметил, что в настоящее время инженеры полагаются на модели, прогнозирующие работу данной конструкции реактора.

Полученные результаты измерений могут помочь разработчикам проверить инструменты моделирования и оценить инженерные решения. Они также могут способствовать будущим процедурам лицензирования реакторов, хотя регулирующим органам и в дальнейшем потребуются доказательства безопасности для каждого конкретного проекта.

Снижение рисков перед внедрением

Разработчики передовых реакторов сталкиваются со значительными техническими трудностями, прежде чем смогут вывести новые конструкции на рынок. Результаты экспериментов могут помочь инженерам выявить неопределённости до того, как они начнут вкладывать средства в более масштабные и дорогостоящие демонстрационные проекты. MCRE может предоставить данные о поведении топлива и работе реактора в процессе длительного деления ядер. Эти результаты могут помочь разработчикам оценить конструктивные решения и сформировать более убедительную техническую аргументацию для будущих проектов.

Исследование также может способствовать применению этой технологии за пределами сферы производства электроэнергии. В будущем высокоскоростные системы на расплавленных солях могут обеспечивать энергией промышленные предприятия и производство медицинских изотопов. Разработчики также изучают, смогут ли такие реакторы извлекать дополнительную выгоду из отработанного ядерного топлива.

Перспективы морской атомной энергетики

CORE POWER видит потенциальные возможности применения этой технологии в коммерческом судоходстве, где ядерная силовая установка могла бы обеспечивать длительную работу без выбросов углерода на борту во время эксплуатации. Генеральный директор компании Микал Бьёе заявил, что CORE POWER взяла на себя обязательство построить MCRE в 2020 году. Теперь ускоренный график предусматривает достижение критичности уже в 2027 году.

По словам Бьёе, эксперимент может помочь сформировать инженерные знания, подходы к лицензированию и цепочки поставок, необходимые для коммерческого внедрения. CORE POWER также стремится объединить достижения в области технологий ядерного топлива со своими разработками в сфере ядерной энергетики для морского транспорта.

Непосредственная цель MCRE по-прежнему носит научный, а не коммерческий характер. Результаты эксперимента могут помочь определить, смогут ли быстрые реакторы на расплавленных хлоридах найти практическое применение, в частности в будущих морских энергетических системах.

Источник: Interesting Engineering