У США випробують перший у світі ядерний реактор на розплавленому хлориді

Експеримент у галузі ядерної енергетики, який підтримує Міністерство енергетики США, може надати важливі експлуатаційні дані для реакторів наступного покоління вже у 2027 році. Експеримент із реактором на розплавлених хлоридах (MCRE) має на меті випробувати швидкий реактор на розплавленій хлоридній солі в умовах тривалого поділу ядер. Його результати можуть допомогти інженерам наблизити цю технологію до комерційного використання.

Міністерство енергетики США схвалило додаткове спільне фінансування, щоб прискорити завершальний етап розробки експерименту. Southern Company, Національна лабораторія Айдахо та CORE POWER співпрацюють над проєктом у межах Програми демонстрації передових реакторів цього відомства.

Швидкі нейтрони зберігають більше енергії, ніж теплові нейтрони, які використовуються в багатьох звичайних реакторах. Ця відмінність впливає на поведінку ядерного палива та здатність реактора підтримувати поділ ядер. Інженерам потрібні експериментальні дані, щоб зрозуміти ці ефекти й удосконалити свої конструкції.

Випробування іншої конструкції реактора

MCRE має стати першим у світі експериментом зі швидким реактором на розплавлених хлоридах, у якому буде досягнуто критичності. Цей етап настає, коли реактор підтримує контрольовану ланцюгову ядерну реакцію. Національна лабораторія Айдахо допоможе дослідникам збирати безпосередні вимірювання поведінки реактора під час роботи. Джесс Гегін, заступник директора лабораторії, зазначив, що наразі інженери покладаються на моделі, які прогнозують роботу цієї конструкції реактора.

Отримані вимірювання можуть допомогти розробникам перевірити інструменти моделювання та оцінити інженерні рішення. Вони також можуть сприяти майбутнім процедурам ліцензування реакторів, хоча регуляторам і надалі будуть потрібні докази безпеки для кожного конкретного проєкту.

Зменшення ризиків перед впровадженням

Розробники передових реакторів стикаються зі значними технічними труднощами, перш ніж зможуть вивести нові конструкції на ринок. Результати експериментів можуть допомогти інженерам виявити невизначеності до того, як вони вкладатимуть кошти в масштабніші й дорожчі демонстраційні проєкти. MCRE може надати дані про поведінку палива та роботу реактора під час тривалого поділу ядер. Ці результати можуть допомогти розробникам оцінити конструктивні рішення та сформувати переконливішу технічну аргументацію для майбутніх проєктів.

Дослідження також може підтримати застосування технології за межами виробництва електроенергії. У майбутньому швидкі системи на розплавлених солях можуть забезпечувати енергією промислові підприємства та виробництво медичних ізотопів. Розробники також вивчають, чи зможуть такі реактори отримувати додаткову користь від відпрацьованого ядерного палива.

Перспективи ядерної енергетики на морі

CORE POWER бачить потенційні можливості застосування технології в комерційному судноплавстві, де ядерна силова установка могла б забезпечувати тривалу роботу без викидів вуглецю на борту під час експлуатації. Генеральний директор компанії Мікал Бьое заявив, що CORE POWER взяла на себе зобов’язання побудувати MCRE у 2020 році. Тепер прискорений графік передбачає досягнення критичності вже у 2027 році.

За словами Бьое, експеримент може допомогти сформувати інженерні знання, підходи до ліцензування та ланцюги постачання, необхідні для комерційного впровадження. CORE POWER також прагне поєднати досягнення в технологіях ядерного палива зі своїми розробками у сфері ядерної енергетики для морського транспорту.

Безпосередня мета MCRE залишається науковою, а не комерційною. Результати експерименту можуть допомогти визначити, чи зможуть швидкі реактори на розплавлених хлоридах перейти до практичного застосування, зокрема в майбутніх морських енергетичних системах.

Джерело: Interesting Engineering