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荷兰对熔盐反应堆的熔融核燃料盐进行了重大里程碑测试

2019-09-22 19:54:42  阅读:5867+ 来源: 责任编辑:责任编辑NO。邓安翔0215

荷兰核研讨与咨询小组(NRG)现已完成了在间隔阿姆斯特丹北部37英里(60公里)PTEN 的高通量反响堆中对熔融核燃料盐进行的严重里程碑测验。这是自1960年代在田纳西州橡树岭进行的同类测验以来的初次测验,其意图是进一步了解未来熔盐反响堆(MSR)的安全操作。

MSR于1950年代和60年代初次在美国开发,它在许多重要方面与惯例轻水核反响堆不同,这使它们有或许成为更安全,更高效的替代品。这是因为,虽然轻水反响堆和MSR依照相同的核裂变原理作业,但它们的工程规划却天壤之别。

在轻水反响堆中,核燃料是浓缩铀或钚,装在锆合金包壳棒中浸在水中。这些水既充任反响器的减速剂,又充任冷却剂。当中子碰击铀或钚原子时,它会割裂,开释能量,并在链式反响中开释更多中子,然后碰击更多原子,例如将乒乓球扔进一个装满捕鼠器的房间,每个捕鼠器上都装有乒乓球。水经过减慢中子的速度来平缓反响,添加中子碰击原子的时机。

轻水反响堆也的确有不少缺陷,例如依赖于将水保持在十分高的压力和温度这一现实。可是经过用盐替代水,呈现了许多长处。

熔盐反响堆是用盐来替代燃料棒周围的水,燃料与盐混合在一起,盐已被加热到像液体相同消融和活动的程度-大约在几百乃至几千摄氏度之间。替代燃料棒的是石墨棒,石墨棒起到了慢化剂的效果,操控着反响的强度。

虽然从未开展成有用的商业发电厂,但在世界各地的各个中心对熔盐反响堆进行的研讨都显示出许多优势。例如,熔盐反响堆能够由多种元素供给燃料,包含相对丰厚的可裂变元素(如钍),并且所发作的废物活性更高,因而它们比未经再处理的惯例工厂的乏燃料更快地降低到安全放射性水平。

此外,熔盐反响堆无需封闭即可重填燃料。取而代之的是,旧燃料能够经过化工厂过滤掉,然后泵入新的燃料。熔盐反响堆还能够在较低的压力下运转,并且不发作蒸汽或潜在爆炸性的氢气-两者都是惯例反响堆的首要安全问题-因而不需要高压容器。并且因为MSR比惯例反响堆在更高的温度下作业,因而它们功率更高且尺度更小。

另一个安全要素是熔盐在加热下会胀大,因而假如发作失控反响,熔盐胀大会封闭反响堆。MSR规划包含了排水槽,在紧迫情况下,熔盐会在重力效果下主动倒入排水槽中,将盐分红较小的单元并杀死反响死角。

可是,MSR有许多缺陷。盐不只很热,并且腐蚀性极强,且有必要与泵送设备直接触摸。这既有腐蚀的危险,也有脆性的放射性危害。

因而,NRG正在进行一系列辐射测验,以了解核环境怎么影响熔盐核燃料。据该公司称,这始于2015年的SALIENT-01试验,这是钍反响堆概念的一部分。当时的作业包含建筑材料的研讨以及熔盐和残渣产品的加工和提纯。

方案将进行进一步的辐射测验,包含研讨在放射性环境中核燃料盐冷却到挨近室温后会发作什么。下一年将在高通量反响堆中对候选反响堆合金进行腐蚀测验。

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