Цель новых экспериментов — усовершенствовать конструкции и повысить безопасность будущих реакторов на расплавленных солях.
Американские ученые собрали редкие новые данные о расплавленных солях реакторов, которые могут помочь ускорить разработку более безопасных, эффективных и простых в лицензировании будущих ядерных реакторов.
Исследователи из Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) в штате Теннесси продемонстрировали передовые экспериментальные методы измерения того, как содержащие уран расплавленные соли передают тепло и обеспечивают течение внутри реакторов на расплавленных солях (MSR).
Данная работа может улучшить проектирование и моделирование реакторов на расплавленных солях, которые являются одной из ведущих концепций для перспективных ядерных энергетических систем. По словам исследователей, измерения были сосредоточены на двух важнейших свойствах, необходимых для проектирования и моделирования этих реакторов: теплопроводности и вязкости.
Тем не менее, надежные экспериментальные данные по обоим свойствам оставались дефицитными в течение многих лет. Это ограничивало усилия по оптимизации конструкций реакторов и содействию в получении разрешений от регулирующих органов. Для решения этой проблемы группа исследователей из ORNL протестировала несколько потенциальных смесей расплавленных солей, используя специализированные инструменты, разработанные в лаборатории.
Редкие ядерные измерения
Реакторы на расплавленных солях — это реакторы ядерного деления, в которых топливо и/или теплоноситель представляют собой расплавленную соль. При этом расплавленные соли сжижаются при повышенных температурах и могут накапливать огромное количество тепловой энергии при атмосферном давлении. После использования в качестве топлива расплавленная соль растворяется с делящимся материалом, таким как уран-235, плутоний-239 или уран-233.
Для этого проекта исследователи из ORNL использовали два специализированных прибора для изучения поведения этих расплавленных солей в условиях, имитирующих реакторные. Одна из систем, известная как система с переменным зазором, измеряет теплопроводность, отслеживая перемещение тепла через образцы расплавленной соли.
Второй инструмент, вискозиметр с шариковым качением, определяет вязкость, измеряя скорость движения небольшого шарика в жидкой соли. «Некоторые из собранных данных являются совершенно уникальными и заполняют пробелы, необходимые для разработки MSR», — заявил Энтони Бирри, доктор философии, научный сотрудник ORNL.
В совокупности эти измерения позволили получить ключевое представление о том, как расплавленные соли циркулируют, передают тепло и функционируют внутри будущих реакторных систем. Даже небольшие изменения этих свойств могут существенно повлиять на эффективность реактора, эффективность охлаждения и безопасность эксплуатации.
Новые инструменты для MSR
По словам Бирри, новая информация поможет расширить базу данных тепловых свойств расплавленных солей. Это постоянно пополняющийся ресурс, используемый для поддержки передового моделирования реакторов, оптимизации и будущих усилий по лицензированию.
«Мы сотрудничаем с национальными лабораториями для дальнейшего расширения базы данных тепловых свойств расплавленных солей, которая является жизненно важным ресурсом для поддержки лицензирования и оптимизации передовых ядерных технологий», — отметил Бирри в пресс-релизе.
Новая технология привлекает все большее внимание во всем мире, поскольку правительства и частные компании стремятся к разработке передовых ядерных систем, способных обеспечивать выработку безуглеродной электроэнергии наряду с возобновляемыми источниками энергии.
Орегонская национальная лаборатория (ORNL), которая, как сообщается, в 1960-х годах стала пионером в экспериментах с реакторами на расплавленных солях, является одним из ведущих исследовательских центров в этой области. Последняя разработка также получила поддержку со стороны Программы по реакторам на расплавленных солях Управления ядерной энергетики Министерства энергетики США (DOE).
«В этой работе приняли участие Джейкоб Инглинг и Билл Филлипс (Национальная лаборатория Айдахо), Брюс Макнамара (Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория), а также Аманда Леонг и Цзиньсуо Чжан (Вирджинский политехнический институт и государственный университет)», — отметили в ORNL.
Sourse: interestingengineering.com
