Nacionalinis reaktorių inovacijų centras „National Reactor Innovation Center“ (NRIC) oficialiai pristatė naują lydytų druskų termofizikinių tyrimų infrastruktūrą „Molten Salt Thermophysical Examination Capability“ (MSTEC).
Ši pažangi tyrimų bazė, kurios pilna veiklos pradžia numatoma 2026 m. kovo mėnesį, sukurta kaip itin svarbi infrastruktūros grandis, prisidėsianti prie naujos kartos lydytų druskų reaktorių (MSR) komercializavimo.
„MSTEC sukūrimas yra svarbus pasiekimas mūsų pastangose tobulinti naujos kartos branduolinių reaktorių technologijas“, – teigė NRIC direktorius Bradas Tomeris.
„Suteikdama pramonei reikalingą eksperimentinę infrastruktūrą ir ekspertines žinias, MSTEC atliks lemiamą vaidmenį siekiant nacionalinių energetikos tikslų ir formuojant branduolinės energetikos ateitį.“
Sukurta užpildyti esamas spragas
Šiuo metu pasaulyje kuriami keli skirtingi lydytų druskų reaktorių konceptai. Vis dėlto viena didžiausių kliūčių jų diegimui yra itin tikslūs duomenys apie branduolinio kuro druskų savybes ir jų elgseną realiomis eksploatavimo sąlygomis.
MSTEC infrastruktūra sukurta būtent tam, kad užpildytų šias žinių spragas: ji užtikrins patikimus, pakartojamus duomenis, kurie būtini projektuojant, licencijuojant ir galiausiai eksploatuojant pažangius reaktorius.
„MSTEC suteikia specializuotą įrangą medžiagų elgsenai tirti esant skirtingoms sąlygoms ir lanksčias laboratorines erdves nedidelio masto eksperimentams“, – aiškino tyrėjai savo pranešime.
Objektą sudaro ekranuota pirštinių dėžė, užpildyta argono atmosfera, suprojektuota darbui tiek su apšvitintomis, tiek su neapšvitintomis aktinoidų medžiagomis. Pagrindinis dėmesys skiriamas aukštos temperatūros skysčiams – fluoridų ir chloridų druskoms, kurios pažangių reaktorių konstrukcijose gali veikti kaip kuras, aušalas arba atlikti abi funkcijas.
NRIC atstovai pažymėjo, kad MSTEC taps viena pirmųjų infrastruktūrų pasaulyje, galinčių tirti apšvitintas lydytas druskas. Ji prisidės tiek prie lydytų druskų reaktorių tyrimų, tiek prie panaudoto branduolinio kuro piroperdirbimo technologijų plėtros.
Taip pat pabrėžiama, kad karštoji kamera su argono atmosfera sudaro sąlygas darbui su apšvitintais ir neapšvitintais chloridais, fluoridais, beriliu bei aktinoidais, įskaitant plutonį ir kitus smulkiuosius aktinoidus.
Nuotoliniams darbams pritaikytų prietaisų rinkinys
MSTEC infrastruktūra aprūpinta didelio tikslumo matavimo prietaisais, pritaikytais nuotoliniam valdymui, kad būtų galima saugiai dirbti su pavojingais mėginiais.
Reometras leidžia matuoti skysčių klampą ir tekėjimo savybes esant iki 1000 °C temperatūrai. Dujų poslinkio piknometras nenaikinančiu metodu nustato kietųjų medžiagų tankį, kaip darbinę terpę naudodamas argoną arba helį.
Aukštos temperatūros skysčių, tokių kaip lydytos druskos, tankiui matuoti naudojamas specialiai pritaikytas densimetras, veikiantis pagal Archimedo principą. Universalioji krosnis tarnauja kaip daugiafunkcis įrankis druskų sintezei, elektrocheminiams matavimams ir korozijos tyrimams.
Be to, vienalaikės terminės analizės prietaisas fiksuoja masės pokyčius ir energijos kitimą esant iki 1650 °C temperatūrai; šie duomenys naudojami fazių diagramoms sudaryti ir lydymosi temperatūroms nustatyti. Diferencinis skenuojamasis kalorimetras leidžia itin tiksliai įvertinti šiluminę talpą ir mėginių grynumą.
Nauda neapsiriboja reaktorių projektavimu
MSTEC įkūrimas „Idaho National Laboratory“ teritorijoje suteikia naudotojams galimybę pasinaudoti greta esančia aukšto lygio infrastruktūra, įskaitant „Advanced Test Reactor“, skirtą druskų apšvitinimui, ir „Analytical Research Laboratories“, kur atliekama detali izotopinė analizė.
Šios galimybės išplečia MSTEC taikymą už reaktorių projektavimo ribų: įranga gali būti naudojama branduolinio kuro ciklo tyrimams, medžiagų apskaitai ir su branduoline sauga susijusiam branduolinių medžiagų sekimui.
„MSTEC reikšmingai paspartins kuro druskų technologijų plėtrą Energetikos departamentui, pramonei ir akademinei bendruomenei“, – pabrėžė „Idaho National Laboratory“ vyresnioji lydytų druskų tyrėja Toni Karlson.
„Tai taip pat unikali platforma, skirta rengti būsimus aktinoidų mokslo ir branduolinio kuro ciklo tyrėjus.“
