Nacionalinis reaktorių inovacijų centras „National Reactor Innovation Center“ (NRIC) oficialiai pristatė naująją Lydytų druskų termofizikinių tyrimų infrastruktūrą „Molten Salt Thermophysical Examination Capability“ (MSTEC).
Ši pažangi tyrimų bazė, kurios visiškas veiklos startas numatomas 2026 m. kovo mėnesį, sukurta kaip kritinė infrastruktūros grandis, padėsianti komercializuoti naujos kartos lydytų druskų reaktorius (MSR).
„MSTEC sukūrimas yra svarbus pasiekimas mūsų pastangose tobulinti naujos kartos branduolinių reaktorių technologijas“, – teigė NRIC direktorius Bradas Tomeris.
„Suteikdama pramonei būtiną eksperimentinę infrastruktūrą ir ekspertines žinias, MSTEC atliks lemiamą vaidmenį siekiant nacionalinių energetikos tikslų ir skatinant branduolinės energetikos ateitį.“
Sukurta užpildyti esamas spragas
Šiuo metu visame pasaulyje kuriami keli skirtingi lydytų druskų reaktorių konceptai. Tačiau viena iš pagrindinių kliūčių jų diegimui – itin tikslūs duomenys apie branduolinio kuro druskų savybes ir jų elgseną realiomis darbo sąlygomis.
MSTEC infrastruktūra sukurta būtent tam, kad užpildytų šias žinių spragas – ji užtikrins patikimus ir atkuriamus duomenis, kurie yra būtini projektuojant, licencijuojant ir galiausiai eksploatuojant pažangius reaktorius.
„MSTEC suteikia specializuotą įrangą medžiagų elgsenai skirtingomis sąlygomis tirti ir lanksčias laboratorines erdves nedidelio masto eksperimentams“, – paaiškino tyrėjai savo pranešime.
Objektas – tai ekranuota argono atmosfera užpildyta pirštinių dėžė, suprojektuota darbui tiek su apšvitintomis, tiek su neapšvitintomis aktinoidų medžiagomis. Joje daugiausia dėmesio skiriama aukštos temperatūros skysčiams – fluoridų ir chloridų druskoms, kurios pažangių reaktorių konstrukcijose veikia kaip kuras, aušalas arba atlieka abi funkcijas.
„MSTEC taps viena pirmųjų pasaulyje infrastruktūrų, gebančių tirti apšvitintas lydytas druskas. Ji rems lydytų druskų reaktorių tyrimus ir panaudoto branduolinio kuro piroperedirbimo technologijų plėtrą“, – pažymėjo NRIC atstovai.
„Karštoji kamera su argono atmosfera sudaro sąlygas tyrimams 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 (1832 °F) temperatūrai. Dujų poslinkio piknometras nenaikinančiu metodu nustato kietųjų medžiagų tankį, naudodamas argoną arba helį.
Aukštos temperatūros skysčių, tokių kaip lydytos druskos, tankiui matuoti taikomas specialiai pritaikytas densimetras, naudojantis Archimedo principą. Universalioji krosnis tarnauja kaip daugiafunkcis įrankis druskų sintezei, elektrocheminiams matavimams ir korozijos tyrimams.
Be to, vienalaikės terminės analizės prietaisas matuoja masės pokytį ir energijos kitimą esant iki 1650 °C temperatūrai; šie duomenys naudojami fazių diagramoms sudaryti ir lydymosi temperatūroms nustatyti. Diferencinis skenuojamasis kalorimetras leidžia itin tiksliai matuoti šiluminę talpą ir mėginių grynumą.
Nauda neapsiriboja reaktorių projektavimu
MSTEC įsikūrimas „Idaho National Laboratory“ teritorijoje suteikia naudotojams galimybę pasinaudoti šalia esančia aukščiausios klasės infrastruktūra, įskaitant „Advanced Test Reactor“, skirtą druskų apšvitinimui, ir „Analytical Research Laboratories“, kur atliekama detali izotopinė analizė.
Šios galimybės išplečia MSTEC taikymo sritis už reaktorių projektavimo ribų – įranga gali būti naudojama branduolinio kuro ciklo tyrimams, medžiagų apskaitai ir su branduolinėmis saugumo priemonėmis susijusiam branduolinių medžiagų sekimui.
„MSTEC žymiai paspartins kuro druskų technologijų plėtrą Energetikos departamentui, pramonei ir akademinei bendruomenei“, – pabrėžė „Idaho National Laboratory“ vyresnioji lydytų druskų tyrėja Toni Karlson.
„Tai taip pat yra unikali platforma rengti būsimus aktinoidų mokslo ir branduolinio kuro ciklo tyrėjus.“
