Новая установка INL ускорит создание реакторов на расплавленных солях

Национальная лаборатория Айдахо (INL) сделала важный шаг в развитии ядерных инноваций, представив новую испытательную установку — петлю для тестирования расплавленных солей.

Эта передовая установка предназначена для поддержки разработки усовершенствованных реакторов, использующих расплавленные соли, особенно для высокотемпературных применений, что открывает новые горизонты в энергетике. Запуск этой петли играет ключевую роль в подготовке к первому в мире эксперименту с реактором на быстрых нейтронах, работающем на солевом топливе, начало которого запланировано на 2030-е годы.

Реакторы на расплавленных солях (MSR) представляют собой прорывную технологию в производстве ядерной энергии. В отличие от традиционных реакторов с твердым топливом и водяным охлаждением, MSR используют расплавленные соли одновременно как теплоноситель, а в некоторых конструкциях — и как жидкое топливо. Эти реакторы обладают значительными преимуществами, включая повышенную безопасность, возможность работы при очень высоких температурах и эффективное производство энергии.

Одно из главных достоинств реакторов на расплавленных солях — их способность работать при температурах свыше 700°C. Это делает их высокоэффективными не только для производства электроэнергии, но и для обеспечения теплом промышленных процессов. Кроме того, MSR производят минимальное количество отходов и обладают внутренними механизмами безопасности, снижающими риск расплавления активной зоны, что делает их привлекательным вариантом для энергетических решений будущего.

Несмотря на большие перспективы, разработка MSR сталкивается с уникальными инженерными трудностями. Одно из главных препятствий — коррозионная активность расплавленных солей, которые со временем могут разрушать компоненты реактора. Исследователям необходимо найти материалы, датчики и измерительные приборы, способные выдерживать длительное воздействие экстремальных температур и агрессивной среды.

Для решения этой проблемы ученые INL разработали новую испытательную петлю для расплавленных солей. Эта система точно воспроизводит условия внутри реактора на расплавленных солях, позволяя исследователям оценивать поведение различных материалов и датчиков в потоке высокотемпературного расплава соли. В отличие от статических методов испытаний, петля создает динамическую среду, где расплавленная соль постоянно циркулирует, проходя через фазы нагрева и охлаждения. Такой подход повышает точность результатов исследований и способствует разработке более надежных компонентов реактора.

Новая установка для испытаний в потоке расплавленных солей станет важнейшим исследовательским инструментом для продвижения технологии MSR. Одной из ее уникальных особенностей является возможность сливать и хранить расплавленную соль, когда установка не используется, что продлевает срок службы испытательного оборудования и повышает общую эффективность работы.

Ручи Гахар, ведущий научный сотрудник программы INL по передовым технологиям расплавленных солей, поясняет, что тестирование приборов и датчиков в условиях потока расплавленной соли является уникальным в своем роде. Она добавляет, что понимание реакции датчиков на высокотемпературный поток расплава соли поможет ускорить готовность будущих реакторов на расплавленных солях к эксплуатации.

Испытательная петля INL внесет прямой вклад в прогресс проекта Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE) — новаторской инициативы, направленной на демонстрацию практической осуществимости реакторов на расплавленных солях. MCRE является одним из нескольких проектов ядерных реакторов следующего поколения, поддерживаемых Программой демонстрации передовых реакторов Министерства энергетики США, цель которой — ускорить внедрение инновационных ядерных технологий.

Определяя коррозионностойкие материалы и оптимизируя работу датчиков, испытательная петля поможет проложить путь к успешной реализации MCRE и других передовых конструкций реакторов. Ожидается, что текущие исследования сделают реакторы на расплавленных солях жизнеспособным и конкурентоспособным вариантом для обеспечения надежной, устойчивой и безуглеродной энергией в ближайшем будущем.

В то время как мир ищет инновационные энергетические решения для борьбы с изменением климата и снижения зависимости от ископаемого топлива, исследования, проводимые в INL, укрепляют позиции Соединенных Штатов как лидера в области ядерных технологий следующего поколения. Успешное внедрение реакторов на расплавленных солях способно коренным образом изменить энергетический ландшафт, обеспечив надежный и устойчивый источник энергии для будущих поколений.