Testovanie roztavených solí v slučke podporí jadrové reaktory 4. generácie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 9. 4. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Americká spoločnosť Southern Company a Národné laboratórium v Idahu dokončili úvodnú prevádzku prvého testovacieho zariadenia svojho druhu na podporu rýchleho vývoja tejto technológie, čím sa priblížili k cieľu mať v nasledujúcom desaťročí funkčný jadrový reaktor z roztavených solí.
S vývojom jadrových reaktorov novej generácie, známych ako elektrárne IV. generácie (Gen IV), je čoraz pravdepodobnejšie, že pôjde o reaktory s roztavenými soľami. Tieto elektrárne vymenia rádioaktívne palivové tyče a vodný chladiaci systém za soľnú kašu zmiešanú s jadrovým palivom a oproti svojim starším bratom ponúkajú nespočetné výhody.
Takéto reaktory sú napríklad bezpečnejšie ako staré jadrové elektrárne, pretože pracujú pri oveľa nižších tlakoch, takže v prípade havárie menej hrozí štrukturálne napätie a porucha.
Jadrové reaktory s roztavenými soľami majú aj jedinečné pasívne metódy prevencie jadrových havárií. Niektoré elektrárne sú vybavené takzvanou „mraziacou zátkou“ v komore reaktora. V prípade výpadku elektrickej energie systém udržiavajúci tento kus soli v zmrazenom stave zlyhá, čo spôsobí rozpustenie zátky. To následne umožní pasívne odtekanie soľnej / palivovej suspenzie do podzemných nádrží, kde sa bezpečne ochladí. Na druhej strane, ak sa reaktor prehreje, expanzia v kaši rozprestrie jadrové palivo, čím sa sťaží pokračovanie štiepenia, čo účinne odstaví elektráreň.
Okrem toho sú jadrové reaktory s roztavenými soľami účinnejšie ako ich predchodcovia a dokonca sú potenciálne schopné využívať odpadové materiály, ktoré neboli úplne spotrebované v iných jadrových procesoch. Produkujú tiež menej odpadu, ktorý má tendenciu rozkladať sa rýchlejšie ako tradičné vyhorené palivové tyče, a vzhľadom na ich relatívne malé rozmery ich potom možno podľa potreby rozmiestňovať modulárne.
Jednou z veľkých výziev jadrových reaktorov s roztavenými soľami je, že pekelne horúca roztavená soľ má tendenciu ničiť všetko, s čím príde do kontaktu.
Nový spoločný projekt Idaho National Labs (INL), Southern Company a TerraPower, ktorý je známy ako Molten Chloride Reactor Experiment (MCRE), dosiahol minulý mesiac významný míľnik, keď bolo oznámené, že pomocou prototypu pece vytvoril palivo na báze denaturovaného uránu v množstve 18 kg na dávku. To je síce ďaleko od tri a pol tony, ktoré bude reaktor nakoniec potrebovať na dosiahnutie kritického stavu, ale je to začiatok a palivo sa vyrába s 90 % účinnosťou
Teraz projekt MCRE odhalil úspešné dokončenie skúšobnej slučky s prúdením roztavenej soli, ktorej cieľom je vyvinúť reaktor, ktorý dokáže odolať korozívnym účinkom roztavenej soli. Tento uzavretý systém je pritom vyrobený z nehrdzavejúcej ocele s kašou zo solí chloridu lítneho a chloridu draselného vo vnútri. Keďže soli v systéme cirkulujú, vedci dokážu upravovať vlastnosti suspenzie (napríklad teplotu) bez toho, aby zastavili tok. To v podstate znamená, že môžu študovať jadrové palivá novej generácie počas ich cirkulácie v reálnom čase.
Päť rôznych senzorov dokáže analyzovať rôzne štatistiky, ako je povrchové napätie soli a hustota kvapaliny, ako aj monitorovať úroveň korózie v systéme a množstvo preneseného tepla v ktoromkoľvek bode. Výskumný tím dúfa, že sledovaním toho, ako vlastnosti soli ovplyvňujú materiály, s ktorými prichádzajú do kontaktu, sa mu podarí nájsť dokonalý súlad medzi palivovou kašou a ochranným systémom.
„Väčšina testovacích slučiek sa zameriava na testovanie konštrukčných materiálov,“ povedal Ruchi Gakhar, vedúci vedec oddelenia INL pre pokročilé technológie roztavených solí. „Po niekoľkých hodinách prevádzky sa slučka demontuje, aby sa preskúmalo, ako materiály degradovali.“
„Na rozdiel od toho je naša slučka v INL jedinečná, pretože slúži ako testovacie pracovisko pre pokročilé elektrochemické senzory a bublinkové prístroje,“ dodal. „Tieto prístroje nám umožňujú monitorovať a skúmať výkonnosť materiálov v reálnom čase, kým je slučka stále funkčná. Tento prístup sa v iných inštitúciách v prietokových slučkách nerealizoval ani neskúmal.“
Viac informácií o testovacej slučke z roztavených solí nájdete vo videu z INL.
