20 мая 2021

В США изобрели испытательное устройство, позволяющее сэкономить миллионы долларов на разработку первой в мире жидкосолевой ядерной батареи

Atomic-Energy.ru
Рендеринг испытаний жидкосолевой ядерной батареи Университета Айдахо в реакторе Zero Power Physics Reactor Национальной лаборатории Айдахо

Американский университет Айдахо заявил 17 мая, что его ученые разработали новый процесс и устройство, которые помогут сэкономить миллионы долларов и ускорить разработку первой в мире жидкосолевой ядерной батареи (MsNB). Производство энергии из ядерного топлива, растворенного в расплавленной соли, обеспечивает повышенную безопасность и эффективность, и в настоящее время в мире продолжаются исследования, чтобы вывести эту технологию на мировой рынок. Данные солевые топливные расплавы негорючи и имеют низкую летучесть, что исключает риск разгерметизации реакторных корпусов из-за возможного повышения давления.

“Это грандиозный шаг в процессе проектирования жидкосолевых реакторов”, - сказал технический директор Университета Айдахо Рич Кристенсен, - “Многие военные базы, больницы и населенные пункты полагаются на безопасную и непрерывную подачу энергии из общей сети. Если эта сеть выйдет из строя, пострадают все эти критические сферы». 

Он добавил, что жидкосолевые ядерные батареи MsNB представляют собой небольшой распределенный источник энергии, который сможет предоставить автономию учреждениям, когда-то зависящим от центральных источников электроэнергии.

Преподаватели и студенты Университета Айдахо, а также сотрудники Premier Technology впервые запускают испытательную установку для жидкосолевой ядерной батареи, используя омический нагрев для равномерного нагрева жидкого топлива реактора с помощью электрического тока

Новое испытательное устройство физически подтверждает, что батарея MsNB является улучшенным, более надежным и экономичным жидкосолевым реактором, благодаря её способности естественным образом циркулировать жидкое топливо. Данное устройство было совместно разработано генеральным директором компании Micro Nuclear Полом Мароттой, научным сотрудником Национальной лаборатории штата Айдахо Пиюшем Сабхарваллом и профессором Университета Айдахо Ричем Кристенсеном. 

Ожидается, что изобретение позволит сэкономить миллионы на затратах на тестирование и сократить сроки разработки жидкосолевой ядерной батареи MsNB на два года.

В испытательном устройстве используется омический нагрев для равномерного нагрева жидкости электрическим током. Оно действует как суррогат реактора, имитируя внутреннее тепловыделение, которое могло бы происходить внутри реактора в результате деления или расщепления ядра атома. В батареи MsNB тепло, выделяющееся во время процесса тестирования омического нагрева, заставляет жидкосолевой топливный расплав внутри батареи подниматься в центральном цилиндре. Оказавшись наверху, топливо перемещается в теплообменник, где охлаждается и падает обратно в пространство между внутренним и внешним цилиндрами. Эта естественная циркуляция устраняет необходимость в клапанах и насосах, повышая надежность и простоту конструкции этого жидкосолевого реактора.

Суррогат реактора с омическим нагревом, построенный подрядчиком Blackfoot Premier Technology, также позволяет исследователям легко физически проверять проводимое компьютерное моделирование, снижая общие затраты на испытания. На данную концепцию естественной циркуляции уже подается патент. При 10-летнем сроке службы батареи MsNB её можно будет легко и модульно построить на заводах и транспортировать в отдалённые районы для поддержки критически важной инфраструктуры электричеством и теплом. Когда батарея разрядится, как отмечает профессор Рич Кристенсен, устройство можно отправить обратно на завод для переработки или утилизации.

Предложение на грант Министерства энергетики США было далее подано компаниями Micro Nuclear, Premier Technology, INL и консорциумом из восьми университетов во главе с Университетом Айдахо. В случае присуждения финансирование будет направлено на проверку и завершение первоначального дизайна батареи MsNB, включая её производство компанией Premier Technology.

“Вы видите значительные совместные усилия по разработке передовых ядерных технологий, которые смогут далее поддерживать критически важную инфраструктуру для обеспечения здоровья и безопасности населения”, - отметил Эшли Финан, директор Национального центра реакторных инноваций (NRIC), - “NRIC готов сотрудничать с командой проекта, чтобы сделать этот демонстрационный проект успешным и перспективным.”

Совместный рендеринг будущей жидкосолевой ядерной батареи MsNB и системы генерации электроэнергии