США просувають технологію атомних реакторів, яку тестували ще у 1960-х

Американські дослідники отримали унікальні дані про розплавлені солі для ядерних реакторів нового покоління. Вчені вважають, що це може прискорити появу безпечніших, ефективніших і дешевших у ліцензуванні атомних установок, які багато країн розглядають як альтернативу традиційним АЕС.

Про це повідомляє NNews із посиланням на Oak Ridge National Laboratory та Міністерство енергетики США.

Що саме дослідили вчені

Команда з американської лабораторії ORNL у штаті Теннессі вивчала властивості так званих реакторів на розплавлених солях (Molten Salt Reactors, MSR). Це один із найперспективніших напрямків сучасної ядерної енергетики.

У таких реакторах паливо або охолоджувач перебувають у вигляді гарячої рідкої солі. До складу суміші можуть входити уран-235, плутоній-239 або уран-233.

Дослідники виміряли дві критично важливі характеристики:

• теплопровідність;
• в’язкість рідких солей.

Саме ці параметри визначають, наскільки ефективно реактор відводить тепло та наскільки стабільно працює система охолодження.

Чому це важливо

Проблема в тому, що достовірних даних про поведінку таких солей досі було дуже мало. Через це інженерам складно створювати точні моделі реакторів, а регуляторам — оцінювати їхню безпеку.

У ORNL пояснюють: навіть невеликі зміни в’язкості чи теплопровідності можуть суттєво впливати на:

• ефективність реактора;
• охолодження;
• стабільність роботи;
• загальний рівень безпеки.

Саме тому нові вимірювання називають критично важливими для розвитку MSR-технологій.

Як проводили експерименти

Для досліджень команда використала два спеціальні інструменти.

Перший — Variable Gap System — аналізує, як тепло проходить через розплавлену сіль.

Другий — rolling ball viscometer — вимірює в’язкість рідини за допомогою кульки, яка проходить через гарячий сольовий розплав.

За словами дослідника ORNL Ентоні Біррі, частина отриманих результатів є “повністю унікальною” і закриває критичні прогалини у розробці реакторів нового покоління.

Чому реактори на розплавлених солях знову стали популярними

Ідея таких реакторів не нова — ORNL експериментувала з ними ще у 1960-х роках. Але останніми роками інтерес до технології різко зріс через глобальний попит на безвуглецеву енергетику.

MSR-реактори мають кілька потенційних переваг:

• нижчий ризик аварій через роботу при атмосферному тиску;
• ефективніше використання палива;
• менша кількість ядерних відходів;
• можливість інтеграції з відновлюваною енергетикою.

Сьогодні над подібними системами працюють США, Китай, Канада та низка приватних компаній.

Чому це має значення

Світ шукає способи одночасно скоротити викиди CO₂ та стабільно забезпечувати енергосистему електроенергією. Реактори на розплавлених солях вважаються одним із можливих рішень, але без точних даних їхній розвиток фактично гальмувався.

Нові результати ORNL можуть допомогти не лише у створенні більш ефективних реакторів, а й у пришвидшенні їхнього ліцензування та комерційного запуску.

Цікавий факт

Розплавлені солі здатні зберігати величезну кількість теплової енергії при атмосферному тиску. Саме через це їх також досліджують для систем накопичення енергії у великих сонячних електростанціях.