這是1970年代以來第一個釷鹽實驗
荷蘭核研究與咨詢集團(NRG)的科學家們,為滿足未來的能源需求,正在回顧上世紀70年代。自1976年以來,NRG團隊首次進行釷熔鹽堆技術實驗,可能導向更清潔、安全的核反應堆,能夠在全球范圍內提供能源。
佩騰試驗堆內部,正在測試的釷鹽在閃爍,歸因于帶電粒子在水中穿行比光速還快
NRG的科學家為試驗,正準備把釷放入佩騰反應堆內
與鈾不同,易裂變材料釷豐富而分布廣泛,不需要鈾所需的那種精制的鈾濃縮過程,也不容易制造成核彈。此外,釷反應堆固有的安全設計,即使反應失控,也會關閉,而且釷的放射性廢物壽命相對較短,幾百年內就變得無害。
主要障礙是釷不能獨自達到臨界質量。如果有足夠的、濃縮到燃料級的鈾并把它堆放在一起,釋放的中子輻射的數量將會引發連鎖反應,使鈾原子自持地分裂。不幸的是,釷無法做到這一點,所以釷燃料必須與鈾混合或經外部中子源照射,才能啟動反應循環。
從上世紀60年代到1976年,美國橡樹嶺國家實驗室利用熔解在熔鹽內的氟化釷而不是固體燃料元素,進行了反應堆實驗。盡管結果很有希望,但這種方法被放棄了。自那以后,印度、中國、印尼和其他國家一直在試驗釷反應堆,也在研究利用熔鹽燃料的概念,但直到NRG接過“接力棒”,橡樹嶺的方法才得以恢復。
定制的試驗設備顯示中心的釷鹽
NRG與歐盟實驗室聯合研究中心(JRC)合作,鹽輻照實驗(SALIENT)項目是個多階段的實驗,目的是把釷熔鹽堆(TMSR)轉化為工業規模的能源,并具有商用的可能性。
據《釷能源世界》宣傳組說,這個實驗的第一階段重點在于“去除”釷燃料循環產生的貴金屬。也就是說,在釷轉化成鈾之后,去除在分裂并釋放能量的核裂變過程中產生的那種金屬。
一旦達到這個目標,下一步將確定在TSRM建造中使用的普通材料如何經受得起腐蝕性的高溫鹽混合物的腐蝕,或找到其他方法,降低維護和運行成本。這些可能包括一種鎳合金,叫做哈斯特鎳合金(hastelloy),或者鈦-鋯-鉬(TZM)合金。
超純的釷鹽被仔細地放入特殊設計的坩堝內
最終目標是創建模塊化和可擴展的TMSR,以滿足當地的能源需求,而且全年每天都24小時供電。此外,使用熔鹽意味著反應堆運轉的同時可以換料,停機時間大大減少。