sulan suolan reaktorit voivat olla avainasemassa tulevissa ydinenergiajärjestelmissä, koska ne tarjoavat merkittäviä etuja turvallisuuden ja tehokkuuden kannalta. Edistyksellinen tutkimus, teknologian kehittäminen ja lisensointi useissa maissa voivat mahdollisesti mahdollistaa tämän innovatiivisen teknologian lähikäytön.

ydinvoimateknologian kehittämistä ja käyttöönottoa tukeva IAEA järjestää 27.elokuuta webinaarin aiheesta Sulasuolareaktorit: ydinteollisuuden Game Changer. MSR: iä ja niiden ainutlaatuisia etuja puhtaan energian siirtymävaiheen haasteisiin vastaamisessa käsitellään myös IAEA: n vuotuisessa tieteellisessä foorumissa 22.-23. Syyskuuta IAEA: n 64. yleiskonferenssissa.

MSR: t toimivat samalla perusperiaatteella kuin nykyiset ydinreaktoreilla ohjatut fissiot, joilla tuotetaan sähköä tuottavia turbiineja käyttävää höyryä. Niillä on kuitenkin perustavanlaatuinen ero: sulat suolat ovat avainasemassa reaktorisydämessä, myös jäähdytysaineena veden sijasta, jota useimmat tällä hetkellä toimivat reaktorit käyttävät. Polttoainesauvojen sijaan useimmat MSR-mallit sisältävät jäähdytysnesteeseen liuotettua ydinpolttoainetta.

nämä ominaisuudet tarjoavat etuja, kuten merkittävästi parannettu hyötysuhde, kuormituksen seuraaminen ja kyky toimia korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee niistä sopivia Ei-sähköisiin sovelluksiin, jotka vaativat suurta lämpötehoa.

”tehostettu hyötysuhde ja passiiviset turvallisuusominaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä ydinvoiman kestävyyden varmistamiseksi, ja MSR: t sopivat molemmille alueille”, sanoi IAEA: n ydininsinööri Gerardo Martinez-Guridi. ”Monet nestemäistä polttoainetta käyttävät MSR: t sammuvat automaattisesti, jos niiden lämpötila nousee liian korkeaksi, koska ne on suunniteltu vähentämään nopeasti tehoa, jos ne alkavat tuottaa liikaa lämpöä. Tämä ominaisuus tekee MSRs ihanteellinen vastaamaan dynaamisen sähköntarpeen mahdollistamalla nopean tuotannon säätöjä.”Joitakin MSR: iä voidaan käyttää myös käytetyn ydinpolttoaineen (SNF) polttamiseen nykyisistä reaktoreista, mikä vähentää varastoitavan radioaktiivisen jätteen määrää, hän lisäsi.

MSR-konsepti ei ole Uusi. Yhdysvaltalainen Oak Ridge National Laboratory (ORNL) käytti vuosina 1965-1969 kokeellista 7,34 MW: n (th) MSR: ää Sulasuolareaktorikokeiluna (MSRE) tunnetussa kokeessa. Tämä osoitti sulilla suoloilla jäähdytettyjen nestekäyttöisten reaktoreiden toteutettavuuden ja auttoi tunnistamaan ja myöhemmin ratkaisemaan kysymyksiä, kuten sulan suolapolttoaineen käsittelyssä käytettävien neste-neste-kemiallisten uuttomenetelmien tarpeen.

vaikka MSR-järjestelmää koskeva työ on jatkunut useissa maissa viime vuosikymmeninä, kaupalliset käyttöönottotoimet ovat jääneet tavoittamattomiin. Tämä on johtunut useista kysymyksistä, kuten sääntelyyn liittyvistä haasteista, kuten MSR-lisensointistandardien puutteesta sekä toimitusketjun vaikeuksista erikoistuneiden komponenttien hankinnassa.

nyt useat MSR-mallit lähestyvät käyttövalmiutta eri maissa, kuten Yhdysvalloissa ja Kanadassa sekä Torium-pohjaiset MSR-mallit Kiinassa. Jälkimmäiset käyttävät polttoaineena toriumin ja uraanin sekoitusta tarkoituksenaan kasvattaa fissiiliä uraani-233: A reaktoriytimen toriumista. Tämä transmutoitu uraani-233 poltetaan sitten polttoaineeksi. Joidenkin MSR-standardien polttoaineena voidaan käyttää REAKTORILAATUISTA SNF: n varastoista kierrätettyä plutoniumia, mikä voi vähentää huomattavasti SNF: n varastoinnista aiheutuvaa rasitetta, ja osa siitä säilyy radioaktiivisena tuhansia vuosia.

IAEA: n tuki

IAEA tukee MSR-standardien kehittämistä erilaisten tiedonvaihtoon liittyvien aloitteiden avulla, mukaan lukien viime kuussa pidetty virtuaalinen konsultointikokous, johon osallistui 21 asiantuntijaa 13 maasta. He työskentelivät laatiessaan IAEA: n julkaisua MSR-teknologian tilasta, mukaan lukien R&d activities and deployment challenges, sekä taksonomiaa MSR: n päätyyppien luokittelua varten. Julkaisua odotetaan ulos vuonna 2021. SMR (small modular reactor) – luokkaan kuuluu tällä hetkellä 10 MSR-mallia, jotka sisältyvät IAEA: n julkaisuun, joka julkaistaan syyskuussa IAEA: n Advanced Reactor Information System (Aris) – tietokannan täydennyksenä.

tulevassa MSRs-webinaarissa, joka on osa ydinteknologian läpimurtoja 2000-luvulla käsittelevää Webinaarisarjaa, on puhujia teknologian kehittämiseen osallistuneista organisaatioista Ranskassa ja Yhdysvalloissa.

”US MSR: n kehitystoimintaan kuuluu laaja kirjo yksityisen teollisuuden ja hallituksen yhteistoiminnallisia toimia aina tieteen perusteista, teknologian kehittämisestä ja sääntelykehyksen määrittelystä”, sanoi ORNL: n teknisen henkilöstön jäsen David Holcomb, joka osallistui konsultointikokoukseen ja puhuu webinaarissa. ”Näihin toimiin kuuluu mm. radionuklidiseurannan mallinnustyökalujen kehittäminen MSR-laitoksilla sekä polttosuolojen termofysikaalisten ja termokemiallisten ominaisuuksien mittaaminen.”

US Nuclear Regulatory Commission pyrkii kehittämään tehokkaan Lisensointiprosessin MSR: ille, ja useat yhdysvaltalaiset, yksityisen sektorin MSR: n kehittäjät ovat ilmoittaneet aikovansa ottaa MSR: t käyttöön seuraavan vuosikymmenen aikana, hän lisäsi.

Ranskassa on käynnissä tutkimuksia, joilla vahvistetaan nopean neutronien MSR-konseptin toteutettavuus ja mahdollinen käyttöönotto seuraavien 10-20 vuoden aikana, sanoi Elsa Merle, Ranskan Grenoblen teknologiainstituutin ja CNRS / IN2P3: n professori, joka myös osallistui konsultointikokoukseen ja puhuu webinaarissa.

”nestemäisen polttoaineen / jäähdytysnesteen seoksen hyödyntäminen MSR: ssä auttaa tukemaan reaktorisydämen sisäistä vakautta, mikä mahdollistaa helpon käytön pienemmällä teholla ja varmistaa samalla turvallisuuden säilymisen”, Merle sanoi. ”Tällaiset reaktorit voivat tukea sähköverkon tasapainottamista, mikä on välttämätöntä uusiutuvien energiamuotojen osuuden kasvun tukemiseksi. Niitä voidaan käyttää myös nykyisin käytössä olevien reaktoreiden tuottaman jätteen vähentämiseen.”

MSR: t ovat yksi kuudesta reaktoriteknologiasta, jotka on valittu Generation IV-foorumin (GIF) aloitteesta, johon osallistuu 13 maata ja joka keskittyy seuraavan sukupolven ydinvoimateknologioihin.R&D. heinäkuussa pidetyssä vuosikokouksessa IAEA ja GIF vaativat suurempia toimia innovatiivisten reaktorijärjestelmien varhaisen käyttöönoton tukemiseksi ilmastonmuutoksen torjumiseksi.

MSR: t ja muut kehittyneet ja innovatiiviset reaktorit ovat esillä ensi kuussa järjestettävässä tieteellisessä foorumissa, jossa keskitytään siihen, miten ydinvoiman tieteeseen perustuvat ratkaisut voivat edistää siirtymistä puhtaisiin energiajärjestelmiin.