美國科學家收集到熔融反應爐鹽類的罕見新數據，這有助加速開發更安全、更高效且更容易獲批的未來核反應爐。田納西州橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory, ORNL）的科研人員展示了先進實驗方法，用以測量含鈾熔融鹽在熔融鹽反應爐（MSRs）內的熱傳遞及流動情況。此研究可改善熔融鹽反應爐的設計及模擬，後者是先進核能系統的主要概念之一。
團隊表示，測量重點在於這些反應爐設計及模擬所需的兩項關鍵特性：熱傳導率及黏度。然而，多年來這兩項特性的可靠實驗數據仍極為稀缺，限制了反應爐設計優化及監管批准途徑的努力。為解決此問題，ORNL 團隊使用自家開發的專用工具，測試多種候選熔融鹽混合物。
罕見核測量數據
熔融鹽反應爐是核裂變反應爐，其燃料及／或冷卻劑為熔融鹽。熔融鹽在高溫下液化，並能在常壓下儲存大量熱能。一旦用作燃料，熔融鹽會溶解裂變材料，例如鈾-235、鈽-239 或鈾-233。ORNL 科研人員為此項目使用兩種專用儀器，研究這些熔融鹽在類似反應爐條件下的行為。其中一種名為可變間隙系統（variable gap system），透過追蹤熱量在熔融鹽樣本中的移動來測量熱傳導率。
第二種工具為滾球黏度計（rolling ball viscometer），透過測量小球在液態鹽中的行進速度來確定黏度。「部分收集數據完全獨特，並填補了 MSR 開發所需的空白，」ORNL 研發助理 Anthony Birri 博士表示。這些測量提供了熔融鹽在未來反應爐系統內循環、傳熱及表現的關鍵洞見。即使這些特性有細微變化，也會顯著影響反應爐效率、冷卻性能及操作安全。
根據 Birri，新數據有助擴充熔融鹽熱特性數據庫（Molten Salt Thermal Properties Database），這是支援先進反應爐模擬、優化及未來許可的成長資源。「我們正與國家實驗室合作，進一步擴充熔融鹽熱特性數據庫，這是支援先進核科技許可及優化的關鍵資源，」Birri 在新聞稿中指出。此新型技術吸引全球日益關注，因為政府及私營企業正推動開發先進核系統，以與再生能源一同提供無碳電力。
據報 ORNL 在 1960 年代率先進行熔融鹽反應爐實驗，是該技術的主要研究中心。最新努力亦獲美國能源部（DOE）核能辦公室熔融鹽反應爐計劃支持。「Jacob Yingling 及 Bill Phillips（愛達荷國家實驗室）、Bruce McNamara（太平洋西北國家實驗室）以及 Amanda Leong 及 Jinsuo Zhang（維吉尼亞理工大學及州立大學）貢獻此努力，」ORNL 指出。