美國核能研究設施 HFEF 獲認證為核能歷史地標

重點
  • HFEF 被美國核學會指定為第十個核歷史地標。
  • 該設施在反應堆安全性和可靠性方面發揮重要作用。
  • HFEF 擁有美國最大的氬氣填充熱室,安全檢測高輻射燃料。
  • 清理項目將為現代實驗騰出空間,支持新鈉測試迴路工作。

位於愛達荷國家實驗室(Idaho National Laboratory,INL)材料與燃料綜合體(Materials and Fuels Complex,MFC)的熱燃料檢測設施(Hot Fuel Examination Facility,HFEF),已被美國核學會(American Nuclear Society)指定為第十個核歷史地標。HFEF 成立於 1975 年,作為一個優質的後照射檢測設施,推動下一代反應堆、商業燃料及國家能源安全。

這個龐大的研究中心證明瞭解決未來清潔能源危機,往往需要在過去的基礎上構建。阿岡國家實驗室(Argonne National Laboratory)退休工程總監 Leon Walters 指出:「HFEF 是一個極為多功能的設施,能夠檢測大型部件的輻射影響,同時減少樣本進行微觀評估。隨著 HFEF 能力的擴展,支持人員的專業知識亦隨之增長。」

HFEF 的多功能性與歷史

HFEF 最初在研究 EBR-II 和快速通量測試設施(Fast Flux Test Facility)等反應堆的輻射誘導空隙膨脹及蠕變方面發揮了重要作用,塑造了反應堆的安全性、可靠性及長壽命。在五十多年的發展中,HFEF 演變為研究熔鹽處理、商業輕水反應堆燃料、粒子燃料及研究反應堆燃料的設施。MFC 反應堆首席技術專家 Doug Crawford 表示:「HFEF 在五十年中保持靈活性並不斷適應變化的需求,實在令人驚艷。」

該設施擁有美國最大的氬氣填充熱室,尺寸為 30 英尺寬、70 英尺長和 25 英尺高。室內空氣完全被惰性氬氣取代,四英尺厚的混凝土牆壁及重型鉛玻璃窗環繞其中,這個無法穿透的金庫讓人能安全地窺視高度輻射燃料的心臟,但不會直接接觸到致命輻射。

透過 15 個專業工作站,技術人員操控機械臂以精確的方式切割、測量及分析燃料棒。在這個大型結構的正下方,還有一個技術設施:中子射線攝影反應堆(Neutron Radiography Reactor,NRAD)。2026 年 2 月 18 日,NRAD 通過測試先進的數字中子成像系統慶祝其第 5,000 次運行。自 1977 年以來,250 千瓦的 TRIGA(Training, Research, Isotopes, General Atomics)反應堆將中子直接射穿固體金屬及受輻射樣本,以捕捉內部燃料結構的高解析度影像。

擴展設施以應對需求

為了滿足不斷增長的需求,擴展 HFEF 的核設施空間成為首要任務。然而,清理這些環境仍然是一個繁瑣而不可預測的過程。為了為現代實驗騰出空間,工程師們在 2024 年夏季進行了一項清理項目。團隊在該室著名的 9M 窗後工作,移除了超過 10,000 磅的舊設備,解開了一堆堆的輻射電纜和插板。清理後的 9M 窗空間將用於支持瞬態反應堆測試設施(Transient Reactor Test Facility,TREAT)中的新鈉測試迴路工作,類似於 1970 年代和 1980 年代的實驗,測試在事故條件下的先進燃料行為。

為了表彰其五十年的基礎研究,熱燃料檢測設施將於今年晚些時候被定為美國核學會的第十個核歷史地標,地點位於愛達荷國家實驗室。這座設施加入瞭如 TREAT 和先進測試反應堆等運營場所。從評估 TRISO 粒子燃料到對現代微反應堆進行零功率臨界測試,這個強大的設施依然是下一代核研究的引擎。

HFEF 對未來核能研究的影響

HFEF 的認證為核歷史地標,不僅表彰其五十年的貢獻,也突顯了核能研究的重要性。隨著全球對清潔能源的需求增加,HFEF 的靈活性和適應性使其成為未來核能技術發展的關鍵。擴展設施以支持現代實驗,顯示出對於提高核能安全性和效率的承諾,這對於推動下一代核能技術至關重要。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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