กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ สนับสนุนการทดลองรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์ที่จะเข้าสู่ขั้นตอนการทดสอบที่สำคัญในปี 2027

การทดลองนิวเคลียร์ที่ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ คาดว่าจะให้ข้อมูลการดำเนินงานที่สำคัญสำหรับรีเอกเตอร์รุ่นถัดไปในปี 2027 การทดลองรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์ (MCRE) มีเป้าหมายเพื่อตรวจสอบการดำเนินงานของรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์ที่มีการแตกตัวอย่างต่อเนื่อง ผลลัพธ์อาจช่วยวิศวกรในการนำเทคโนโลยีนี้ไปสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ กระทรวงพลังงานได้อนุมัติการสนับสนุนร่วมเพิ่มเติมเพื่อเร่งการพัฒนาขั้นสุดท้ายของการทดลอง บริษัท Southern Company, Idaho National Laboratory และ CORE POWER กำลังร่วมมือกันในโครงการนี้ผ่านโครงการสาธิตรีเอกเตอร์ขั้นสูงของกระทรวง

การออกแบบรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์

แตกต่างจากรีเอกเตอร์แบบดั้งเดิม รีเอกเตอร์หลอมละลายสามารถละลายเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเกลือเหลว MCRE จะศึกษาระบบที่ใช้คลอไรด์ซึ่งทำงานในสเปกตรัมกลาง พลังงานที่เก็บไว้ในนิวตรอนกลางมีค่ามากกว่าที่ใช้ในรีเอกเตอร์แบบดั้งเดิมหลายแห่ง ความแตกต่างนี้มีผลต่อพฤติกรรมของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์และความต่อเนื่องของการแตกตัวในรีเอกเตอร์ วิศวกรจำเป็นต้องมีข้อมูลการทดลองเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบเหล่านี้และปรับปรุงการออกแบบ MCRE มีเป้าหมายที่จะเป็นการทดลองรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์ที่มีสเปกตรัมกลางที่แรกที่บรรลุสถานะวิกฤติ เมื่อรีเอกเตอร์สามารถควบคุมการแตกตัวนิวเคลียร์ได้อย่างต่อเนื่อง จะถือว่าบรรลุเป้าหมายนี้

Idaho National Laboratory จะช่วยนักวิจัยในการเก็บข้อมูลการวัดพฤติกรรมของรีเอกเตอร์ในระหว่างการดำเนินงาน

รองผู้อำนวยการห้องทดลอง Jess Gehin กล่าวว่า วิศวกรในปัจจุบันพึ่งพาโมเดลในการคาดการณ์ประสิทธิภาพของการออกแบบรีเอกเตอร์นี้ เขากล่าวว่า "การใช้หลักฐานการดำเนินงานจริงเพื่อเสริมสร้างโมเดลเหล่านี้จะช่วยลดความไม่แน่นอนในการคาดการณ์สำหรับนักออกแบบรีเอกเตอร์และหน่วยงานกำกับดูแลในอนาคต" ข้อมูลการวัดเหล่านี้สามารถช่วยนักพัฒนาในการตรวจสอบเครื่องมือจำลองและประเมินการตัดสินใจทางวิศวกรรม และอาจให้ข้อมูลสำหรับการอนุญาตรีเอกเตอร์ในอนาคต แม้ว่าหน่วยงานกำกับดูแลจะต้องการหลักฐานความปลอดภัยสำหรับโครงการเฉพาะ

ความท้าทายทางเทคนิคและศักยภาพในการใช้งาน

ก่อนที่จะมีการนำไปใช้งาน นักพัฒนาระบบรีเอกเตอร์ขั้นสูงต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิคอย่างมาก ผลลัพธ์จากการทดลองสามารถช่วยวิศวกรในการระบุความไม่แน่นอนก่อนที่จะมีการลงทุนในโครงการสาธิตที่ใหญ่ขึ้นและมีค่าใช้จ่ายสูง MCRE อาจให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมของเชื้อเพลิงและประสิทธิภาพของรีเอกเตอร์ในระหว่างการแตกตัวอย่างต่อเนื่อง การค้นพบเหล่านี้อาจช่วยนักพัฒนาในการประเมินทางเลือกการออกแบบและสร้างหลักฐานทางเทคนิคที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับโครงการในอนาคต บริษัท Southern Company มองว่าการทดลองนี้เป็นตัวอย่างของวิธีการที่เงินทุนจากรัฐบาลกลางและความเชี่ยวชาญจากภาคเอกชนสามารถผลักดันการวิจัยนิวเคลียร์

รองประธานอาวุโส Mark S. Berry กล่าวว่า ความร่วมมือสามารถช่วยลดความไม่แน่นอนทางเทคนิค ทำให้นักพัฒนาสามารถแสวงหาพลังงานที่เชื่อถือได้และมีค่าใช้จ่ายต่ำ การวิจัยนี้ยังอาจสนับสนุนการใช้งานที่เกินกว่าการผลิตไฟฟ้า ระบบหลอมละลายคลอไรด์อาจตอบสนองความต้องการพลังงานในอุตสาหกรรมและการผลิตไอโซโทปทางการแพทย์ นักพัฒนายังสำรวจว่าระบบรีเอกเตอร์เหล่านี้สามารถสร้างมูลค่าเพิ่มเติมจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วได้หรือไม่

CORE POWER มองเห็นการใช้งานที่เป็นไปได้ในการเดินเรือเชิงพาณิชย์ โดยการขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์สามารถให้พลังงานที่ปราศจากการปล่อยคาร์บอนในระยะยาวในระหว่างการดำเนินงาน ซีอีโอ Mikal Bøe กล่าวว่า บริษัทได้ให้คำมั่นที่จะสร้าง MCRE ในปี 2020 การเร่งความก้าวหน้าขณะนี้จะทำให้เป้าหมายการบรรลุสถานะวิกฤตเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คาดไว้ในปี 2027 Bøe กล่าวว่าการทดลองนี้อาจช่วยสร้างความรู้ทางวิศวกรรมที่จำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ รวมถึงวิธีการอนุญาตและห่วงโซ่อุปทาน CORE POWER ยังหวังว่าจะรวมความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เข้ากับความพยายามในการพัฒนานิวเคลียร์ทางทะเล

เรือพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์อาจกลายเป็นทางเลือกแทนเชื้อเพลิงทะเลแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้งานต้องมีการทำงานอย่างมากในด้านความปลอดภัยของรีเอกเตอร์ การรวมเข้ากับเรือ กฎระเบียบ และโครงสร้างพื้นฐานสนับสนุน เป้าหมายในทันทีของ MCRE ยังคงเป็นเชิงวิทยาศาสตร์ ไม่ใช่เชิงพาณิชย์ ผลลัพธ์จากการทดลองอาจช่วยกำหนดว่ารีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์ที่มีสเปกตรัมกลางสามารถก้าวไปสู่การใช้งานจริงได้หรือไม่ รวมถึงระบบพลังงานทางทะเลในอนาคต

ศักยภาพในอนาคตของรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์

ความสำเร็จของการทดลองรีเอกเตอร์หลอมละลายคลอไรด์จะมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อการพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์ เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่จะเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานของรีเอกเตอร์ แต่ยังอาจให้โซลูชันพลังงานเพิ่มเติมสำหรับอุตสาหกรรมและการแพทย์ ด้วยความต้องการพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น ศักยภาพของนิวเคลียร์ในฐานะพลังงานที่มีคาร์บอนต่ำจึงมีความสำคัญมากขึ้น ผลลัพธ์ของการทดลองนี้จะปูทางสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ในอนาคต และอาจนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงรูปแบบการจัดหาพลังงานในอุตสาหกรรมการเดินเรือและอื่น ๆ