- 熔融氯化物反应堆实验预计于2027年提供重要运行数据。
- MCRE将研究基于氯化物的快谱熔融盐系统。
- 实验数据将帮助降低未来反应堆设计的预测不确定性。
- 核动力商业船只可能成为传统海洋燃料的替代方案。
由美国能源部支持的一项核实验，预计最早于 2027 年将提供下一代反应堆的重要运行数据。熔融氯化物反应堆实验（MCRE）旨在测试在持续裂变条件下运行的快谱熔融氯化盐反应堆。其结果可能有助于工程师将这项技术推向商业应用。能源部已批准额外的共同资助，以加速实验最终开发阶段。南方公司、爱达荷国家实验室及 CORE POWER 正通过该部门的先进反应堆示范计划合作进行此项目。
熔融氯化物反应堆的设计
不同于传统反应堆，熔融盐反应堆设计可将核燃料溶解于液体盐中。MCRE 将研究一种基于氯化物的系统，该系统以快中子谱运行。快中子保留的能量比在许多传统反应堆中使用的热中子要高，这一差异影响核燃料的行为及反应堆的裂变持续性。工程师需要实验数据来了解这些影响并改进设计。MCRE 旨在成为全球首个达到临界性的快谱熔融氯化物反应堆实验。当反应堆能够持续控制核链反应时，即达到这一里程碑。
爱达荷国家实验室将协助研究人员在运行期间收集反应堆行为的直接测量数据。
副实验室主任 Jess Gehin 表示，工程师目前依赖模型来预测此反应堆设计的性能。他表示：“利用真实运行证据来增强这些模型，将降低未来反应堆设计师和监管机构的预测不确定性。”这些测量数据能帮助开发者验证模拟工具及评估工程决策，并可能为未来的反应堆许可工作提供信息，尽管监管机构仍需特定项目的安全证据。
技术挑战与应用潜力
在部署之前，先进反应堆开发者面临重大技术挑战。实验结果能帮助工程师在承诺更大、更昂贵的示范之前识别不确定性。MCRE 可能提供关于燃料行为和反应堆性能在持续裂变期间的数据。这些发现可能帮助开发者评估设计选择，并为未来项目建立更强的技术论据。南方公司将这项实验视为联邦资金和私营部门专业知识如何推进核研究的例子。
高级副总裁 Mark S. Berry 表示，合作能帮助降低技术不确定性，让开发者追求可靠和经济的能源。这项研究还可能支持超越发电的应用。快谱熔融盐系统最终可能满足工业能源需求及医疗同位素生产。开发者亦在探索这些反应堆是否可以从用过的核燃料中提取额外价值。
CORE POWER 在商业航运中看到潜在应用，核动力推进可以在运行期间提供长时间无碳排放的动力。首席执行官 Mikal Bøe 表示，该公司于 2020 年承诺建立 MCRE。加速进度目前将临界目标提前至 2027 年。Bøe 表示，这实验可能有助于建立商业部署所需的工程知识、许可方法及供应链。CORE POWER 亦希望将核燃料技术的进展与其海事核发展努力相结合。
核动力商业船只最终可能成为传统海洋燃料的替代方案。然而，部署需在反应堆安全、船舶整合、法规及支持基础设施等方面进行大量工作。MCRE 的即时目标仍然是科学性的，而非商业性的。其实验结果可能有助于确定快谱熔融氯化物反应堆是否能朝着实用应用迈进，包括未来的海事能源系统。
熔融氯化物反应堆的未来潜力
熔融氯化物反应堆实验的成功将对核能技术的发展产生深远影响。这项技术不仅能提高反应堆的运行效率，还可能为工业和医疗领域提供额外的能源解决方案。随着对可再生能源需求的增加，核能作为低碳能源的潜力愈发重要。这项实验的结果将为未来的商业应用铺平道路，并可能引领核动力推进技术的发展，从而改变海运和其他行业的能源供应模式。