Vědci z USA získali přelomová data o roztavených solích: Otevírají cestu k bezpečnějším jaderným reaktorům

Vědci z Oak Ridge National Laboratory (ORNL) v Tennessee shromáždili vzácná nová data o roztavených reaktorových solích, která by mohla výrazně urychlit vývoj bezpečnějších, účinnějších a snadněji licencovatelných jaderných reaktorů budoucnosti.

Vědci z Oak Ridge National Laboratory (ORNL) v Tennessee shromáždili vzácná nová data o roztavených reaktorových solích, která by mohla výrazně urychlit vývoj bezpečnějších, účinnějších a snadněji licencovatelných jaderných reaktorů budoucnosti. Tým demonstroval pokročilé experimentální metody pro měření toho, jak soli s obsahem uranu přenášejí teplo a proudí uvnitř reaktorů s roztavenou solí (MSR).

Práce se zaměřila na dvě klíčové vlastnosti nezbytné pro návrh a modelování těchto reaktorů: tepelnou vodivost a viskozitu. Spolehlivá experimentální data pro obě vlastnosti byla po léta vzácná, což omezovalo snahy o optimalizaci návrhů reaktorů a podporu regulačních schvalovacích procesů. K řešení tohoto problému tým ORNL testoval několik kandidátských směsí roztavených solí pomocí specializovaných nástrojů vyvinutých přímo v laboratoři. Reaktory s roztavenou solí jsou jaderné štěpné reaktory, kde je palivo a/nebo chladivo tvořeno roztavenou solí. Tyto soli se zkapalňují při zvýšených teplotách a dokážou uchovávat obrovské množství tepelné energie při atmosférickém tlaku. Pokud jsou použity jako palivo, je v nich rozpuštěn štěpný materiál, jako je uran-235.

Pro projekt vědci z ORNL použili dva specializované přístroje ke studiu chování roztavených solí v podmínkách podobných reaktoru. Jeden systém, známý jako systém s proměnnou mezerou, měří tepelnou vodivost sledováním pohybu tepla vzorky roztavené soli. Druhý nástroj, viskozimetr s valivou kuličkou, určuje viskozitu měřením rychlosti, jakou se malá kulička pohybuje kapalnou solí. „Některá shromážděná data jsou zcela unikátní a vyplňují mezery nezbytné pro vývoj MSR,“ uvedl Anthony Birri, výzkumný pracovník z ORNL.

Společně tato měření poskytla klíčový vhled do toho, jak roztavené soli cirkulují, přenášejí teplo a fungují v budoucích reaktorových systémech. I malé odchylky v těchto vlastnostech mohou významně ovlivnit účinnost reaktoru, chladicí výkon a provozní bezpečnost. Nové informace pomohou rozšířit databázi tepelných vlastností roztavených solí, která je rostoucím zdrojem pro podporu pokročilého modelování reaktorů, jejich optimalizace a budoucích licenčních snah. ORNL, které průkopnicky experimentovalo s reaktory s roztavenou solí již v 60. letech, je jedním z předních výzkumných center pro tuto technologii. Nejnovější úsilí bylo podpořeno programem Molten Salt Reactor Program Úřadu pro jadernou energii Ministerstva energetiky USA. Tato inovativní technologie přitahuje rostoucí celosvětovou pozornost, neboť vlády a soukromé společnosti usilují o vývoj pokročilých jaderných systémů schopných dodávat bezuhlíkovou elektřinu vedle obnovitelných zdrojů energie.