Uranium-Saltdaten sollen Reaktorsicherheit und zukünftiges Design verbessern

Nach Angaben des Teams konzentrierten sich die Messungen auf zwei entscheidende Eigenschaften, die für das Design und die Modellierung dieser Reaktoren erforderlich sind: die Wärmeleitfähigkeit und die Viskosität. Dennoch blieben verlässliche experimentelle Daten für beide Eigenschaften über Jahre hinweg rar. Dies hat Bemühungen zur Optimierung ützung änkt.

Um dieses Problem zu lösen, hat das ORNL-Team mehrere Kandidaten für geschmolzene Salzgemische mit spezialisierten Werkzeugen getestet, die sie im Labor entwickelt haben. Selten durchgeführte Kernmessungen: Geschmolzene Salzreaktoren sind Kernspaltungsreaktoren, bei denen entweder das Brennstoffmaterial und/oder das Kühlmittel ein geschmolzenes Salz ist.

Gleichzeitig verdampfen geschmolzene Salze bei erhöhten Temperaturen nicht, sondern können enorme Mengen an thermischer Energie unter atmosphärischem Druck speichern. Sobald sie als Brennstoff eingesetzt werden, wird das geschmolzene Salz mit spaltbarem Material wie Uran-235, Plutonium-239 oder Uran-233 gelöst.

Für das Projekt nutzten die ORNL-Forscher

Für das Projekt nutzten die ORNL-Forscher zwei spezialisierte Instrumente, um zu untersuchen, wie sich diese geschmolzenen Salze unter reaktorähnlichen Bedingungen verhalten. Ein System, das als Lufthaltvariablen-System bekannt ist, misst die Wärmeleitfähigkeit, indem es verfolgt, wie sich Wärme durch Proben aus geschmolzenem Salz ausbreitet.

Das zweite Werkzeug, ein Kugelrollviskometer, bestimmt die Viskosität, indem es misst, wie schnell eine kleine Kugel durch die flüssige Salzmasse rollt. „Ein Teil der gesammelten Daten ist völlig einzigartig und füllt Lücken, die für die Entwicklung ", erklärte Anthony Birri, PhD, R&D-Mitarbeiter am ORNL.

Gemeinsam lieferten die Messungen wesentliche Erkenntnisse darüber, wie geschmolzene Salze in zukünftigen Reaktorsystemen zirkulieren, Wärme übertragen und funktionieren. Selbst geringe Schwankungen dieser Eigenschaften können die Reaktoreffizienz, die Kühlleistung und die Betriebssicherheit erheblich beeinflussen.

Neue Werkzeuge für MSR Laut Birri

Neue Werkzeuge für MSR Laut Birri wird die neue Information dazu beitragen, die Molten Salt Thermal Properties Database zu erweitern.

Dies ist eine wachsende Ressource, die zur Unterstützung der Modellierung, Optimierung und zukünftigen Zulassungsbemühungen für fortschrittliche Reaktoren dient. „Wir arbeiten gemeinsam mit den nationalen Laboren daran, die Datenbank für thermische Eigenschaften, eine unverzichtbare Ressource für die Zulassung und Optimierung fortschrittlicher Kerntechnologien", so Birri in einer Pressemitteilung.

Die neuartige Technologie hat zunehmende globale Aufmerksamkeit erfahren, da Regierungen und private Unternehmen bestrebt sind, fortschrittliche Kernsysteme zu entwickeln, die neben erneuerbaren Energiequellen emissionsfreie Elektrizität liefern können.

Das Oak Ridge National Laboratory (ORNL),

Das Oak Ridge National Laboratory (ORNL), das reportedly in den 1960er Jahren Pionierarbeiten bei Experimenten mit geschmolzenen Salzreaktoren durchführte, gehört zu den führenden Forschungszentren für diese Technologie.

Die jüngste Initiative wurde zudem vom Office of Nuclear Energy Molten Salt Reactor Program des Department of Energy (DOE) unterstützt. „Jacob Yingling und Bill Phillips (Idaho National Laboratory), Bruce McNamara (Pacific Northwest National Laboratory) sowie Amanda Leong und Jinsuo Zhang (Virginia Polytechnic Institute and State University) haben zu diesem Vorhaben beigetragen", so ORNL.