美企公布熔盐堆技术信息



美企公布熔盐堆技术信息

【世界核新闻网站2016年7月8日报道】美国Transatomic电力公司(Transatomic Power)近日公布了其1250 MWt熔盐堆设计即TAP MSR的技术白皮书，并称该设计相对于现有核电技术有多重优势。

这份白皮书介绍TAP MSR如何利用液体燃料的特性在提高燃料利用率的同时减少废物的产生。在白皮书公布之前，该公司获得了美国能源部(DOE)通过加速核能创新接口倡议(GAIN)核能代金券(Nuclear Energy Voucher)中间试验计划提供的20万美元资助。这笔资助使该公司能够与橡树岭国家实验室(ORNL)合作对TAP MSR进行高保真模拟。TAP MSR基于橡树岭20世纪60年代进行首次示范的反应堆技术。

Transatomic首席执行官Leslie Dewan表示：“我们的研究已经证明(TAP MSR)在燃料效率方面相对于现有技术有多重优势。”

传统轻水堆使用的是固体燃料，其燃耗受限于燃料中的裂变产物累积量。因为裂变产物的累积会影响燃料本体的热导率。而温度的上升和辐射诱导肿胀会威胁燃料棒的完整性。此外，能够吸收中子的裂变产物的累积会降低系统的反应性。

与固体燃料不同的是，液体燃料不会发生长程结构破损，不会经历显著的体积膨胀，并可通过连续去除裂变产物来防止裂变产物毒性的积累。这意味着液体燃料能够达到更高的燃耗，从而能在提高燃料利用率的同时减少废物的产生。

Transatomic的白皮书介绍了该公司采用软件模拟研究获得的上述液体燃料特点的定性研究成果。

研究发现，通过连续去除燃料中的裂变产物并改变反应堆堆芯的几何形状，TAP MSR的燃料利用率能够比传统压水堆高出1倍多。如果使用铀-235丰度为5%的浓缩铀(这是在现有核燃料供应链中可容易获得的最高丰度的低浓铀)，燃料利用率的提高将使废物产生量减少约53%。如果使用铀-235丰度为20%的燃料，废物产生量将减少83%。

Dewan表示，核废物的产生意味着核工业界未来在两个方面大有可为：降低废物的产生速率以及设计一种能够从废物中提取剩余能量从而提高资源利用率的反应堆(这种反应堆产生的废物应当少于其燃烧的废物)。

Transatomic首席技术官Mark Massie表示，计算表明，TAP MSR属于上述第一个方面的工作。他说：“即使使用现有燃料供应链，即铀-235的丰度不超过5%，我们也能将每年的废物产生量减少超过50%。”

TAP MSR的后续设计工作将主要关注从乏燃料中最大化提取能量，从而提高资源利用率。相关工作包括开发新工具以模拟其他的反应堆物理现象，并完成核电厂的总体设计。

TAP MSR的架构主要基于麻省理工学院核科学系Dewan和Massie的发明。这两人2011年创建Transatomic。

(伍浩松 译赵宏 校)