荷蘭核研究與咨詢集團(tuán) (NRG) 將在佩滕的高通量反應(yīng)堆 (HFR) 中對超安全核公司 (USNC) 的專有全陶瓷微封裝 (FCM) 燃料進(jìn)行輻照測試計劃。測試的目的是證明燃料在 USNC 微型模塊化反應(yīng)堆 20 年使用壽命內(nèi)的安全性。

FCM 燃料芯塊含有 TRISO 燃料顆粒，此處以藍(lán)色表示(圖片：USNC)

為了分析燃料的性能和安全屬性，NRG 將在 HFR 中通過兩階段輻照過程進(jìn)行測試。在熱電池實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行廣泛的輻照前和輻照后測試也將成為該計劃的一部分。

USNC 首席執(zhí)行官 Francesco Venneri 表示：“NRG 對我們 FCM 燃料的認(rèn)證將成為我們實(shí)現(xiàn) MMR 和無碳發(fā)電愿景的重要一步。” “NRG 擁有測試我們?nèi)剂系募夹g(shù)實(shí)力和信譽(yù)，我們完全希望他們確認(rèn)我們內(nèi)部測試的結(jié)果。”

NRG 商務(wù)總監(jiān) Vinod Ramnandanlal 表示：“NRG 自 1955 年以來一直支持核電行業(yè)，在執(zhí)行復(fù)雜輻照和滿足客戶對成功核技術(shù)開發(fā)的苛刻要求方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。” “創(chuàng)新的第四代反應(yīng)堆確實(shí)具有變革潛力，而超安全核反應(yīng)堆具有領(lǐng)先的設(shè)計。”

總部位于華盛頓州西雅圖的 USNC 將 FCM 描述為下一代碳氧化鈾三結(jié)構(gòu)各向同性 (TRISO) 粒子燃料設(shè)計，用碳化硅 (SiC) 取代已有 50 年歷史的傳統(tǒng) TRISO 燃料的石墨基體。它說結(jié)果是一種更安全的核燃料，可以承受更高的溫度和更多的輻射。FCM 燃料中的 SiC 基體提供了一個致密的氣密屏障，可防止裂變產(chǎn)物逸出，即使 TRISO 粒子在操作過程中破裂。新矩陣改進(jìn)了 TRISO 粒子的結(jié)構(gòu)和密封特性，永久地捕獲和密封放射性裂變產(chǎn)物，防止環(huán)境污染。FCM 燃料具有更高的熱導(dǎo)率，使燃料芯塊具有更平坦的溫度分布，從而降低了核反應(yīng)堆的峰值溫度。

FCM 燃料將首先用于 USNC 的 MMR，這是一個 15 MW 熱、5 MW 電高溫氣冷反應(yīng)堆，借鑒了中國、德國、日本和美國開發(fā)的反應(yīng)堆的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。它由兩個發(fā)電廠組成：產(chǎn)生熱量的核電廠，以及將熱量轉(zhuǎn)化為電能或?yàn)楣I(yè)應(yīng)用提供工藝熱量的相鄰發(fā)電廠。USNC 系統(tǒng)設(shè)計簡單，操作和維護(hù)要求最低，無需現(xiàn)場燃料儲存、處理或加工。MMR 在棱柱形石墨塊中使用燃料，并具有密封的可移動核心。

MMR 正處于加拿大原子能有限公司位于安大略省的喬克河實(shí)驗(yàn)室園區(qū)的高級許可階段。該項(xiàng)目是 USNC 和 Ontario Power Generation 通過共同擁有的 Global First Power Limited Partnership (GFP) 開展的一項(xiàng)合作。上個月，GFP 申請在喬克河為 MMR 準(zhǔn)備場地的許可申請進(jìn)入了加拿大核安全委員會許可程序的技術(shù)審查階段。GFP 計劃到 2026 年建立和運(yùn)營一個 MMR 裝置。