美國能源部 ( DOE ) 的阿貢國家實驗室將與三家公司合作，作為美國能源部核能辦公室加速核能創新門戶 ( GAIN ) 計劃提供的代金券計劃的一部分。作為項目的一部分，阿貢將幫助工業界開發一系列超越當今傳統大型水冷反應堆的新反應堆和燃料循環概念。

在一項合同中，阿貢國家實驗室將與總部位于加利福尼亞州的初創企業 Radiant Industries 合作，對 Radiant 先進的高溫氣冷微反應器概念中的熱量產生和去除進行數值模擬。這種稱為 Kaleidos 的微反應器的優勢在于它是便攜式的，阿貢國家實驗室核工程師 April Novak 說，他是該實驗室的 Maria Goeppert Mayer 研究員之一。

Novak說： “這種類型的反應堆體積小，與傳統反應堆有很大不同;它的目標是核能的各種應用，例如偏遠社區和電動汽車充電，我很高興能從事這項工作，因為我發現看到阿貢的研究應用于有可能擴大核能在應對氣候變化中的作用的商業概念是值得的。”

Novak 將幫助創建微反應器在關閉條件下的高保真計算流體動力學模型，包括其被動散熱系統。其中一個排熱系統稱為空氣夾套，它由反應器和屏蔽層之間的一層薄薄的環境空氣組成。Novak 說：“氣套旨在被動去除衰變熱，提高核電生產的安全性。”

Radiant首席執行官Doug Bernauer 說：“與 阿貢國家實驗室合作的氣套建模工作將是真正新穎的，并且是一項關鍵要求，對被動冷卻具有獨特的優勢，我們計劃成為 50 多年來第一個實現燃料測試的新商業反應堆設計。先進反應堆的全面商業化需要美國能源部和多個國家實驗室(如阿貢國家實驗室和愛達荷國家實驗室)之間廣泛、持續的合作。我們對這個獎項感到非常興奮，因為這是朝著這個方向邁出的又一個關鍵步驟。”

Novak說，該獎項還將幫助研究人員根據燃料的燃燒方式確定反應堆中的熱源。阿貢國家實驗室通過GAIN代金券在 Kaleidos 上所做的工作是早期通過核能高級建模和仿真程序開展的工作的延伸。

在另一個GAIN獎項目中，阿貢核工程師 Darius Lisowski 將領導一個研究團隊與 Oklo 合作，Oklo 是一家同樣位于加利福尼亞州的核公司，致力于將小型快堆作為 Aurora 產品線的一部分。

Lisowski 的團隊將幫助測試 Oklo 設計的針束上的高流量冷卻劑。這些別針是使用最近在阿貢建立的能力制造和測試的。Lisowski 說：“我們最初為多功能測試反應堆建造了這個設施，我們的經驗將很好地幫助我們幫助 Oklo 將他們的反應堆概念變為現實。”

阿貢國家實驗室擁有用于測試針束流動性能的設施。Lisowski 說：“基本上，由于內部幾何形狀，關于冷卻液混合物如何流過銷釘，存在很多有趣的物理現象，我們正在研究極端的流動條件——每分鐘超過 800 加侖的水——以觀察組件各個部分的壓降。”

獲得GAIN資助的第三個項目將涉及由阿貢核工程師 Melissa Rose 領導的一個團隊，該團隊將研究由熔鹽混合物供電和冷卻的反應堆。盡管目前還沒有商業上使用的熔鹽反應堆，但羅斯表示：“熔鹽反應堆有利于通過高溫處理回收核燃料，阿貢也開發了一項技術。理論上可以使用大約 97% 的核燃料;它只是被必須分離出來的裂變產物污染，熔鹽反應堆可以使我們更接近封閉式燃料循環，其中大部分核燃料被一遍又一遍地使用。”

在熔鹽反應堆中，燃料溶解在熔鹽中，液體流過反應堆。在她的 GAIN 資助項目中，Rose 與位于阿拉巴馬州的 Flibe Energy 合作。Flibe 正在尋找一種熔融氟化物反應堆，該反應堆既可用于能源生產，又可提供用于挽救生命的癌癥治療的醫用同位素。

阿貢開發并維護專門的設施，Rose 和她的同事將使用這些設施來測量這些熔鹽的特性。從熔點到相行為再到熱容量和熱擴散率，阿貢對這些特性的分析將幫助 Flibe 使他們的反應堆更接近建造。這是 Argonne 的第七張GAIN代金券測量屬性以支持熔鹽反應堆。

研究資金由美國能源部核能辦公室提供。