橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) 創(chuàng)建的定制玻璃測試室使研究人員能夠觀察熔鹽反應(yīng)堆內(nèi)部氣體的行為，并研究熔鹽溶液中可能發(fā)生的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。

科學(xué)吹玻璃工匠卡洛斯·羅德里格斯·弗洛雷斯 (Carlos Rodriguez Flores) 正在制作玻璃容器 (圖片來源：ORNL)

目前正在設(shè)計的一些反應(yīng)堆將使用液體燃料運行，其中裂變材料直接溶解在熔鹽溶液中，該溶液也充當(dāng)反應(yīng)堆的冷卻劑。但核反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致氣體從熔鹽中冒出，從而影響反應(yīng)堆的中子學(xué)和熱工水力性能。

為觀察熔鹽柱中惰性氣體的行為而制作的玻璃測試池(圖片來源：ORNL)

為了幫助研究這些影響，ORNL 研究人員設(shè)計并開發(fā)了一個定制的玻璃測試單元，該單元可容納多達(dá)一升的液態(tài)熔鹽。他們將小氦氣和氪氣氣泡注入單元，觀察它們?nèi)绾未┻^熔鹽柱，并使用高速攝像機(jī)測量氣泡速度、尺寸分布以及與相鄰氣泡的相互作用。實驗提供的見解將用于幫助改進(jìn)和驗證熔鹽燃料系統(tǒng)的模擬工具。

ORNL 首席研發(fā)助理 Daniel Orea 表示：“了解熔鹽反應(yīng)堆中的氣體生成和傳輸對于優(yōu)化其性能和安全性至關(guān)重要。這種獨特的玻璃測試單元使我們能夠克服由高溫和鹽的成分及其兩相液態(tài)玻璃系統(tǒng)引起的某些工程挑戰(zhàn)。”

該研究項目得到了美國能源部熔鹽反應(yīng)堆計劃的支持。