國(guó)愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(INL)宣布，在世界上第一個(gè)臨界快譜熔鹽反應(yīng)堆的研究中取得了重要突破。為INL的熔融氯化物反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)(MCRE)提供了完美的核燃料方案。

MCRE實(shí)驗(yàn)的核心在于測(cè)試一種新型核反應(yīng)堆，該反應(yīng)堆使用熔融氯化物鹽和鈾混合物作為燃料和冷卻劑。這種設(shè)計(jì)旨在提高反應(yīng)堆的運(yùn)行效率，減少?gòu)U物產(chǎn)生，并具備固有的安全特性。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，INL的科學(xué)家們必須從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)制造這種特殊燃料的工藝。他們面臨的挑戰(zhàn)之一是將超過(guò)90%的金屬鈾原料轉(zhuǎn)化為可用的燃料鹽。MCRE技術(shù)負(fù)責(zé)人比爾·菲利普斯形象地比喻這一過(guò)程就像烤蛋糕，關(guān)鍵在于找到正確的配方和工藝條件。

經(jīng)過(guò)數(shù)年的實(shí)驗(yàn)和修改，INL的團(tuán)隊(duì)終于找到了達(dá)到完美產(chǎn)量的正確工藝。他們開(kāi)發(fā)了定制的原型爐和專用設(shè)備，以確保核燃料制造過(guò)程的安全。同時(shí)，為了節(jié)省寶貴的濃縮鈾資源，團(tuán)隊(duì)使用貧化鈾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，逐步測(cè)試和改進(jìn)工藝。

INL的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠一次生產(chǎn)十幾磅的反應(yīng)堆燃料，遠(yuǎn)超過(guò)最初的兩到三盎司。他們已準(zhǔn)備好所有原料，并了解了制造濃縮燃料MCRE鹽所需的確切流程和條件。下一個(gè)目標(biāo)是到2025年10月展示其全規(guī)模生產(chǎn)，包括五批。

除了MCRE項(xiàng)目外，INL還在努力打造全面的熔鹽反應(yīng)堆能力。他們建設(shè)了熔鹽特性分析設(shè)施和燃料鹽輻照設(shè)施，以進(jìn)一步研究和優(yōu)化熔鹽反應(yīng)堆的性能。

熔鹽研究溫控輻照實(shí)驗(yàn)和熔鹽流回路試驗(yàn)臺(tái)的投入運(yùn)行，為研究人員提供了持續(xù)監(jiān)測(cè)和分析的工具，提高了研究效率。MCRE計(jì)劃于2028年投入運(yùn)營(yíng)，并將與美國(guó)運(yùn)行和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室(LOTUS)試驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行。

INL的研究人員表示，熔融氯化物反應(yīng)堆具有其他能源技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，這讓他們深受激勵(lì)。

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