Sprawdzanie technologii reaktorów ciekłosolnych
Reaktory ciekłosolne to reaktory jądrowe, w których zamiast paliwa stałego jest stosowane paliwo ciekłe w postaci bardzo gorących fluorków lub chlorków. Ponieważ paliwo solne jest cieczą, może być używane zarówno jako paliwo generujące ciepło, jak też jako chłodziwo odprowadzające ciepło do elektrowni. Paliwo ciekłe nie może się stopić. Cały układ pracuje pod ciśnieniem atmosferycznym, a nie wysokim, a paliwo jest mniej podatne na uszkodzenie przez neutrony, co oznacza lepsze jego wykorzystanie. Pierwszy taki projekt powstał jeszcze w latach 60. XX w., miał jednak kilka poważnych wad. Ze względu na liczne zalety koncepcja ta została przyjęta dla układów jądrowych czwartej generacji na prędkich neutronach, ale z planem jej zmodyfikowania w celu uwzględnienia nowych specyfikacji. Badacze zainicjowali finansowany przez UE projekt "Evaluation and viability of liquid fuel fast reactor system" (EVOL) w celu opracowania jak najlepszego reaktora MSFR w oparciu o dostępne badania fizyczne, chemiczne i materiałowe oraz wykazania, że reaktor taki spełnia wymagania względem czwartej generacji. Uczestnicy projekt EVOL przeprowadzili szeroko zakrojone badania w celu zoptymalizowania konstrukcji reaktora MSFR i konfiguracji całego układu z wykorzystaniem obliczeń termohydraulicznych i neutronowych. W odróżnieniu od wcześniejszych konstrukcji sól płaszcza płynie w układzie zewnętrznym względem zbiornika soli. Dzięki takiemu układowi neutrony opuszczające rdzeń reaktora są pochłaniane przez płaszcz, co przekłada się na wysoką wydajność neutronową. Co do materiałów rozszczepialnych stanowiących paliwo reaktora MSFR, zaproponowano dwie mieszaniny solne spełniające wymagania dla tego typu reaktora, zawierające uran 235 i pluton 239. Skoncentrowano się na ich właściwościach fizykochemicznych, w tym lepkości, gęstości, temperaturze topnienia, rozpuszczalności, pojemności cieplnej i temperaturze parowania. Zaproponowano nowe procesy wtórnego przetwarzania paliwa, które umożliwią odzyskiwanie mieszaniny solnej. Ponadto, sprawdzono zachowania wszystkich produktów rozpadu w procesie wtórnego przetwarzania. Część prac dotyczyła zaprojektowania reaktora torowego, który pozwoliłby spalać pluton i pomniejsze aktynowce, a następnie przekształcać je w uran 233 przy jednoczesnej minimalizacji ilości odpadów długowiecznych. Z działań informacyjnych należy wymienić 62 publikacje i 85 prezentacji na konferencjach.
Słowa kluczowe
Prędki reaktor ciekłosolny, MSFR, czwartej generacji, paliwo ciekłe, wydajność neutronowa, wtórne przetwarzanie paliwa
