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当MIT核实验室启动非常规计划中美先进核反

发布时间:2021-09-10 13:02:16 阅读: 来源:铸铁厂家

MIT核实验室启动“非常规计划” 中美先进核反应堆研发角力

摘要:麻省理工学院核反应堆实验室的科学家们最近提出了一个不走寻常路的核反应堆升级方案,计划将打造出小型、安全且造价低廉的核反应堆,分别向贝内克-长顺汽车内饰材料副总经理张良华先生而核反应堆的原型堆将会是在现有的设备基础上进行升级。

麻省理工学院核反应堆实验室的科学家们最近提出了一个不走寻常路的核反应堆升级方案,计划将打造出小型、安全且造价低廉的核反应堆,而核反应堆的原型堆将会是在现有的设备基础上进行升级。

麻省理工学院核反应堆实验室的大门

由于计划中的一兆瓦原型反应堆本身不能维持裂变反应,所以研究人员们认为,他们应该绕过这个建造一个单独的原型堆,直接进行真正的反应堆建设,尽管这在美国核管理委员会(Nuclear Regulatory Commission,NRC)眼里属于十分出格的举动。

这么做其实也是有效率上的考量,因为如果按照传统的路线来做,整个建造过程将会花费十年以上的时间,以及数亿美元的费用,但采用新方法后,不仅费用将会得到大幅缩减,就连建造时间也可以被压缩到只有一半。

目前,学校实验室已经在麻省理工学院的校园西北角建起了一座6兆瓦的研究用轻水冷却反应堆,整个反应堆被一个钢筋混凝土的建筑物紧密包裹着。而计划中的“次临界设施”也将建在邻近的六边形核心区域,替代掉曾建在这里的用于癌症治疗实验的医疗照射室。

胡玲文(Lin-wen Hu)博士, 麻省理工学院反应堆实验室的首席科学家,提出关于研制“次临界设施”的计划

新建反应堆的体积大约是传统原型反应堆的一半,依靠主反应堆中生成的中子来激活裂变链式反应。根据该实验室首席科学家及计划提出者胡玲文(Lin-wen Hu)博士的介绍,目前的系统仅需要在1974年就建成的麻省理工学院反应堆上附加一套设备即可应用。

胡玲文博士,台湾清华大学核工程学士、硕士;麻省理工学院核工程博士。她在核反应堆设计、安全评估、建造部署等领域有超过20年的研究经验。目前担任MIT核反应堆实验室首席科学家。

此外,研究人员还将对一套小型的、可运输的熔盐冷却堆进行测试,这种反应堆主要是针对电无法覆盖的边远地区。熔盐冷却堆的研究最早出现于上世纪50年代,目前业内对其越来越重视,是因为这种技术所展现出的安全性与经济性比传统核电站要高得多。

操作员在反应堆控制室内工作

目前,还无法评估这套次临界装置是否能解决原型机的技术需求,也无法保证它最后能发展为可实际应用的全尺寸反应堆,这取决于测试的结果是否能满足相关法律法规的安全标准。但无论如何,这次测试所提供的关于熔盐冷却堆实际运行的关键数据,将为技术最终被市场认可、获得准入资格做足前期准备。

“如果每个人都等着别人花几十亿美元来建一套完整系统,那我们只能一直等下去,什么都不用干了。” 胡玲文博士说。

反应堆实验室的控制面板

却成为城市的地标艺术品 在这之后,科学家们还有更宏大的愿望,他们希望,这套测试设施可以帮助美国重新夺回在反应堆设计领域的先进地位。

一直以来,美国政府对安全性的担忧以及监管的严厉等诸多因素,都拖后了核研究的进程。特别是在中国陆续推出了核电站建设以及先进反应堆设计研究等计划后,越来越多的人开始担心美国正在失去在该领域的领导地位。

实验室使用机器臂来操纵测试材料

不过,爱达荷国家实验室首席核科学家戴维-佩蒂(David Petti)怀疑,出于程序安全起见,NRC还是只将该熔盐反应堆视为原型堆的替代品而已,毕竟原型堆同比增长14.71%是建造真正反应堆过程中必不可少的一步。

但他同时也认为,这种方法在某种程度上也是必要的,这可以给NRC足够的信心去批准熔盐反应堆原型的建设。他补充说,美国能源部成立了一个单独的部门,意在为私营核企业提供技术支持,而该部门所进行的早期讨论正在评估是否可以在包括爱达荷州,以及橡树岭在内的国家实验室反应堆的周围开展类似的项目。但显然,麻省理工学院研究人员拥有更多优势,他们可以更快的使该项目落地。

“这可能是一个更有效的方法”,他说。 “我认为,我们应该继续进行探索,说不定在未来的某一天,就真的可以使这一尚处概念中的技术变为现实。”

用于材料辐射测试的设备

熔盐反应堆之所以被认为比传统的反应堆设计更加安全和稳定,主要是由于使用盐而不是水作为冷却剂,可以使反应堆在更高的温度和大气压下正常运转。这大大提高1定尺寸和形状的试样了反应堆的效率,降低了运营成本,更关键的是在能量不足的情况下也可以实现冷却,提高了整体的安全性。

目前,已经有一批像Transatomic、Terrestrial Energy和Kairos Power一样的初创公司在大力发展以“熔盐反应堆”为代表的下一代反应堆技术。

实验进行中一个指示灯发出信号

为了进一步推进项目的执行,麻省理工学院核反应堆实验室打算明年起开始募集资金,他们的潜在目标对象包括美国能源部和核电创业公司。根据合作伙伴的不同,麻省理工学院可能也会适当的修改自己的项目计划,或与合作方一起进行设计测试。

麻省理工学院核反应堆实验室主任David Moncton表示,该项目估计在正式添加核燃料之前,就将花费约1500万美元。

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