法国熔盐快中子微反应堆开发商Naarea宣布,已成功展示一种生产氯化钠-三氯化钚盐的创新型防扩散热化学方法。
Naarea正在开发XAMR,这是一款能产生40 MWe电力/80 MWt热量的先进模块化熔盐快中子微反应堆,可燃烧钚并通过重复使用长寿命核废料助力闭合燃料循环。XAMR使用溶解了以氯化钚和氯化铀形式存在的锕系元素的氯化钠(NaCl),由于缺乏工业部门为创新技术提供燃料,燃料盐的合成成为验证项目可行性的关键,需开发可重复的合成方法生产含裂变材料的纯燃料盐。
自2024年起,Naarea通过与法国国家科学研究中心(CNRS)和巴黎萨克雷大学联合成立的创新熔盐实验室(IMSLab),与欧盟委员会联合研究中心(JRC)合作合成NaCl-PuCl3盐。此次合作重点验证从二氧化钚(PuO2)合成氯化钠-氯化钚盐的防扩散方法,并确定相关基础数据。Naarea提出的战略方法基于将气体鼓泡通过高温氯化钠和二氧化钚混合物的工艺,该工艺借助JRC开发运行的专用实验设备实施。
Naarea表示,实验室规模的工作证明,通过向NaCl和PuO2混合物通入气体可定量溶解氧化钚,形成基于氯化钚的盐。接下来将进行额外的特性分析阶段,以确认燃料盐纯度并确定其基本特性,这对熔盐反应堆行业发展至关重要。
声明补充,这项钚实验验证工作代表Naarea公司燃料循环战略的初步进展,验证了合成方法的可行性与潜力。工艺工程和规模化测试将陆续开展,短期内将在I-Lab(Naarea公司位于科尔梅耶-昂-巴黎的2400平方米测试设施)的实验设施中使用放射性物质模拟物进行。
熔盐反应堆(MSR)使用低压熔融氟化盐作为一次冷却剂,可使用超热中子或快中子谱及多种燃料。目前复兴熔盐反应堆概念的兴趣主要集中在用钍增殖可裂变铀-233,此类反应堆需提供钚-239等可裂变材料的初始来源。当前存在多种熔盐反应堆设计理念,许多理念的商业化面临诸多挑战,尤其在钍方面。