橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Ornl)定制的玻璃實(shí)驗(yàn)室使研究人員能夠觀察熔化鹽反應(yīng)堆內(nèi)氣體的行為,并研究熔化鹽溶液中可能發(fā)生的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。

科學(xué)吹玻璃者卡洛斯羅德里格斯弗洛雷斯正在制造玻璃電池(圖:Ornl)

目前正在設(shè)計(jì)的一些反應(yīng)堆將在液體燃料上運(yùn)行,在液體燃料中,易裂變材料直接溶解在同時(shí)充當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑的熔化鹽溶液中。但是,核反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致從熔化的鹽中噴出氣泡的氣體,從而影響反應(yīng)堆的中子學(xué)和熱液性能。

制作的玻璃測(cè)試電池,以可視化在熔化的鹽柱中的惰性氣體行為(圖像:Ornl)

為了幫助研究這些影響,Ornl的研究人員設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一個(gè)定制的玻璃試驗(yàn)室,它可以容納一公升液態(tài)熔鹽。他們將小氦和氪氣泡注入細(xì)胞,觀察它們是如何通過(guò)熔化鹽柱移動(dòng)的,并且能夠用高速攝像頭測(cè)量氣泡的速度、大小分布和與鄰近氣泡的相互作用。從 實(shí)驗(yàn) 將用于幫助改進(jìn)和驗(yàn)證熔化鹽燃料系統(tǒng)的模擬工具。

"了解熔化鹽反應(yīng)堆中的氣體生成和運(yùn)輸對(duì)于優(yōu)化其性能和安全性至關(guān)重要,"奧尼鉛研發(fā)合伙人丹尼爾·奧雷亞說(shuō)。"這種獨(dú)特的玻璃試驗(yàn)電池使我們能夠克服由于鹽的高溫和成分以及它的兩相液體玻璃系統(tǒng)所帶來(lái)的某些工程挑戰(zhàn)。"