洛斯阿拉莫斯國家實驗室的戴莫斯實驗是美國 20 多年來首次使用高純度低濃縮鈾燃料進行的臨界實驗,將有助于開發該材料的公共數據和臨界基準。
石墨燃料“杯”中裝有燃料顆粒,可直接插入火衛二石墨塊中(圖片來源:美國能源部)
臨界基準對于行業和監管機構要求的核設計和安全評估至關重要,但使用高濃度低濃縮鈾 (HALEU) 的基準卻非常少。美國能源部 (DOE) 和核管理委員會正在合作開發 HALEU 的臨界數據:8 月,美國能源部向 16 個項目撥款 1700 萬美元,以幫助開發與 HALEU 燃料的使用、儲存和運輸相關的公共數據和臨界基準。
戴莫斯臨界性演示由洛斯阿拉莫斯國家實驗室的實驗室指導研究與開發計劃資助,在內華達國家安全基地的國家臨界性實驗研究中心進行。該中心擁有四臺臨界實驗機,是美國唯一配備有在臨界或接近臨界狀態下進行裂變材料實驗的通用臨界實驗設施。
該中心的一臺臨界組裝機經過改裝,可容納新的石墨芯和“杯子”,以容納含有 TRISO(三結構各向同性)燃料顆粒的 HALEU 燃料芯塊。在證明系統的臨界性后,實驗在室溫下進行測量,并加熱到 200° 華氏度(93.3° 攝氏度)以上,以生成有關 HALEU 燃料的新臨界安全數據。
組裝 Deimos 實驗裝置(圖片來源:美國能源部 (DOE))
洛斯阿拉莫斯國家實驗室 (LANL) 核能項目經理克里斯·斯坦尼克 (Chris Stanek) 表示:“Deimos 實驗是朝著部署 HALEU 燃料核反應堆邁出的重要一步。我們很高興也很自豪能夠利用 LANL 獨特的能力來推進國家先進反應堆的目標,我們期待 Deimos 在未來開展實驗。”
許多先進反應堆將需要 HALEU 來實現比現有核技術更小的設計、更長的運行周期和更高的效率。由美國能源部和核管理委員會的臨界基準測試征集資助的項目開發的數據將公開,以便實現高效的未來設計和安全審查,并幫助核工業開發新的和新穎的解決方案來解決數據缺口。