近日，美國愛達荷國家實驗室(INL)的科學家宣布，世界上第一個臨界快譜熔鹽反應堆的燃料配方研發取得重要突破。這一配方將為INL的熔融氯化物反應堆實驗(MCRE)提供理想的核燃料。

MCRE旨在測試一種全新的核反應堆設計，該設計使用熔融氯化物鹽和鈾混合物作為燃料和冷卻劑。這一創新設計有望為科學家提供一個寶貴的機會，以驗證由南方電力公司和比爾·蓋茨支持的核能公司TerraPower計劃建造的熔融氯化物快堆的安全性和物理特性。

據INL科學家介紹，這種先進反應堆一旦投入運行，將能夠為社區和工業提供電力和熱能。熔融氯化物快堆的一大優勢在于其能夠在更高的溫度下運行，從而提高效率，并可能減少廢物產生。此外，由于采用液體燃料設計，該反應堆還具有固有的安全特性。

在燃料配方的研發過程中，科學家們面臨了諸多挑戰。MCRE技術負責人比爾·菲利普斯表示，就像烤蛋糕一樣，關鍵挑戰在于將金屬鈾原料高效地轉化為可用的燃料鹽。以前從未有人生產過如此大量的氯化鈾，因此他們必須從頭開始開發制造燃料的工藝。

經過數年的實驗和修改，INL團隊終于找到了達到完美產量的正確工藝。他們開發了定制的原型爐和專用設備，以確保核燃料制造過程的安全。同時，為了節約寶貴的濃縮鈾資源，團隊還使用貧化鈾進行實驗，以測試和改進工藝。

如今，INL團隊已經能夠一次生產十幾磅的反應堆燃料，遠超最初每次只能生產兩到三盎司的水平。他們已準備好所有原料，并了解了制造濃縮燃料MCRE鹽所需的確切流程和條件。下一步，團隊的目標是到2025年10月展示其全規模生產，包括五批燃料的生產。

除了MCRE項目外，INL還在積極推進其他熔鹽反應堆測試項目。其中包括熔鹽特性分析設施和燃料鹽輻照設施的建設和運營。早在2023年，飛利浦就在熔鹽研究溫控輻照實驗中成功合成并輻照了濃縮鈾燃料熔融氯化鹽，為了解燃料在商用反應堆中的表現提供了重要數據。

此外，熔鹽流回路試驗臺也已投入運行，該試驗臺能夠進行持續監測和分析，提高研究效率。據悉，MCRE計劃于2028年投入運營，并將與美國運行和測試實驗室(LOTUS)試驗臺的開發同步進行。MCRE將是LOTUS試驗臺中的第一個反應堆實驗。

最后，研究科學家、燃料鹽技術開發的關鍵人物雅各布·英林表示：“熔融氯化物反應堆能做到其他能源技術做不到的事情，這讓我們深受激勵。我們將繼續努力，推動這一創新技術的研發和應用。”