法國(guó)熔鹽快中子微反應(yīng)堆開發(fā)商N(yùn)aarea宣布，已成功展示一種生產(chǎn)氯化鈉-三氯化钚鹽的創(chuàng)新型防擴(kuò)散熱化學(xué)方法。

Naarea正在開發(fā)XAMR，這是一款能產(chǎn)生40 MWe電力/80 MWt熱量的先進(jìn)模塊化熔鹽快中子微反應(yīng)堆，可燃燒钚并通過重復(fù)使用長(zhǎng)壽命核廢料助力閉合燃料循環(huán)。XAMR使用溶解了以氯化钚和氯化鈾形式存在的錒系元素的氯化鈉(NaCl)，由于缺乏工業(yè)部門為創(chuàng)新技術(shù)提供燃料，燃料鹽的合成成為驗(yàn)證項(xiàng)目可行性的關(guān)鍵，需開發(fā)可重復(fù)的合成方法生產(chǎn)含裂變材料的純?nèi)剂消}。

自2024年起，Naarea通過與法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心(CNRS)和巴黎薩克雷大學(xué)聯(lián)合成立的創(chuàng)新熔鹽實(shí)驗(yàn)室(IMSLab)，與歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心(JRC)合作合成NaCl-PuCl3鹽。此次合作重點(diǎn)驗(yàn)證從二氧化钚(PuO2)合成氯化鈉-氯化钚鹽的防擴(kuò)散方法，并確定相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。Naarea提出的戰(zhàn)略方法基于將氣體鼓泡通過高溫氯化鈉和二氧化钚混合物的工藝，該工藝借助JRC開發(fā)運(yùn)行的專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)施。

Naarea表示，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的工作證明，通過向NaCl和PuO2混合物通入氣體可定量溶解氧化钚，形成基于氯化钚的鹽。接下來(lái)將進(jìn)行額外的特性分析階段，以確認(rèn)燃料鹽純度并確定其基本特性，這對(duì)熔鹽反應(yīng)堆行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

聲明補(bǔ)充，這項(xiàng)钚實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作代表Naarea公司燃料循環(huán)戰(zhàn)略的初步進(jìn)展，驗(yàn)證了合成方法的可行性與潛力。工藝工程和規(guī)模化測(cè)試將陸續(xù)開展，短期內(nèi)將在I-Lab(Naarea公司位于科爾梅耶-昂-巴黎的2400平方米測(cè)試設(shè)施)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施中使用放射性物質(zhì)模擬物進(jìn)行。

熔鹽反應(yīng)堆(MSR)使用低壓熔融氟化鹽作為一次冷卻劑，可使用超熱中子或快中子譜及多種燃料。目前復(fù)興熔鹽反應(yīng)堆概念的興趣主要集中在用釷增殖可裂變鈾-233，此類反應(yīng)堆需提供钚-239等可裂變材料的初始來(lái)源。當(dāng)前存在多種熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)理念，許多理念的商業(yè)化面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其在釷方面。