img

基金

阿贡国家实验室的研究人员设计了一种新的由铅冷却的小型反应堆,该反应堆具有几个关键的安全功能

可持续增殖抗性增强精炼安全可移动自动反应堆,或SUPERSTAR,具有杆,在没有电的情况下自动落入核心,并且使用天然的循环,利用物理定律来移动冷却剂而不是依靠电力的过程尽管今天的大多数核反应堆都是用水冷却的,但我们早就知道有替代品;事实上,1951年世界上第一个核动力电源来自一个由钠反应器冷却的反应堆,由钠或铅等液态金属冷却,具有独特的能力,可能再次使它们成为核工业中的重要参与者

能源部(DOE)Argonne国家实验室,由高级核工程师James Sienicki领导的团队设计了一个由铅冷却的新型小型反应堆 - 可持续增殖抗性增强型精密安全可移动自动反应堆,或简称小型模块化反应堆或SMR的SUPERSTAR是小型核电厂,设计为工厂制造并作为模块装运到现场组装它们可以设计为在没有加油的情况下运行15至30年这个概念为许多关于核电的问题提供了有希望的答案 - 包括扩散,浪费,安全和启动成本SUPERSTAR是一个所谓的“快堆”的例子,一种从根本上说是不同的类型从现在常见的轻水反应堆租赁轻水反应堆使用水作为冷却剂和减速器来减缓燃料中产生的中子,因为它发生裂变相反,快堆使用的材料不会减慢中子的速度 - 通常是液态金属,如钠或铅像所有新一代反应堆一样,SUPERSTAR具有“被动”安全系统 - 备用安全措施,在发生事故时自动启动,无需人工干预

例如,所有反应堆都有控制棒,包含物质,吸收中子并阻止核链式反应SUPERSTAR的棒可以悬浮在通过电力保持在适当位置的反应堆堆芯上方如果工厂断电,控制棒将自动落入堆芯并停止反应此外,SUPERSTAR的铅冷却剂在周围循环核心是一个叫做自然循环的过程虽然现有的工厂使用电动泵来保持水的流动,​​SUPERSTAR利用了一个法则o移动冷却剂的物理学“在任何闭合回路中,底部加热并在顶部冷却,流动将发展,加热流上升到顶部,冷却流下降,”Argonne核工程师Anton Moisseytsev解释道同时致力于反应堆设计“SUPERSTAR设计利用了这一特性 - 其铅冷却剂仅通过自然循环进行循环,无需泵

当然,没有泵意味着没有泵故障”这意味着如果工厂失去动力正如在日本福岛第一核电站发生的那样,反应堆在关闭后不需要电力来冷却核心虽然SMR概念已经存在了几十年,但近年来奥巴马总统和美国能源部的想法得到了更多的关注

秘书长朱棣文赞扬了SMR的优点;朱书记表示,他们的发展可以给美国制造商带来“关键的竞争优势”

例如,较小规模的SMR为他们提供了更大的灵活性“发展中国家或农村地区的小电网可能不需要1000兆瓦的全尺寸反应堆产生,“Sienicki说”此外,SUPERSTAR可以根据电网的需求调整自己的功率输出“Sienicki和他的同事们设计了反应堆,以便它可以在火车上运输,拆卸,SMR已被精确定位用于发展中国家或边远地区;这些工厂可以在一个地点卸下并且易于安装因为该工厂在单一燃料上运行数十年 - 并且操作员不需要直接与燃料密切相关,而燃料密封在核心SMR中也解决了扩散问题

燃料降低了与燃料产生和变化相关的所有风险,例如铀浓缩技术最后,SMR还可以提供成本效益在20世纪80年代工厂主要成本超支之后,投资者一直担心新核电厂的融资 小型模块化反应堆降低了投资新工厂的风险;启动成本将低于全尺寸反应堆的成本此外,反应堆的部件可以在工厂的装配线上生产,进一步降低成本几个欧洲国家对铅冷反应堆表现出兴趣,Sienicki说诸如Cinotti等人的研究(“The ELSY Project”,国际反应堆物理会议,2008年)表明它们的建造成本可能比钠冷却反应堆更便宜

论文“改进的自然循环,铅冷却,小模块化快速反应堆用于国际部署,“在2011年国际核电厂进展大会上提出,Argonne核工程师Jim Sienicki和Anton Moisseytsev与Argonne的Gerardo Aliberti,Sara Bortot共同撰写了该文件,意大利米兰理工大学伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校的Qiyue Lu资料来源:Argonne国家实验室Louise Lerner图片:阿贡国家实验室

News