俄熔鹽堆燃料研究進(jìn)展

【俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司網(wǎng)站2022年6月14 日?qǐng)?bào)道】 俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司（Rosatom）2019 年啟動(dòng)熔鹽研究堆設(shè)計(jì)項(xiàng)目。博奇瓦爾無機(jī)材料研究所（VNIINM）在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)燃料制造技術(shù)及乏燃料處理技術(shù)的研發(fā)。博奇瓦爾近日介紹了其正在開展的工作。

熔鹽研究堆將使用熔融氟化鹽燃料，其中含有钚和次錒系元素，將用于示范和測(cè)試全尺寸熔鹽堆——次錒系元素焚燒器的相關(guān)技術(shù)。

在次錒系元素焚燒器運(yùn)行期間，每年將換料10 次，每次換料10%：卸載的燃料將被運(yùn)往凈化室，去除雜質(zhì)和裂變產(chǎn)物；凈化后的燃料將重新進(jìn)入燃料通道。所有這些作業(yè)均在不停堆的情況下進(jìn)行。

博奇瓦爾正致力于解決三個(gè)技術(shù)問題：一是研發(fā)氟化钚和次錒系元素氟化物的制備方法。將氟化物用作熔鹽堆燃料的技術(shù)要求較高，需要嚴(yán)格控制氧含量。在多次钚和镎氧化物的氫氟化實(shí)驗(yàn)中，所得產(chǎn)物的氧含量均不符合要求，因此研究人員仍在持續(xù)探索降低氧含量的方法。二是研發(fā)含有載體鹽氟化鋰和氟化鈹?shù)幕旌先剂现苽浞椒ā＿@種燃料對(duì)氧及其他雜質(zhì)的含量也有嚴(yán)格要求。三是解決氚的安全防護(hù)問題。在熔鹽堆運(yùn)行過程中，由于鋰的存在，會(huì)產(chǎn)生放射性同位素氚。為保障人員及環(huán)境安全，博奇瓦爾根據(jù)氚在熔鹽和反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)材料中的擴(kuò)散特性，選用了適當(dāng)?shù)碾拔絼?，并設(shè)計(jì)了氣體凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)將把氚氧化成氚水，然后進(jìn)行固化處理。

到2024年，博奇瓦爾將獲得所有初始數(shù)據(jù)，可以判斷熔鹽堆燃料投資的合理性。參與熔鹽研究堆項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)還包括赫洛平鐳研究所（Khlopin）、核反應(yīng)堆研究所（NIIAR）、俄羅斯科學(xué)院烏拉爾分院高溫電化學(xué)研究所（IHTE UB RAS）等。