Amerykańska firma otwiera nowe laboratorium rozwoju paliwa jądrowego

Materiały opracowane w nowym zakładzie zostaną wykorzystane w reaktorze mikromodułowym (micro-modular reactor, MMR) firmy USNC i innych reaktorach jądrowych, w tym w reaktorach chłodzonych gazem, reaktorach lekkowodnych, reaktorach Candu i reaktorach chłodzonych stopionymi solami.

Firma USNC z siedzibą w Seattle w stanie Waszyngton poinformowała, że Salt Lake City zostało wybrane na miejsce rozwoju nowych paliw ze względu na dobrze rozwiniętą infrastrukturę regionu, wykwalifikowaną siłę roboczą i status centrum rozwoju technologicznego. Region posiada znaczące doświadczenie w zakresie ceramiki i materiałów, mające kluczowe znaczenie dla produkcji paliwa FCM. Laboratorium Salt Lake City wzmacnia wysiłki w zakresie rozwoju materiałów podejmowane przez Ultra Safe na Uniwersytecie Tennessee Knoxville i współpracuje z Chalk River Laboratories w Kanadzie.

FCM to konstrukcja paliwa Triso (tristructural-isotropic, czyli izotropowe trójwarstwowe) nowej generacji, zastępująca 50-letnią grafitową matrycę tradycyjnego paliwa Triso węglikiem krzemu (SiC), materiałem stosowanym w pancerzach czołgów, który jest wyjątkowo odporny na promieniowanie i uszkodzenia termiczne.

Według Ultra Safe w wyniku tej wymiany otrzymano bezpieczniejsze paliwo jądrowe, które może wytrzymać wyższe temperatury i większą ilość promieniowania. Matryca z SiC w paliwie FCM zapewnia gęstą, gazoszczelną barierę zapobiegającą wydostawaniu się produktów rozszczepienia, nawet, jeśli cząstka Triso pęknie podczas pracy. Nowa matryca poprawia strukturę i właściwości ograniczające cząstki TRISO, zatrzymując i trwale uszczelniając promieniotwórcze produkty rozszczepienia, zapobiegając skażeniu środowiska. Wyższe przewodnictwo cieplne paliwa FCM pozwala pastylkom paliwowym mieć bardziej płaski profil temperaturowy, obniżając maksymalne temperatury w reaktorach jądrowych.

“Nasz projekt paliwa FCM odpornego na awarie zapewnia wbudowane cechy bezpieczeństwa, zwłaszcza w połączeniu z bezpieczną z zasady działania, konstrukcją naszego reaktora MMR” – powiedział dyrektor generalny USNC Francesco Venneri. “Budowa nowego zakładu zaawansowanych materiałów w Salt Lake City pomoże przyspieszyć rozwój i wdrożenie paliwa FCM”.

Paliwo FCM zostanie najpierw wykorzystane w reaktorze wysokotemperaturowym chłodzonym gazem (HTGR) MMR firmy USNC, o mocy termicznej 15 MWth, i elektrycznej 5 MWe, który ma zostać zbudowany w kampusie Atomic Energy of Canada Limited w Chalk River Laboratories w Ontario w Kanadzie. Obiekt składa się z dwóch części: reaktora jądrowego wytwarzającego ciepło oraz sąsiedniej elektrowni, która przekształca ciepło w energię elektryczną lub dostarcza ciepło technologiczne do zastosowań przemysłowych. System USNC został zaprojektowany tak, aby był prosty, z minimalnymi wymaganiami operacyjnymi i konserwacyjnymi oraz bez przechowywania, obsługi lub przetwarzania paliwa na miejscu. MMR wykorzystuje paliwo w postaci pryzmatycznych bloków grafitowych i ma zamknięty przenośny rdzeń.

Reaktor MMR znajduje się obecnie na zaawansowanym etapie licencjonowania przez ośrodek Chalk River Laboratories w Ontario, należący do Atomic Energy of Canada Limited, we współpracy z operatorem Ontario Power Generation.

W lutym tego roku kanadyjski ośrodek badan jądrowych Canadian Nuclear Laboratories (CNL) zgodził się współpracować z USNC-Power, spółką zależną USNC, w zakresie badań wspierających projekt reaktora MMR USNC. Porozumienie obejmie badania związane z produkcją paliwa FCM firmy USNC, opracowanie programu napromieniania grafitowego rdzenia reaktora, oraz utworzenie laboratorium do analizy paliw w Chalk River. Obejmie również wstępne prace mające na celu zbadanie możliwości zlokalizowania zakładu produkcji paliwa FCM w Chalk River.