MIT's Nuclear Lab har en usædvanlig plan for at sætte gang i avanceret reaktorforskning

Forskere ønsker at teste planerne for en transportabel reaktor med smeltet salt ved at køre på deres eksisterende nukleare anlæg. Ved

• James Temple arkiv side

27. marts 2017

joshua mathews

Forskere ved MIT Nuclear Reactor Laboratory har udtænkt en ukonventionel plan for at fremskynde udviklingen af ​​en lille, sikker, billig atomreaktor: de ønsker at bygge en prototype, der piggybacks på deres eksisterende anlæg.

Da den planlagte demonstrationsreaktor på én megawatt ikke ville være i stand til at opretholde en fissionsreaktion alene, mener forskerne, at de kunne undgå at bygge en selvstændig eksperimentel prototype, som Nuclear Regulatory Commission generelt kræver. Denne webstedsvalg og licensproces kan tage et årti eller længere, så håbet er, at denne tilgang kan koste hundredvis af millioner af dollars mindre og tage halvt så lang tid at bygge.

Universitetslaboratoriet driver en letvandkølet forskningsreaktor på seks megawatt på den nordvestlige side af campus, som er anbragt i en pulverblå stål- og betoninddæmningsbygning. Den foreslåede subkritiske facilitet vil blive bygget ved siden af ​​den sekskantede kerne og overtage et par medicinske bestrålingsrum, der engang blev brugt til eksperimentel kræftbehandling.

Lin-wen Hu , den vigtigste forsker ved MIT Nuclear Reactor Laboratory, udviklede forslaget til den subkritiske facilitet.'

Det ville være omkring halvdelen af ​​størrelsen af ​​en typisk demonstrationsreaktor og ville afhænge af neutroner genereret af hovedreaktoren for at sætte gang i fissionskædereaktionen i dens brændsel. Det betyder, at projektet sandsynligvis kun ville kræve en ændring af den eksisterende tilladelse på MIT's reaktor, som gik online i 1974, siger Lin-wen Hu , den vigtigste forsker ved laboratoriet og forslagets udvikler.

Forskerne ønsker specifikt at teste designs til en lille, transportabel smeltet salt-kølet reaktor, beregnet til off-grid formål såsom at generere elektricitet til fjerntliggende landsbyer eller arbejdspladser. Smeltede saltreaktorer, der først blev undersøgt i 1950'erne, er et emne for stigende interesse på området på grund af det potentiale, de tilbyder for større sikkerhed og lavere omkostninger sammenlignet med traditionelle atomkraftværker.

Den subkritiske facilitet kan eller måske ikke i sidste ende eliminere behovet for en prototype, før den flyttes til en fuldskala reaktor, afhængigt af om testresultaterne og andre analyser tilfredsstiller regulatorernes sikkerhedsmæssige bekymringer. Men uanset hvad, bør det give afgørende data om gennemførligheden af ​​denne tilgang, hvilket potentielt gør det lettere at sikre de nødvendige midler og godkendelser for at komme videre med projektet.

Hvis alle skal vente på, at noget bliver bygget med milliarder af dollars i fare, vil det bare holde os tilbage, siger Hu.

En operatør arbejder i reaktorkontrolrummet.

Et kontrolpanel ved reaktorlaboratoriet.

Det store håb er, at testfaciliteten kan hjælpe med at sætte gang i avanceret reaktordesign i USA, hvor nuklear forskning har haltet på grund af bekymringer over sikkerheden, en lang historie med boondoggles og skræmmende regulatoriske krav. Der er en voksende frygt for, at nationen er ved at miste sin førende position i sektoren, især da Kina pløjer videre med et ambitiøst program for atomkraftværkskonstruktion og forskning i avanceret reaktordesign.

David Petti, chefatomforsker ved Idaho National Laboratory, er skeptisk over, at NRC ville se dette som en erstatning for en selvstændig prototype, som generelt er påkrævet undervejs til at bygge en fuldskala reaktor. Men han mener, at en eller anden version af denne tilgang alligevel vil være nødvendig for at give NRC tilstrækkelig tillid til at skrive under på enhver prototype af smeltet salt-reaktor. Han tilføjer, at tidlige diskussioner er undervejs for at evaluere, om lignende projekter kan udvikles omkring reaktorer på nationale laboratorier, herunder Idaho og Oak Ridge, under et Department of Energy-program, der er etableret for at yde teknisk støtte til private nukleare virksomheder. Men der er simpelthen mere plads på MIT-anlægget, hvilket betyder, at projektet kunne blive væsentligt billigere og nemmere der, siger Petti.

Dette kunne potentielt være en meget mere effektiv tilgang, siger han. Det er en unik evne, som jeg synes skal udforskes, og som virkelig kunne hjælpe med teknologiudviklingen af ​​dette koncept.

Laboratoriet bruger robotarme til at manipulere testmaterialer.

Et indeholdt rum til testmaterialer, der har været udsat for stråling.

Smeltet-salt-reaktorer anses for at være mere sikre og mere stabile end konventionelle designs. Brug af salte i stedet for vand som kølevæske betyder, at reaktorerne kan fungere ved højere temperaturer og ved omgivende atmosfærisk tryk. Dette forbedrer effektiviteten, reducerer omkostningerne til indeslutning og muliggør køling, selv i tilfælde af strømtab. Startups som Transatomic, Terrestrisk energi , og Cairo magt forsøger alle at udvikle versioner af denne næste generation af atomteknologi.

MIT-laboratoriet har til hensigt at begynde at lede efter finansieringskilder næste år, potentielt inkluderende Department of Energy eller opstart af atomkraft. Afhængigt af hvor interessen kommer fra, kan den gå videre med sit eget forskningsprogram eller partner med virksomheder, der ønsker at teste deres designs.

Projektet anslås at koste omkring 15 millioner dollars før omkostningerne til brændstof, siger David Moncton, direktør for MIT-laboratoriet.

En indikatorlampe signalerer, når eksperimenter er i gang.

skjule