211service.com
MIT:s Nuclear Lab har en ovanlig plan för att sätta fart på avancerad reaktorforskning
Forskare vill testa planerna för en transportabel smältsaltreaktor genom att rulla tillbaka på deras befintliga kärnkraftsanläggning. 27 mars 2017
joshua mathews
Forskare vid MIT Nuclear Reactor Laboratory har utarbetat en okonventionell plan för att påskynda utvecklingen av en liten, säker, billig kärnreaktor: de vill bygga en prototyp som pendlar på sin befintliga anläggning.
Eftersom den planerade demonstrationsreaktorn på en megawatt skulle vara oförmögen att upprätthålla en fissionsreaktion på egen hand, tror forskarna att de skulle kunna undvika att bygga en fristående experimentell prototyp, vilket Nuclear Regulatory Commission generellt kräver. Denna platsval och licensieringsprocessen kan ta ett decennium eller längre, så förhoppningen är att detta tillvägagångssätt kan kosta hundratals miljoner dollar mindre och ta hälften så mycket tid att bygga.
Universitetslaboratoriet driver en sex megawatt lättvattenkyld forskningsreaktor på nordvästra sidan av campus, inrymd i en pulverblå stål- och betonginneslutningsbyggnad. Den föreslagna subkritiska anläggningen skulle byggas intill den sexkantiga kärnan och ta över ett par medicinska bestrålningsrum som en gång använts för experimentella cancerbehandlingar.
Lin-wen Hu , den främsta forskaren vid MIT Nuclear Reactor Laboratory, utvecklade förslaget för den subkritiska anläggningen.'
Den skulle vara ungefär hälften så stor som en typisk demonstrationsreaktor och skulle vara beroende av neutroner som genereras av huvudreaktorn för att starta klyvningskedjereaktionen i dess bränsle. Det betyder att projektet förmodligen bara skulle kräva en ändring av det befintliga tillståndet för MIT:s reaktor, som gick online 1974, säger Lin-wen Hu , huvudforskaren vid labbet och förslagets utvecklare.
Forskarna vill specifikt testa design för en liten, transportabel smält-salt-kyld reaktor, avsedd för off-grid ändamål som att generera elektricitet för avlägsna byar eller arbetsplatser. Smältsaltreaktorer, som först undersöktes på 1950-talet, är föremål för ett växande intresse inom området på grund av potentialen de erbjuder för större säkerhet och lägre kostnader jämfört med traditionella kärnkraftverk.
Den subkritiska anläggningen kanske eller kanske inte i slutändan eliminerar behovet av en prototyp innan den flyttas till en fullskalig reaktor, beroende på om testresultaten och andra analyser tillgodoser tillsynsmyndigheternas säkerhetsproblem. Men i vilket fall som helst, bör det ge avgörande information om genomförbarheten av detta tillvägagångssätt, vilket potentiellt gör det lättare att säkra de medel och godkännanden som krävs för att driva projektet framåt.
Om alla måste vänta på att något ska byggas med miljarder dollar i riskzonen, kommer det bara att hålla oss tillbaka, säger Hu.
En operatör arbetar i reaktorns kontrollrum.
En kontrollpanel vid reaktorlabbet.
Den stora förhoppningen är att testanläggningen skulle kunna hjälpa till att sätta fart på avancerade reaktorkonstruktioner i USA, där kärnforskningen har släpat efter med oro över säkerheten, en lång historia av boondoggles och skrämmande regulatoriska krav. Det finns en växande rädsla för att nationen håller på att förlora sin ledande position inom sektorn, särskilt när Kina plöjer framåt med ett ambitiöst program för kärnkraftskonstruktion och forskning om avancerade reaktorkonstruktioner.
David Petti, chefsvetare för kärnkraft vid Idaho National Laboratory, är skeptisk till att NRC skulle se detta som en ersättning för en fristående prototyp, som vanligtvis krävs på vägen för att bygga en fullskalig reaktor. Men han tror att någon version av detta tillvägagångssätt kommer att vara nödvändig ändå, för att ge NRC tillräckligt med förtroende för att skriva av sig på en prototyp av smältsaltreaktorer. Han tillägger att tidiga diskussioner pågår för att utvärdera om liknande projekt kan utvecklas kring reaktorer vid nationella labb, inklusive Idaho och Oak Ridge, under ett Department of Energy-program som inrättats för att ge tekniskt stöd till privata kärnkraftsföretag. Men det finns helt enkelt mer utrymme på MIT-anläggningen, vilket innebär att projektet kan bli betydligt billigare och enklare där, säger Petti.
Det här kan potentiellt vara ett mycket mer effektivt tillvägagångssätt, säger han. Det är en unik förmåga som jag tror måste utforskas, och som verkligen kan hjälpa den tekniska utvecklingen av detta koncept.
Labbet använder robotarmar för att manipulera testmaterial.
Ett inneslutet utrymme för testmaterial som har utsatts för strålning.
Smältsaltreaktorer anses i och för sig vara säkrare och mer stabila än konventionella konstruktioner. Att använda salter snarare än vatten som kylmedel innebär att reaktorerna kan arbeta vid högre temperaturer och vid omgivande atmosfärstryck. Detta förbättrar effektiviteten, minskar inneslutningskostnaderna och möjliggör kylning även i händelse av strömavbrott. Startups som Transatomic , Jordbunden energi , och Cairo Power alla försöker utveckla versioner av denna nästa generations kärnteknik.
MIT-labbet har för avsikt att börja leta efter finansieringskällor nästa år, potentiellt inklusive Department of Energy eller kärnkraftstarter. Beroende på var intresset kommer ifrån kan det gå vidare med ett eget forskningsprogram eller samarbeta med företag som vill testa sina konstruktioner.
Projektet beräknas kosta runt 15 miljoner dollar före kostnaden för bränsle, säger David Moncton, chef för MIT-labbet.
En indikatorlampa signalerar när experiment pågår.