法国Naarea演示熔盐堆防扩散燃料技术

法国熔盐快中子微堆开发商Naarea宣布，已成功演示一种创新的防扩散高温化学方法，用于生产氯化钠-三氯化钚盐。

该公司正在开发XAMR先进模块化反应堆，这是一种熔盐快中子微堆，能够产生40兆瓦电/80兆瓦热功率，将通过燃烧钚和再利用长寿命核废料来帮助实现闭式燃料循环。

XAMR使用氯化钠(NaCl)，其中溶解有钚氯化物和铀氯化物形式的锕系元素。由于缺乏为这些创新技术供应燃料的工业部门，燃料盐的合成是验证项目可行性的关键步骤。这需要开发一种可重复的合成方法来生产含有裂变材料的纯燃料盐。

自2024年以来，通过其与法国国家科学研究中心(CNRS)和巴黎-萨克雷大学共建的联合实验室——创新熔盐实验室(IMSLab)，Naarea一直在与欧盟委员会联合研究中心(JRC)合作开展NaCl-PuCl3盐的合成工作。

此次合作的重点是验证一种通过高温化学过程从氧化钚(PuO2)合成NaCl-PuCl3盐的防扩散方法，并通过实验确定与该燃料相关的基础数据。这种由Naarea提出的战略方法基于一个过程，涉及将气体鼓泡通过加热到高温的NaCl和PuO2混合物。该过程通过JRC开发和操作的特定实验设备得以实现。

Naarea表示，在实验室规模上，这项工作证明通过将气体鼓泡通过NaCl和PuO2混合物，可以定量溶解氧化钚形成基于氯化钚的盐。

"后续将进行额外的表征阶段，以确认燃料盐的纯度并确定其基本性质，这对熔盐堆行业的发展至关重要，"Naarea表示。

该公司补充说："这项与钚相关的实验验证工作代表了Naarea开发的燃料循环战略的初始步骤，验证了合成方法的可行性和潜力。将进行工艺工程和放大试验，特别是在短期内将在Naarea位于Cormeilles-en-Parisis的2,400平方米试验设施I-Lab中，对放射性材料模拟物进行试验。"

熔盐堆(MSR)使用低压熔融氟化物盐作为主冷却剂。它们可以在超热中子或快中子能谱下运行，并使用多种燃料。如今对复兴熔盐堆概念的许多兴趣涉及使用钍(以增殖裂变铀-233)，其中需要提供初始裂变材料来源，如钚-239。存在多种不同的熔盐堆设计概念，在商业化过程中面临许多有趣的挑战，特别是涉及钍的情况。