美实验室完成含铀熔盐物性测量
摘要
Oak Ridge美国国家实验室成功测量了含铀熔盐的粘度和热导率，填补了熔盐堆研发的关键数据空白。研究团队使用特殊装置克服高温测量挑战，将结果输入熔盐数据库以支持反应堆仿真设计。同时，Kairos Power和TerraPower正在利用熔盐技术建造反应堆项目，分别计划在2030年投入运行。
Oak Ridge美国国家实验室宣布完成了一系列测量几种含铀熔盐粘度和热导率的实验，填补了有助于熔盐堆开发的空白。
"由于燃料鉴定取决于了解液体燃料盐在反应堆条件下的行为，精确且特征明确的物性数据对于熔盐堆设计和安全分析至关重要，" Oak Ridge美国国家实验室研发人员Tony Birri表示。
据Birri称，含铀盐的粘度和热导率由于高温条件和所需的盐包容材料而"极难"以高精度测量。
"热导率通过使用厚度仅为零点几毫米的样品来测量，以避免辐射传热的干扰效应，" Birri说。"这涉及设计具有严格公差并能精细调节间隙尺寸的定制系统。"
Birri和他的团队使用专门的变间隙装置测量热导率，在各种热条件下校准系统，以开发校正因子来考虑热损失。
粘度测量的障碍包括系统中的腐蚀和样品中的气泡，因此团队使用高度纯化的样品和振动工具来排出气泡。他们还确保了与盐润湿材料的良好相容性。
该团队测量了氟化钠和四氟化铀(NaF-UF4)、氟化钠、氟化钾和四氟化铀(NaF-KF-UF4)以及氯化钠和三氯化铀(NaCl-UCl3)等熔盐混合物的这些性质。结果发表在Oak Ridge美国国家实验室的熔盐数据库中。
"像熔盐数据库这样的工具，结合Oak Ridge美国国家实验室的测量能力，旨在提高仿真工具的可靠性，并最终加速未来熔盐堆的部署，"他表示。团队计划继续研究含有UF4和UCl3的盐体系。
"国内的熔盐堆开发商正在考虑含有UF4和UCl3的燃料盐成分，尽管载体盐的确切成分可能与我们实验室研究的不同，" Birri说。
熔盐转折点：Kairos Power和TerraPower都计划在4月动工的反应堆项目中利用熔盐，不过不是作为含燃料盐。
Kairos正在建造Hermes 2，一个50兆瓦的氟化物盐冷却高温反应堆。公司预计在2030年前开始运行。
TerraPower正在建造Kemmerer-1，一个345兆瓦的钠冷快堆，包括一个集成的基于熔盐的储热系统。预计建造将于2030年完成。