211service.com
MIT's Nuclear Lab heeft een ongebruikelijk plan om geavanceerd reactoronderzoek een vliegende start te geven
Wetenschappers willen plannen voor een transporteerbare gesmolten-zoutreactor testen door mee te liften op hun bestaande nucleaire faciliteit. 27 maart 2017
Joshua Mathews
Wetenschappers van het MIT Nuclear Reactor Laboratory hebben een onconventioneel plan bedacht om de ontwikkeling van een kleine, veilige, goedkope kernreactor te versnellen: ze willen een prototype bouwen dat meelift op hun bestaande faciliteit.
Aangezien de geplande demonstratiereactor van één megawatt op zichzelf niet in staat zou zijn om een splijtingsreactie in stand te houden, denken de onderzoekers dat ze kunnen voorkomen dat ze een op zichzelf staand experimenteel prototype bouwen, wat de Nuclear Regulatory Commission over het algemeen vereist. Dat siteselectie- en licentieproces kan tien jaar of langer duren, dus de hoop is dat deze aanpak honderden miljoenen dollars minder kan kosten en de helft minder tijd kost om te bouwen.
Het universiteitslab exploiteert een licht-watergekoelde onderzoeksreactor van zes megawatt aan de noordwestkant van de campus, gehuisvest in een poederblauw stalen en betonnen insluitingsgebouw. De voorgestelde subkritische faciliteit zou naast de zeshoekige kern worden gebouwd en een paar medische bestralingskamers overnemen die ooit werden gebruikt voor experimentele kankerbehandelingen.
Lin-wen Hu , de hoofdonderzoeker van het MIT Nuclear Reactor Laboratory, ontwikkelde het voorstel voor de subkritische faciliteit.'
Het zou ongeveer half zo groot zijn als een typische demonstratiereactor en zou afhankelijk zijn van neutronen die door de hoofdreactor worden gegenereerd om de splijtingskettingreactie in zijn brandstof op gang te brengen. Dat betekent dat het project waarschijnlijk alleen een wijziging vereist van de bestaande vergunning voor de reactor van MIT, die in 1974 online ging, zegt Lin-wen Hu , de hoofdonderzoeker van het lab en de ontwikkelaar van het voorstel.
De onderzoekers willen specifiek ontwerpen testen voor een kleine, transporteerbare gesmolten-zoutgekoelde reactor, bedoeld voor off-grid doeleinden, zoals het opwekken van elektriciteit voor afgelegen dorpen of werklocaties. Gesmolten-zoutreactoren, voor het eerst onderzocht in de jaren 1950, zijn een onderwerp van groeiende belangstelling in het veld vanwege het potentieel dat ze bieden voor meer veiligheid en lagere kosten in vergelijking met traditionele kerncentrales.
Afhankelijk van of de testresultaten en andere analyses voldoen aan de veiligheidszorgen van regelgevers, kan de subkritische faciliteit uiteindelijk wel of niet de noodzaak van een prototype elimineren voordat deze naar een reactor op ware grootte wordt verplaatst. Maar hoe dan ook, het moet cruciale gegevens opleveren over de haalbaarheid van deze aanpak, waardoor het mogelijk gemakkelijker wordt om de fondsen en goedkeuringen te verkrijgen die nodig zijn om het project vooruit te helpen.
Als iedereen moet wachten tot er iets wordt gebouwd met een risico van miljarden dollars, zal dat ons alleen maar tegenhouden, zegt Hu.
In de controlekamer van de reactor werkt een operator.
Een controlepaneel in het reactorlab.
De grote hoop is dat de testfaciliteit een vliegende start kan geven aan geavanceerde reactorontwerpen in de Verenigde Staten, waar nucleair onderzoek is achtergebleven door bezorgdheid over de veiligheid, een lange geschiedenis van veiligheidsbrillen en ontmoedigende wettelijke vereisten. Er is een groeiende angst dat het land zijn leidende positie in de sector verliest, vooral nu China doorgaat met een ambitieus programma voor de bouw van kerncentrales en onderzoek naar geavanceerde reactorontwerpen.
David Petti, hoofd nucleair wetenschapper bij het Idaho National Laboratory, is sceptisch dat de NRC dit zou zien als een vervanging voor een op zichzelf staand prototype, dat over het algemeen nodig is bij de bouw van een volledige reactor. Maar hij denkt dat een versie van deze aanpak sowieso nodig zal zijn om de NRC voldoende vertrouwen te geven om een prototype van een gesmolten-zoutreactor te ondertekenen. Hij voegt eraan toe dat er in eerste instantie besprekingen gaande zijn om te evalueren of soortgelijke projecten kunnen worden ontwikkeld rond reactoren in nationale laboratoria, waaronder Idaho en Oak Ridge, in het kader van een programma van het Department of Energy dat is opgezet om technische ondersteuning te bieden aan particuliere nucleaire bedrijven. Maar er is gewoon meer ruimte in de MIT-faciliteit, wat betekent dat het project daar aanzienlijk goedkoper en gemakkelijker kan zijn, zegt Petti.
Dit zou mogelijk een veel efficiëntere aanpak kunnen zijn, zegt hij. Het is een unieke mogelijkheid die naar mijn mening moet worden onderzocht en die de technologische ontwikkeling van dit concept echt kan helpen.
Het lab gebruikt robotarmen om testmaterialen te manipuleren.
Een afgesloten ruimte voor testmaterialen die aan straling zijn blootgesteld.
Gesmolten-zoutreactoren worden als inherent veiliger en stabieler beschouwd dan conventionele ontwerpen. Door zouten in plaats van water als koelmiddel te gebruiken, kunnen de reactoren bij hogere temperaturen en bij atmosferische druk werken. Dit verbetert de efficiëntie, verlaagt de insluitingskosten en maakt koeling mogelijk, zelfs in het geval van stroomuitval. Startups zoals Transatomic, Aardse energie , en Caïro Power proberen allemaal versies van deze nucleaire technologie van de volgende generatie te ontwikkelen.
Het MIT-lab is van plan om volgend jaar op zoek te gaan naar financieringsbronnen, mogelijk inclusief het Department of Energy of startups op het gebied van kernenergie. Afhankelijk van waar de interesse vandaan komt, kan het doorgaan met een eigen onderzoeksprogramma of samenwerken met bedrijven die hun ontwerpen willen testen.
Het project kost naar schatting ongeveer $ 15 miljoen exclusief brandstofkosten, zegt David Moncton, directeur van het MIT-lab.
Een indicatielampje geeft aan wanneer experimenten aan de gang zijn.