Ученые компании MoltexFLEX совместно с группой по исследованию ядерного графита Манчестерского университета использовали рентгеновские микротомографы, чтобы изучить, как расплавленная соль проникает в поры стандартных промышленных сортов графита.
Исследование проводилось в лаборатории компании MoltexFLEX в Уоррингтоне и в Манчестерском университете, расположенных на северо-западе Англии. В ходе исследования стандартные промышленные сорта графита погружались в расплавленную соль в контейнерах из нержавеющей стали на 30 дней при температуре свыше 750 градусов Цельсия.
Реактор FLEX, разработанный компанией, рассчитан на работу при таких температурах, и цель состоит в использовании коммерчески доступного графита, что облегчит массовое производство реакторов FLEX и снизит затраты.
В исследовательской работе говорится:
"В реакторах на расплавленной соли с тепловым спектром (MSRs) графит обычно используется в качестве замедлителя, отражателя и части опорных конструкций активной зоны. Присущая графиту пористость означает, что он подвержен проникновению расплавленной соли, что приводит к изменению его свойств. Такие изменения свойств должны учитываться при проектировании реактора, поэтому хорошее понимание взаимодействия между расплавленной солью и микроструктурой графита важно при выборе марок графита для применения в реакторах MSR.
"Взаимодействие графита и расплавленной соли традиционно изучалось с помощью увеличения веса после инфильтрации соли, последующей порозиметрии с проникновением ртути и посмертных микроструктурных характеристик с помощью, например, сканирующей электронной микроскопии. Полученные результаты дают общее описание процесса инфильтрации расплавленной соли в пористость графита. Тем не менее, необходимо более фундаментальное понимание взаимодействия графита и расплавленной соли. Как размер, форма, связность и расположение пор по отношению к расплавленной соли влияют на детальный процесс инфильтрации соли, еще предстоит выяснить".
Авторы добавляют, что используемая в исследовании система, неразрушающий 3D-метод определения характеристик микроструктуры, "потенциально может предоставить более подробную информацию для понимания взаимодействия графита и расплавленной соли", а целью работы является наблюдение за изменением микроструктуры в результате инфильтрации соли.
В нем говорится, что исследование позволило провести "прямое сравнение микроструктуры графита до и после инфильтрации расплавленной солью, что дало возможность количественно оценить относительный объем пор, заполненных солью... [и] предоставлена подробная информация о пространственном распределении инфильтрированной соли и трехмерных структурах инфильтрированной соли. Все это дает ценную информацию для понимания кинетики, контролирующей инфильтрацию расплавленной соли в пористый графит".
Киара Фокс, старший металлург компании MoltexFLEX, сказала:
"Полученные результаты полностью совпали с нашими прогнозами. Это исследование - очень многообещающий первый этап на пути к прогнозированию и контролю поведения расплавленной соли при инфильтрации в графит. Это важный шаг на пути к разработке методики, которая позволит нам это сделать".
Компания MoltexFLEX уже три года сотрудничает с группой Nuclear Graphite Research Group под руководством профессора Эбби Джонса в области исследований, связанных с графитом.
MoltexFLEX, дочерняя компания Moltex Energy Limited, разрабатывает реактор FLEX - версию технологии реактора на тепловых нейтронах (с замедлителем) на стабильных солях компании Moltex Energy. Цель реакторов мощностью 60 МВт/24 МВтэ заключается в том, чтобы они были небольшими и модульными, пассивно безопасными, не имели движущихся частей и, используя 5% низкообогащенного урана, имели пятилетний цикл заправки. Цель - ввести первый реактор в эксплуатацию к 2029 году.
В мае 2021 года Канадская комиссия по ядерной безопасности завершила первый этап предлицензионной экспертизы проекта малого модульного реактора компании Moltex Energy на 300 МВт-энергии "Стабильный солевой реактор - выжигатель отходов" (SSR-W 300). SSR-W - это реактор на расплавленной соли, в котором в качестве топлива используются ядерные отходы. Компания намерена развернуть свой первый такой реактор на площадке Пойнт-Лепрео в Нью-Брансуике к началу 2030-х годов.