Ученые из России разработали новый перспективный теплоноситель для ядерных реакторов нового типа - смесь расплавленных солей фторидов щелочных металлов и лантаноидов. Результаты исследования опубликованы в престижном международном журнале Journal of Molecular Liquids.
Этот материал обладает высокой температурой, превышающей 700 градусов Цельсия, при нормальном давлении, что обеспечивает высокую эффективность реактора. Кроме того, отсутствие высокого давления упрощает конструкцию реактора и делает его более безопасным. Жидкое топливо также может быть добавлено в активную зону без остановки реактора, что исключает возможность мощного взрыва.
Реакторы, работающие на расплавленных солях, могут быть использованы для "дожигания" радиоактивных отходов. Один из таких реакторов уже строится Росатомом в Железногорске.
Для применения такого материала важно знать его физико-химические параметры, такие как вязкость и теплопроводность. Однако непосредственно их измерение затруднено из-за высоких температур и радиоактивности смеси. Для определения этих параметров ученые использовали компьютерное моделирование.
Механизм теплопередачи в расплавах сильно отличается от обычного фононного механизма, характерного для твердых тел. Часть тепла может передаваться за счет кратковременных ионных связей и электромагнитных волн, которые возникают при ионных колебаниях и поглощаются расплавом.
Разработанный подход может быть применен не только к этому конкретному материалу, но и к другим фторидам лантаноидов и актиноидов, которые могут входить в состав ядерного топлива. Это заменит некоторые дорогостоящие и опасные эксперименты, необходимые для оптимизации работы реактора.
]]>