アメリカ合衆国エネルギー省は、アビリンキリスト教大学で建設中の実験的な融解塩炉に対する規制の整合性を確立する核安全設計協定を承認しました。この協定は、核エネルギー開発者であるNatura Resourcesによって管理され、液体燃料研究炉の主要な安全特性、構造材料、および運用制限を評価するための技術協定を確立しています。この規制のステップは、連邦認可施設の建設とシステムテストに必要な基準パラメータを提供します。承認された安全フレームワークは、液体燃料核構造のユニークな物理学と流体化学に焦点を当てています。
アメリカ合衆国エネルギー省が承認した核安全設計協定が融解塩炉に規制基盤を提供
従来の軽水炉が固体濃縮ウラン燃料粒子を金属棒内に封入するのに対し、この設計は融解フッ化塩基質に溶解した四フッ化ウランを利用します。融解塩は燃料媒体および主要なコア冷却剤として機能し、塩混合物が中央のグラファイトコア構造を通過する際に、制御された核分裂によって生じる運転温度は600℃を超え、無圧の配管ループ内で維持されます。運転熱力学は、固体燃料水炉とは異なる安全性と機械的特性を示します。従来の軽水炉では、液体冷却剤を高圧下、通常は1平方インチあたり2,250ポンド近くに保つ必要があり、運転温度での沸騰を防ぎます。
相対的に、融解フッ化塩混合物は環境圧力条件下で液体を維持し、通常は1平方インチあたり15〜20ポンドの圧力で運転し、1,400℃を超える高い沸点を持っています。
大気圧に近い運転は、容器、熱交換器、および主要な配管に対する機械的ストレスを軽減し、圧力駆動による冷却喪失事故の物理的な駆動要因を排除します。受動的安全システムの展開戦略では、コア反応性制御および緊急停止システムは、機械ポンプや能動的電気システムではなく、受動的物理に依存しています。主要な炉容器は、コアの真下に位置する専用の排水タンクに接続されています。予期しない温度上昇や停電の場合、受動冷却バルブが停電時に溶け、液体燃料塩が重力によって下方の貯蔵タンクに排出されます。貯蔵タンクの形状は、燃料塩を分離し、人工的な介入やバックアップ電源なしで連鎖反応を停止させることを可能にします。
崩壊熱は貯蔵タンクの壁を通じて受動的に放散され、燃料塩は450℃未満で冷却され固化します。
Natura Resourcesが先進液体燃料核反応炉の商業展開を進める
Natura Resourcesは、全国初の先進液体燃料核反応炉の商業展開に向けて、二重規制戦略を活用してエンジニアリングモデルの検証を行っています。エネルギー省の協定は、大学の研究施設内に位置する1メガワット熱デモユニット（MSR-1）を対象としています。同社は、より大規模な商業ユニットの許可を取得するために、アメリカ合衆国原子力規制委員会と事前申請活動を行っています。塩の精製、熱腐食率、中性子放射線下での材料の耐久性、燃料塩化学に関する経験データを収集するために初期研究サイクルを運転し、全規模反応炉の安全コードを調整しています。
商業展開計画は、電力生成を超えた高温熱エネルギーの応用を優先しています。第二冷却ループは、隔離熱交換器を介して主要な核システムから外部の産業プロセスに熱を移動させます。今年初め、NaturaはNGL Energyと協定を結び、100メガワット熱融解塩設計を二疊紀盆地の水処理インフラと組み合わせる可能性を評価しています。第二塩ループから供給される熱エネルギーは、工業蒸留システムに電力を供給し、石油および天然ガス採掘の鉱物重廃水副産物から生成された水を浄化し、工業、農業、および計算施設で使用可能な水に変換します。