Phát hiện mới về năng lượng hạt nhân ứng dụng cho hàng hải
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho (INL) ở Mỹ đã công bố rằng họ đã tạo ra loại nhiên liệu phù hợp cho Thí nghiệm Lò phản ứng Molten Chloride (MCRE), là nền tảng cho Lò phản ứng Molten Chloride Fast Reactor (MCFR) mà doanh nghiệp Core Power đang lên kế hoạch sử dụng cho các ứng dụng hàng hải.
Theo Core Power, MCRE được thiết kế để thử nghiệm các loại nhiên liệu, vật liệu và quy trình sẽ được sử dụng trong MCFR. Do đó, việc tổng hợp đúng loại nhiên liệu là một bước quan trọng trong quá trình đưa MCRE, dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2028 vào vận hành. Cả MCRE và MCFR đều sử dụng muối nóng chảy làm nhiên liệu và chất làm mát.
| Nhà khoa học phát hiện cách phát triển năng lượng hạt nhân ứng dụng cho hàng hải. Ảnh: Corepower |
Để có thể hoạt động như một loại nhiên liệu hạt nhân, uranium cần được chuyển đổi thành một hợp chất hóa học và hòa tan trong muối lỏng với tỷ lệ chính xác. “Nó giống như nướng một chiếc bánh vậy,” Bill Phillips, trưởng nhóm kỹ thuật của MCRE chia sẻ và cho rằng thách thức chính là hiệu suất chuyển đổi hơn 90% nguyên liệu uranium kim loại thành muối nhiên liệu có thể sử dụng được.
"Chưa từng có ai tạo ra lượng uranium chloride lớn như thế này trước đây. Chúng tôi đã phải phát triển quy trình từ đầu”, nhà khoa học Bill Phillips lưu ý.
Uranium chloride là hợp chất hóa học của uranium và clo, thường được đề cập trong bối cảnh nhiên liệu hạt nhân và các quy trình hóa học về năng lượng hạt nhân. Liên quan giữa uranium chloride và hàng hải nằm ở việc Core Power đang phát triển các lò phản ứng hạt nhân nhỏ gọn (Small Modular Reactors - SMR) sử dụng muối nóng chảy để cung cấp năng lượng cho tàu biển.
Nhóm nghiên cứu tại INL bắt đầu phát triển các quy trình và thiết bị cần thiết để tổng hợp nhiên liệu vào năm 2020. Các thí nghiệm đã được thực hiện tại Tòa nhà Khoa học Ứng dụng và Nhiên liệu trong Tổ hợp Nhiên liệu và Vật liệu của INL.
Các dự án khác của INL bao gồm cơ sở đặc trưng muối nóng chảy và thử nghiệm bức xạ muối nhiên liệu. Vào năm 2023, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp và chiếu xạ muối chloride nóng chảy có chứa uranium làm giàu trong thí nghiệm kiểm soát nhiệt độ bức xạ muối nóng chảy, giúp nâng cao hiểu biết về cách loại nhiên liệu này sẽ hoạt động trong các lò phản ứng thương mại.
| Bệ thử nghiệm dòng chảy muối nóng chảy gần đây đã đi vào hoạt động, cung cấp khả năng giám sát và phân tích liên tục theo thời gian thực. Mục tiêu tiếp theo của nhóm là chứng minh khả năng sản xuất quy mô lớn muối nhiên liệu làm giàu cho MCRE. |