تایید راه اندازی راکتور هسته ای توریم با نمک مذاب 2 مگاواتی چین

مؤسسه فیزیک کاربردی شانگهای (SINAP) توسط وزارت محیط زیست و محیط زیست مجوز راه اندازی یک راکتور نمک مذاب آزمایشی با نیروی توریم را دریافت کرده است. این اولین رآکتور هسته ای نمک مذاب از زمان تعطیلی یک راکتور آزمایشی توسط ایالات متحده در سال 1969 است.

TMSR-LF1 از سوخت غنی شده به زیر 20 درصد U-235 استفاده می کند، دارای موجودی توریم حدود 50 کیلوگرم و ضریب تبدیل حدود 0.1 است. یک پتوی بارور از لیتیوم-بریلیم فلوراید (FLiBe) با 99.95 درصد Li-7 و سوخت به عنوان UF4 استفاده خواهد شد.

انتظار می‌رود این پروژه به صورت دسته‌ای با سوخت‌گیری آنلاین و حذف محصولات شکافت گازی آغاز شود، اما پس از 5 تا 8 سال تمام نمک سوخت را برای پردازش مجدد و جداسازی محصولات شکافت و اکتینیدهای جزئی برای ذخیره‌سازی تخلیه می‌کند. با جداسازی آنلاین محصولات شکافت و اکتینیدهای جزئی، به روند مداوم بازیافت نمک، اورانیوم و توریم ادامه خواهد داد. این راکتور از حدود 20 درصد شکافت توریم به حدود 80 درصد خواهد رسید.

اگر TMSR-LF1 موفقیت آمیز باشد، چین قصد دارد تا سال 373 راکتوری با ظرفیت 2030 مگاوات بسازد.

در ژانویه 2011، CAS یک برنامه تحقیق و توسعه 3 میلیارد یوان (444 میلیون دلار آمریکا) را بر روی راکتورهای توریم فلوراید مایع (LFTRs)، که در آنجا به عنوان راکتور نمک مذاب تولید کننده توریم (Th-MSR یا TMSR) شناخته می شود، راه اندازی کرد و ادعا کرد که بزرگترین راکتور جهان را دارد. تلاش ملی بر روی آن، به امید به دست آوردن حقوق کامل مالکیت معنوی در مورد فن آوری. این راکتور به عنوان راکتور دمای بالا خنک شده با نمک فلوراید (FHR) نیز شناخته می شود. مرکز TMSR در SINAP در Jiading، شانگهای، مسئول است.

ساخت راکتور 2 مگاواتی TMSR-LF1 در سپتامبر 2018 آغاز شد و طبق گزارش ها در آگوست 2021 به پایان رسید. نمونه اولیه قرار بود در سال 2024 تکمیل شود، اما کار تسریع شد.

Nextbigfuture یکی از اولین آنلاین هایی بود که توریوم را دنبال و تبلیغ کرد

Nextbigfuture بیش از یک دهه است که احیای راکتورهای توریم و نمک مذاب را دنبال و ترویج می کند.
Nextbigfuture در سال 2006 توریوم را پوشش می داد.

در اینجا یک مصاحبه با کرک سورنسون در سال 2011 است.

پس زمینه هسته ای نمک مذاب

راکتورهای نمک مذاب و توریم ذاتاً ایمن‌تر هستند و می‌توانند ضایعات هسته‌ای کمتری داشته باشند (معروف به سوخت هسته‌ای استفاده نشده). راکتورهای سریع دارای نوترون‌هایی هستند که با سرعت‌های بالاتر (صد برابر سریع‌تر) حرکت می‌کنند تا اورانیوم 238 به پلوتونیوم واکنش نشان دهد.

آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) در ایالات متحده از سال 7.34 تا 1965 یک MSR آزمایشی 1969 مگاواتی (ام) را در آزمایشی به نام آزمایش راکتور مذاب نمک (MSRE) اجرا کرد. این امکان سنجی راکتورهای سوخت مایع خنک شده توسط نمک های مذاب را نشان داد.

چین در حال توسعه راکتورهای هسته ای بدون آب بوده است. کار ساخت اولین رآکتور نمک مذاب تجاری باید تا سال 2030 تکمیل شود. این امر امکان ساخت چنین رآکتورهای هسته ای را حتی در مناطق بیابانی و دشت های مرکزی و غربی چین فراهم می کند. انرژی راکتور نمک مذاب به جای اورانیوم از توریوم مایع تامین می شود.

SINAP دارای دو جریان است توسعه TMSR - سوخت جامد (TRISO در سنگریزه یا منشور/بلوک) با چرخه سوخت یکبار عبور و سوخت مایع (محلول در خنک کننده فلوراید) با پردازش مجدد و بازیافت. جریان سوم از راکتورهای سریع برای مصرف اکتینیدها از LWRها برنامه ریزی شده است. هدف توسعه چرخه سوخت توریم و کاربردهای غیر الکتریکی در یک بازه زمانی 20 تا 30 ساله است.

*جریان TMSR-SF فقط به طور جزئی از توریم استفاده می‌کند، مانند U-238 بر روی مقداری تکثیر تکیه می‌کند و همچنین به ورودی اورانیوم شکافت‌پذیر نیاز دارد. این برای کاربردهای انرژی هسته ای هیبریدی مبتنی بر دمای بالا بهینه شده است. SINAP در ابتدا یک نیروگاه آزمایشی 2 مگاواتی را هدف قرار داد، هرچند که توسط یک شبیه ساز (TMSR-SF0) جایگزین شده است. تا حدود سال 100 یک کارخانه سنگریزه 2 مگاواتی (TMSR-SF2025) با چرخه سوخت باز برنامه ریزی شده است. ذرات TRISO با اورانیوم و توریم با غنای پایین به طور جداگانه خواهند بود.

* جریان TMSR-LF ادعا می کند چرخه سوخت کامل Th-U بسته شده با پرورش U-233 و پایداری بسیار بهتر با توریم اما مشکل فنی بیشتر. این برای استفاده از توریم با پردازش حرارتی الکترومتالورژیکی بهینه شده است.

* SINAP در ابتدا یک نیروگاه آزمایشی 2 مگاواتی (TMSR-LF1)، سپس یک راکتور آزمایشی 10 مگاواتی (TMSR-LF2) تا سال 2025 و یک نیروگاه نمایشی 100 مگاواتی (TMSR-LF3) با بازفرآوری کامل الکترومتالورژیکی در حدود 2035 را هدف قرار داده است. با 1 گیگاوات نیروگاه نمایشی. جدول زمانی TMSR-LF حدود ده سال از زمان SF عقب تر است.

یک راکتور سریع TMSFR-LF که برای سوزاندن اکتینیدهای جزئی بهینه شده است باید دنبال شود.

La TMSR-SF0 مقیاس یک سوم است و دارای منبع حرارت الکتریکی 370 کیلووات با خنک کننده اولیه FLiNaK در دمای 650 درجه سانتی گراد و خنک کننده ثانویه FLiNaK است.

10 مگاوات TMSR-SF1 دارای سوخت TRISO غنی شده 17 درصد در سنگریزه های 60 میلی متری، مشابه سوخت HTR-PM، و خنک کننده در دمای 630 درجه سانتی گراد و فشار کم است. خنک کننده اولیه FLiBe (با 99.99٪ Li-7) و خنک کننده ثانویه FLiNaK است. ارتفاع هسته 3 متر، قطر 2.85 متر، در مخزن تحت فشار 7.8 متر ارتفاع و 3 متر قطر است. حذف گرمای باقیمانده به روش خنک سازی حفره ای غیرفعال است. عمر عملیاتی 20 ساله در نظر گرفته شده بود اما این پروژه متوقف می شود.

TMSR-LF2 1 مگاواتی در وو وی در گانسو با یک برنامه 3.3 میلیارد دلاری در دست ساخت است. این خودرو از سوخت غنی شده به زیر 20 درصد U-235 استفاده می کند، دارای موجودی توریم حدود 50 کیلوگرم و ضریب تبدیل حدود 0.1 است. FLiBe با 99.95 درصد Li-7 و سوخت به عنوان UF4 استفاده می شود. این پروژه به صورت دسته‌ای با مقداری سوخت‌گیری آنلاین و حذف محصولات شکافت گازی آغاز می‌شود، اما پس از 5 تا 8 سال تمام نمک سوخت را برای پردازش مجدد و جداسازی محصولات شکافت و اکتینیدهای جزئی برای ذخیره‌سازی تخلیه می‌کند. این فرآیند مستمر بازیافت نمک، اورانیوم و توریم، با جداسازی آنلاین محصولات شکافت و اکتینیدهای جزئی را ادامه خواهد داد. از حدود 20 درصد شکافت توریم به حدود 80 درصد می رسد.

فراتر از اینها، یک راکتور مدولار MSR با سوخت مایع 373 مگاوات/168 مگاوات، با چرخه CO2 فوق بحرانی در یک حلقه سوم در 23 مگاپاسکال با استفاده از چرخه برایتون، پس از یک حلقه ثانویه جداسازی رادیواکتیو، برنامه ریزی شده است. کاربردهای مختلف و همچنین تولید برق در نظر گرفته شده است. 15.7 تن توریم و 2.1 تن اورانیوم (19.75 درصد غنی شده) بارگیری می شود و روزانه یک کیلوگرم اورانیوم به آن اضافه می شود و 330 گیگاوات بر تن سوخت با 30 درصد انرژی از توریم خواهد داشت. سوخت‌گیری آنلاین هشت سال قبل از خاموش شدن، با نیاز به توجه ناظر گرافیت، کارکرد را ممکن می‌سازد.