Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP) har fått godkännande av ministeriet för ekologi och miljö att ta i bruk en experimentell toriumdriven reaktor med smält salt. Detta är den första kärnreaktorn med smält salt sedan USA stängde en testreaktor 1969.
TMSR-LF1 kommer att använda bränsle anrikat till under 20 % U-235, ha ett toriumlager på cirka 50 kg och ett omvandlingsförhållande på cirka 0.1. En bördig filt av litium-berylliumfluorid (FLiBe) med 99.95 % Li-7 kommer att användas, och bränsle som UF4.
Projektet förväntas starta på en batchbasis med viss online-tankning och borttagning av gasformiga fissionsprodukter, men släpper ut allt bränslesalt efter 5-8 år för upparbetning och separation av fissionsprodukter och mindre aktinider för lagring. Det kommer att gå vidare till en kontinuerlig process för återvinning av salt, uran och torium, med onlineseparering av fissionsprodukter och mindre aktinider. Reaktorn kommer att arbeta upp från cirka 20 % toriumklyvning till cirka 80 %.
Om TMSR-LF1 visar sig vara framgångsrik planerar Kina att bygga en reaktor med en kapacitet på 373 MWt till 2030.
I januari 2011 lanserade CAS ett FoU-program på 3 miljarder CNY (444 miljoner USD) på reaktorer med flytande fluorid torium (LFTR), där känd som toriumförädlande smältsaltreaktor (Th-MSR eller TMSR), och påstod sig ha världens största nationella ansträngningar på det, i hopp om att få fullständiga immateriella rättigheter på tekniken. Detta är också känt som den fluorid-saltkylda högtemperaturreaktorn (FHR). TMSR-centret vid SINAP i Jiading, Shanghai, är ansvarigt.
Bygget av 2 MWt TMSR-LF1-reaktorn började i september 2018 och var enligt uppgift klar i augusti 2021. Prototypen var planerad att vara färdig 2024, men arbetet påskyndades.
Nextbigfuture var en av de första online att följa och marknadsföra Thorium
Nextbigfuture har följt och främjat återupplivandet av torium- och smältsaltreaktorer i över ett decennium.
Nextbigfuture täckte Thorium redan 2006.
Här är en intervju från 2011 med Kirk Sorenson.
Smält salt kärnkraftsbakgrund
Smält salt- och toriumreaktorer är till sin natur säkrare och kan ha mindre kärnavfall (alias oanvänt kärnbränsle.) Kärnbränsle är oanvänt eftersom jämnt numrerade isotoper är svårare att dela eller reagera. Snabba reaktorer har neutroner som rör sig med högre hastigheter (hundra gånger snabbare) som behövs för att få uran 238 att reagera till plutonium.
Oak Ridge National Laboratory (ORNL) i USA drev en experimentell 7.34 MW (th) MSR från 1965 till 1969, i ett försök känt som Molten-Salt Reactor Experiment (MSRE). Detta visade genomförbarheten av reaktorer med flytande bränsle kylda av smälta salter.
Kina har utvecklat vattenfria kärnreaktorer. Byggnadsarbetet på den första kommersiella reaktorn för smältsalt bör vara slutfört 2030. Detta kommer att möjliggöra byggandet av sådana kärnreaktorer även i ökenregioner och på slätterna i centrala och västra Kina. Den smälta saltreaktorn kommer att drivas av flytande torium istället för uran.
SINAP har två strömmar av TMSR utveckling – fast bränsle (TRISO i småsten eller prismor/block) med engångsbränslecykel och flytande bränsle (upplöst i fluorkylvätska) med upparbetning och återvinning. En tredje ström av snabba reaktorer för att konsumera aktinider från LWR är planerad. Målet är att utveckla både toriumbränslecykeln och icke-elektriska tillämpningar inom en tidsram på 20-30 år.
*TMSR-SF-strömmen har endast partiell användning av torium, förlitar sig på viss uppfödning som med U-238, och behöver också tillföra klyvbart uran. Den är optimerad för högtemperaturbaserad hybrid kärnenergitillämpningar. SINAP syftade till att börja med en 2 MW pilotanläggning, även om denna har ersatts av en simulator (TMSR-SF0). En 100 MWt demonstrationsanläggning för stenbädd (TMSR-SF2) med öppen bränslecykel planeras till cirka 2025. TRISO-partiklar kommer att vara med både låganrikat uran och torium, separat.
* TMSR-LF-strömmen hävdar helt sluten Th-U-bränslecykel med uppfödning av U-233 och mycket bättre hållbarhet med torium men större tekniska svårigheter. Den är optimerad för utnyttjande av torium med elektrometallurgisk pyroprocessning.
*SINAP siktar på en 2 MWt pilotanläggning (TMSR-LF1) initialt, sedan en 10 MWt experimentell reaktor (TMSR-LF2) till 2025, och en 100 MWt demonstrationsanläggning (TMSR-LF3) med full elektrometallurgisk upparbetning omkring 2035, följt av av 1 en GW demonstrationsanläggning. Tidslinjen för TMSR-LF ligger ungefär tio år efter SF.
En TMSFR-LF snabbreaktor optimerad för förbränning av mindre aktinider kommer att följa.
Smakämnen TMSR-SF0 är en tredjedels skala och har en 370 kW elektrisk värmekälla med FLiNaK primär kylvätska vid 650°C och FLiNaK sekundär kylvätska.
10 MWt TMSR-SF1 har 17 % berikat TRISO-bränsle i 60 mm småsten, liknande HTR-PM-bränsle, och kylvätska vid 630°C och lågt tryck. Primär kylvätska är FLiBe (med 99.99 % Li-7) och sekundär kylvätska är FLiNaK. Kärnhöjden är 3 m, diameter 2.85 m, i ett 7.8 m högt och 3 m diameter tryckkärl. Avlägsnande av restvärme är passivt genom hålrumskylning. En 20-årig livslängd var tänkt men projektet avvecklas.
2 MWt TMSR-LF1 är under uppbyggnad vid Wu Wei i Gansu i ett program på 3.3 miljarder dollar. Den kommer att använda bränsle anrikat till under 20 % U-235, ha ett toriumlager på cirka 50 kg och ett omvandlingsförhållande på cirka 0.1. FLiBe med 99.95 % Li-7 skulle användas, och bränsle som UF4. Projektet skulle starta på en batchbasis med viss online-tankning och borttagning av gasformiga klyvningsprodukter, men släppa ut allt bränslesalt efter 5-8 år för upparbetning och separation av fissionsprodukter och mindre aktinider för lagring. Det skulle gå vidare till en kontinuerlig process för återvinning av salt, uran och torium, med online-separering av fissionsprodukter och mindre aktinider. Det skulle fungera upp från cirka 20 % toriumklyvning till cirka 80 %.
Utöver dessa planeras en 373 MWt/168 MWe flytande bränsle MSR liten modulär reaktor, med superkritisk CO2-cykel i en tertiär loop på 23 MPa med hjälp av Brayton-cykel, efter en radioaktiv isolering sekundär loop. Olika tillämpningar samt elproduktion planeras. Den skulle laddas med 15.7 ton torium och 2.1 ton uran (19.75 % anrikat), med ett kilogram uran tillsatt dagligen, och ha 330 GWd/t utbränning med 30 % energi från torium. Tankning online skulle möjliggöra åtta års drift innan avstängning, med grafitmoderatorn som behöver uppmärksamhet
Brian Wang är en futuristisk tankeledare och en populär vetenskapbloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com är rankad som nummer 1 Science News Blog. Den täcker många störande teknik och trender, inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.
Känd för att identifiera banbrytande teknik, han är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för högpotentiella företag i ett tidigt skede. Han är forskningschef för tilldelningar för djupa teknikinvesteringar och en ängelinvesterare på Space Angels.
Han har ofta varit talare på företag och har varit TEDx -talare, talare vid Singularity University och gäst på många intervjuer för radio och podcaster. Han är öppen för offentliga tal och rådgivning.
