美新型實驗裝置有助于加速核燃料測試

【世界核新聞網(wǎng)站2020年8月28日報道】

美國能源部(DOE)愛達(dá)荷國家實驗室(INL)成功開發(fā)出一種名為“最低活化可回收盒支架”(MARCH)的實驗裝置，可用于改進(jìn)核燃料和材料的瞬態(tài)測試，使瞬態(tài)反應(yīng)堆實驗設(shè)施(TREAT)的獨特能力得到充分利用。

愛達(dá)荷表示，研發(fā)這一系統(tǒng)的目的是加快小型核燃料和材料樣品的分析速度，并實現(xiàn)模塊化和適用性的結(jié)合，簡化實驗程序。

小型樣品將放在專用支架內(nèi)，然后將支架放置在可重復(fù)使用的安全盒中，接著將安全盒放入TREAT，實施瞬態(tài)實驗。實驗結(jié)束后，可以方便地從安全盒中取出支架，繼續(xù)進(jìn)行下一輪實驗。安全盒使用低活化材料制造，在輻照期間不會產(chǎn)生顯著放射性，可在TREAT設(shè)施中組裝和拆卸，實施快速分析。

此前，此類實驗通常需要使用大規(guī)模的集成實驗裝置，需要耗時數(shù)年，且制造費用高昂。規(guī)模較小的聯(lián)邦機構(gòu)、企業(yè)和高校因此難以利用TREAT開展相關(guān)研究。愛達(dá)荷表示，MARCH的模塊化設(shè)計使實驗周期更短，更易使用。

TREAT是一座氣冷、石墨慢化堆，穩(wěn)態(tài)運行功率120 kW，可發(fā)射高強度(20 GW)、短持續(xù)時間(80 ms)的中子脈沖，主要用于在極端條件下測試核燃料和材料。該堆1994年停運，2017年11月重新啟動，2018年恢復(fù)核燃料的瞬態(tài)實驗。

在能源部支持下，MARCH的研發(fā)工作持續(xù)了三年。目前已將MARCH用于支持耐事故燃料及其他先進(jìn)燃料的開發(fā)、測試和取證工作。美國國家航空航天局(NASA)還利用MARCH在TREAT開展燃料復(fù)合材料的測試，以分析這些材料在核熱推進(jìn)技術(shù)所需的極端溫度下的性能。