MoltexFLEX がグラファイトと溶融塩の相互作用に関する研究を公開 : New Nuclear

2024 年 2 月 6 日

MoltexFLEX の科学者は、マンチェスター大学の核黒鉛研究グループと協力して、X 線マイクロ CT スキャナーを使用して、標準工業グレードの黒鉛内の細孔に溶融塩がどのように浸透するかを調査しました。

溶融塩にさらされる前 (a) と後 (c) のグラファイト サンプルの 2D 仮想スライス。 画像 (b) と (d) は、(a) と (c) の黄色の四角形で強調表示された領域の 3D セクションを示しています。 画像 (b) は黒鉛サンプル内の細孔の構造を示し、画像 (d) は露光後の塩を含む細孔を赤で強調表示しています。 紫色の領域は、(a) と (c) の強調表示された領域内に見える大きな空隙です (画像: MoltexFLEX)

この研究は、イングランド北西部にあるウォリントンにある MoltexFLEX の研究所とマンチェスター大学で実施されました。 これには、標準的な工業グレードのグラファイトを、摂氏 750 度を超える温度のステンレス鋼容器内の溶融塩に 30 日間浸すことが含まれていました。

同社のFLEX溶融塩反応器はその温度で動作するように設計されており、その目的は市販のグラファイトを使用することで、コストを抑えながらFLEX反応器の大量生産を容易にすることである。

の 研究論文にはこう書かれている: 「熱スペクトル 溶融塩炉 (MSR) では、グラファイトは通常、減速材、反射材、炉心支持構造の一部として利用されます。グラファイト内に固有の多孔性があるため、溶融塩が浸透しやすく、その結果変化が生じます。このような特性の変化は反応器の設計時に考慮する必要があり、したがって、MSR での用途に使用するグラファイト グレードを選択する際には、溶融塩とグラファイトの微細構造の間の相互作用をよく理解することが重要です。

「黒鉛と溶融塩の相互作用は伝統的に、塩浸透後の重量増加を使用して調査され、その後、水銀圧入ポロシメトリーと、走査型電子顕微鏡などを使用した死後の微細構造特性評価が行われてきました。結果は、溶融塩の浸透の全体的な説明を提供しました。」グラファイトの細孔への塩の浸透. ただし、グラファイトと溶融塩の相互作用については、より根本的な理解がまだ必要です. 細孔のサイズ、形状、接続性、および溶融塩との位置が詳細な塩の浸透プロセスにどのように影響するかは、まだ理解されていません。 。」

研究で使用された非破壊的な3D微細構造評価技術であるシステムは、塩の浸透による微細構造の変化を観察することを目的とした研究で「黒鉛と溶融塩の相互作用を理解するためのより詳細な情報を提供できる可能性がある」と付け加えた。

この研究により、「溶融塩の浸透前後のグラファイトの微細構造を直接比較することができ、塩によって満たされた細孔の相対体積を定量化できるようになった」と述べられています。 [and] は、浸透した塩の空間分布と浸透した塩の 3D 構造に関する詳細な情報を提供しました。 これらすべては、多孔質黒鉛への溶融塩の浸透を制御する速度論を理解するための貴重な情報を提供します。」

MoltexFLEX の上級冶金学者である Ciara Fox 氏は、次のように述べています。「結果は、私たちが予測したとおりでした。この研究は、グラファイト内への溶融塩の浸透の挙動を予測し制御するための非常に有望な第一段階です。これは、次のような重要な足がかりです。」それを可能にする技術を開発しています。」

MoltexFLEX は、アビー ジョーンズ教授率いる核黒鉛研究グループ チームと 3 年間にわたって黒鉛関連の研究に取り組んできました。

Moltex Energy Limited の子会社である MoltexFLEX は、Moltex Energy の安定塩反応器技術の熱中性子 (減速) バージョンである FLEX 反応器を開発しています。 60 MWt/24 MWe の原子炉の目標は、小型でモジュール式、受動的に安全で、可動部品がなく、5% の低濃縮ウランを使用し、燃料交換サイクルが 5 年であることです。 目標は2029年までに最初の原子炉を稼働させることだ。

2021 年 5 月、カナダ原子力安全委員会は、モルテックス エナジーの 300 MWe 安定塩炉 – ウェイストバーナー (SSR-W 300) 小型モジュラー炉のライセンス前のベンダー設計レビューの第 1 段階を完了しました。 SSR-Wは核廃棄物を燃料とする溶融塩炉です。 同社は、2030年代初頭までにニューブランズウィック州のポイント・ルプルーサイトに最初の同様の原子炉を配備することを目指している。

World Nuclear News による調査および執筆