近日,英国利物浦大学(University of Liverpool)与丹麦哥本哈根原子能公司(Copenhagen Atomics)的联合研究取得重要突破,证实高纯度熔盐是防止熔盐反应堆(MSR)中316L不锈钢腐蚀的关键。与此同时,荷兰高通量反应堆(HFR)已启动针对此类反应堆材料的辐照测试。

研究团队在高达700°C的条件下对未经处理的熔盐(FLiNaK 和 LiThF)与提纯后的熔盐进行对比测试后发现,未经处理的熔盐(含水分和氧化物)在1000小时内即导致不锈钢严重腐蚀,而经过提纯的熔盐在3000小时后仍几乎未对材料造成损害,仅在表面形成保护性碳化铬层。这一发现为解决熔盐堆(MSR)长期面临的腐蚀难题提供了新路径。
长期以来,熔盐堆(MSR)商业化的主要障碍在于结构材料的快速腐蚀。传统方案依赖昂贵的高镍合金,导致建造成本与制造难度大大提高。此次研究证明,通过提纯熔盐可大幅降低对这种昂贵高镍合金的依赖,为构建更经济、耐用的下一代核电设施奠定了基础。

目前,熔盐堆(MSR)材料的工程验证工作也在同步推进。荷兰NRG-Pallas公司在佩滕的高通量反应堆(HFR)中启动辐照试验,将研究在实际强中子辐照环境下,材料与熔盐的相互作用。该试验旨在评估材料(包括在采用高纯度熔盐的条件下)在长期辐射、裂变产物积累等全周期反应堆运行条件下的性能稳定性。这标志着上述研究成果从实验室环境向真实反应堆极端环境验证的关键跨越。
哥本哈根原子能公司(Copenhagen Atomics)联合创始人托马斯·斯滕伯格(Thomas Stenborg)表示:这项研究有望打破业界长期存在的“腐蚀神话”,但也仍需进一步研究辐射、裂变产物等动态条件对材料长期性能的影响,优化盐的提纯方法对于消除哪怕是痕量杂质也至关重要。
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