أول مفاعل نووي متقدم يعمل بالوقود السائل في الولايات المتحدة يحصل على موافقة السلامة الرئيسية
وافقت وزارة الطاقة الأمريكية على اتفاقية تصميم السلامة النووية التي تحدد التوافق التنظيمي لمفاعل تجريبي للملح المنصهر قيد الإنشاء في جامعة أبيلين كريستيان. وتضع الاتفاقية، التي تديرها شركة التطوير النووي ناتورا ريسورسيز، بروتوكولات فنية لتقييم ميزات السلامة الأولية والمواد الهيكلية والحدود التشغيلية لمفاعل أبحاث يعمل بالوقود السائل. توفر هذه الخطوة التنظيمية المعلمات الأساسية المطلوبة للترخيص الفيدرالي لبناء المنشأة واختبار النظام. ويركز إطار الأمان المعتمد على الفيزياء وكيمياء السوائل التي تنفرد بها البنى النووية التي تعمل بالوقود السائل. على عكس مفاعلات الماء الخفيف التقليدية التي تعتمد على كريات وقود اليورانيوم المخصب الصلب الموجودة داخل قضبان معدنية، يستخدم هذا التصميم رباعي فلوريد اليورانيوم المذاب مباشرة داخل مصفوفة ملح الفلورايد المنصهر. وهو يختلف عن مفاعلات الماء التي تعمل بالوقود الصلب، ويعمل الملح السائل في نفس الوقت كوسيط للوقود ومبرد القلب الأساسي. وبينما يتدفق خليط الملح عبر بنية مركزية من الجرافيت، فإن الانشطار النووي المتحكم فيه يولد درجات حرارة تشغيل تتجاوز 600 درجة مئوية بينما يظل محتجزًا داخل دائرة أنابيب غير مضغوطة. توفر الديناميكا الحرارية التشغيلية خصائص أمان وميكانيكية متميزة عن مفاعلات الماء التي تعمل بالوقود الصلب. تتطلب مفاعلات الماء الخفيف التقليدية بقاء سائل التبريد تحت ضغوط عالية، غالبًا ما تكون قريبة من 2250 رطل لكل بوصة مربعة، لمنع الغليان في درجات حرارة التشغيل. في المقابل، تظل مخاليط أملاح الفلورايد المنصهرة سائلة عند ظروف الضغط المحيط، وتعمل عادةً بين 15 و20 رطلاً لكل بوصة مربعة، مع الحفاظ على عتبة غليان عالية تزيد عن 1400 درجة مئوية. يعمل التشغيل بالقرب من الضغط الجوي على تقليل الضغط الميكانيكي على أوعية الاحتواء والمبادلات الحرارية والأنابيب الرئيسية، مما يؤدي إلى التخلص من المحرك المادي لحوادث فقدان سائل التبريد الناتجة عن الضغط. أنظمة السلامة السلبية مع استراتيجية النشر تعتمد أنظمة التحكم الأساسية في التفاعل وإيقاف التشغيل في حالات الطوارئ على الفيزياء السلبية بدلاً من المضخات الميكانيكية أو الأنظمة الكهربائية النشطة. ويتصل وعاء المفاعل الرئيسي بخزان تصريف مخصص يقع مباشرة أسفل قلب المفاعل. أثناء ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير متوقع أو انقطاع التيار الكهربائي، تذوب صمامات التجميد السلبي أثناء انقطاع الطاقة، مما يتسبب في تصريف ملح الوقود السائل إلى الخزان السفلي من خلال الجاذبية. تعمل هندسة الخزان على فصل ملح الوقود لإيقاف التفاعل المتسلسل دون تدخل بشري أو مصدر طاقة احتياطي. تتسرب الحرارة المتحللة بشكل سلبي عبر جدران الخزان، مما يسمح لملح الوقود بالتبريد والتصلب عند درجة حرارة أقل من 450 درجة مئوية. تستخدم Natura Resources استراتيجية تنظيمية ذات مسارين للتحقق من صحة النماذج الهندسية قبل النشر التجاري لأول مفاعل نووي متقدم يعمل بالوقود السائل في البلاد. وتغطي اتفاقية وزارة الطاقة وحدة العرض الحراري بقدرة 1 ميجاوات، والتي تم تحديدها باسم MSR-1، والموجودة داخل منشأة الأبحاث بالجامعة. التركيز على ما هو أبعد من توليد الكهرباء تجري الشركة أنشطة ما قبل التطبيق مع اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية لترخيص وحدات تجارية أكبر. يؤدي تشغيل حلقة البحث الأولية إلى جمع البيانات التجريبية حول تنقية الملح، ومعدلات التآكل الحراري، وتحمل المواد تحت إشعاع النيوترونات، وكيمياء ملح الوقود اللازمة لمعايرة رموز السلامة للمفاعلات واسعة النطاق. تعطي خطط النشر التجارية الأولوية لتطبيقات الطاقة الحرارية ذات درجات الحرارة العالية بما يتجاوز توليد الكهرباء. تقوم حلقة التبريد الثانوية بنقل الحرارة بعيدًا عن النظام النووي الأساسي إلى العمليات الصناعية الخارجية من خلال مبادلات حرارية معزولة. في وقت سابق من هذا العام، أبرمت Natura اتفاقية مع NGL Energy لتقييم اقتران تصميم الملح المنصهر الحراري بقدرة 100 ميجاوات مع البنية التحتية لمعالجة المياه في حوض بيرميان. يمكن للطاقة الحرارية التي توفرها حلقة الملح الثانوية تشغيل أنظمة التقطير الصناعية لتنقية المياه المنتجة، وهي عبارة عن منتج ثانوي لمياه الصرف الصحي الثقيلة الناتجة عن استخراج النفط والغاز، وتحويلها إلى مياه صالحة للاستخدام في المرافق الصناعية والزراعية والحاسوبية.
تم النشر: 2026-07-22 15:16:00
