由美國能源部的橡樹嶺國家實驗室(ORNL)主導的測試計劃,成功驗證了一款高溫裂變室原型,這是下一代核反應堆的關鍵組件。根據 ORNL 的新聞稿,這款原型在長達一周的輻射測試中,無論在任何功率水平下均保持預期性能,並且在與高溫反應堆最大運行範圍一致的溫度下穩定運行。此次評估在俄亥俄州立大學研究反應堆進行,確認該傳感器在高達 800 攝氏度(1,472 華氏度)的溫度下能夠保持運行完整性。
在核能發電中,裂變室作為主要傳感器,負責檢測中子。這些數據對於啟動反應堆及監測其運行期間的功率水平至關重要。現有的輕水反應堆在相對較低的溫度下運行,但許多先進的反應堆設計——如熔鹽或高溫氣冷反應堆——則被設計為在更高的熱範圍內運行,以提高能源效率並為工業應用提供過程熱。隨著這些反應堆在更極端的環境中運行,儀器必須能夠在不發生機械或電氣故障的情況下提供準確數據。
此次測試重點確保由核設備製造商 Curtiss-Wright 設計的裂變室能夠承受這些特定條件。測試過程需要一個專門的環境,以模擬先進反應堆的內部。ORNL 的核與極端環境測量小組的研究與開發成員 Brandon Wilson 牽頭設計了一個定制的測試裝置。Wilson 強調,設計能夠將這些關鍵傳感器推向極限的實驗是 ORNL 的獨特優勢。我們在重現極端環境方面的專業知識正是合作夥伴尋求我們的原因,因為他們需要對新組件的性能有信心。
該團隊包括實驗工程師 Craig Gray 和前 ORNL 成員 Padhraic Mulligan,他們設計了這個裝置,以使原型承受高熱負載和持續的反應堆輻射。在為期一周的輻射測試期間,原型由 ORNL 和 Curtiss-Wright 的聯合團隊進行監測,其中包括工程師 Heather Shave 和 Chris Laidler。該傳感器在整個反應堆功率範圍內進行測試。測試期間收集的數據顯示,原型的性能符合技術預期,並在 800 攝氏度的閾值下穩定運行,未顯示出任何退化跡象。
該項目通過美國能源部的核能加速創新門戶(GAIN)憑證計劃得以促成。GAIN 計劃旨在為私營部門的技術開發者提供訪問國家實驗室的技術專業知識和專門設施的機會。這一特定合作與核能辦公室的先進傳感器和儀器計劃相一致,該計劃旨在消除部署先進核系統的技術障礙。這款原型的成功驗證為高溫傳感器的商業使用提供了數據支持的基礎,對於核能行業而言,這些結果標誌著獲得許可及運行新型反應堆的必要步驟。




