INL的熔融氯化物反应堆实验（MCRE）将测试一种新型核反应堆。

美国爱达荷国家实验室（INL）的科学家宣布，世界上第一个临界快谱熔盐反应堆取得了突破。这是为国际实验室的熔融氯化物反应堆实验提供动力的核燃料的完美配方。

INL的熔融氯化物反应堆实验（MCRE）将测试一种新型核反应堆，该反应堆使用熔融氯化物盐和铀的混合物作为燃料和冷却剂。

该实验旨在为科学家提供一个机会，检验南方公司和比尔盖茨支持的核能公司TerraPower计划建造的熔融氯化物快堆的安全性和物理性能。

一旦投入使用，这个先进的反应堆将为社区和工业提供电力和热量。熔融氯化物快堆的好处是，它可以在“更高的温度下运行，以提高效率，潜在地减少废物产生，并由于液体燃料的设计而具有固有的安全性。”

形成燃料的过程包括将铀转化为一种可溶解在熔盐中的化合物。

科学家们表示，他们必须从零开始开发制造这种燃料的过程。

“这就像烤蛋糕，”MCRE的技术主管比尔·菲利普斯（Bill Phillips）说。关键的挑战是效率 —— 将90%以上的金属铀原料转化为可用的燃料盐。“以前从来没有人制造过这么多的氯化铀。”

制作完美核燃料配方的过程

这项工作始于2020年，当时菲利普斯和他的团队开始在INL材料和燃料综合体的燃料和应用科学大楼开发盐合成所需的工艺和设备。

MCRE项目主管尼克·史密斯（Nick Smith）说，一开始，这个过程并不容易，他们“一开始就浪费了太多的铀金属”。他进一步表示，在这种情况下，他们“将无法制造足够的燃料盐，使反应堆达到临界状态。”

“经过多年的实验和修正，我们终于找到了达到完美产量的正确方法，”史密斯补充说。

该团队必须开发一个定制的原型炉和专门的设备，以确保核燃料制造过程的安全。

高浓缩铀是一种极其宝贵和昂贵的资源。因此，该团队使用贫铀进行实验，这有助于他们在不浪费昂贵的浓缩材料的情况下测试和改进这一过程。

起初，他们一次只能制造出2到3盎司的核燃料。但是今天，他们可以一次生产超过12磅的反应堆燃料，研究科学家、燃料盐技术发展的关键人物雅各布·英灵（Jacob Yingling）说。

该团队现在已经掌握了所有的成分，并且知道了制造浓缩燃料MCRE盐所需的确切过程和条件。他们的下一个目标是在2025年10月之前展示其全面生产，包括五批。

国际实验室测试熔盐反应堆能力的其他项目

INL的不同团队正在努力建立全面的熔盐反应堆能力。其中包括熔盐表征设施和燃料盐辐照。

早在2023年，飞利浦就在熔盐研究温控辐照实验中合成并辐照了以浓缩铀为燃料的熔融氯盐。这使得人们能够理解这种燃料在商业反应堆中的表现。

最近，熔盐流动回路试验台也开始运行，这允许持续监测和分析，使研究更有效。

MCRE计划在2028年投入运行，它与美国运行和测试实验室（LOTUS）试验台的开发同步运行，其中MCRE将是第一个反应堆实验。

英玲在总结报告中说：“我们的动力来自于熔融氯化物反应堆可以做到其他能源技术无法做到的事情。”

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