俄熔鹽堆燃料研究進展

【俄羅斯國家原子能集團公司網站2022年6月14 日報道】 俄羅斯國家原子能集團公司（Rosatom）2019 年啟動熔鹽研究堆設計項目。博奇瓦爾無機材料研究所（VNIINM）在該項目中負責燃料制造技術及乏燃料處理技術的研發。博奇瓦爾近日介紹了其正在開展的工作。

熔鹽研究堆將使用熔融氟化鹽燃料，其中含有钚和次錒系元素，將用于示范和測試全尺寸熔鹽堆——次錒系元素焚燒器的相關技術。

在次錒系元素焚燒器運行期間，每年將換料10 次，每次換料10%：卸載的燃料將被運往凈化室，去除雜質和裂變產物；凈化后的燃料將重新進入燃料通道。所有這些作業均在不停堆的情況下進行。

博奇瓦爾正致力于解決三個技術問題：一是研發氟化钚和次錒系元素氟化物的制備方法。將氟化物用作熔鹽堆燃料的技術要求較高，需要嚴格控制氧含量。在多次钚和镎氧化物的氫氟化實驗中，所得產物的氧含量均不符合要求，因此研究人員仍在持續探索降低氧含量的方法。二是研發含有載體鹽氟化鋰和氟化鈹的混合燃料制備方法。這種燃料對氧及其他雜質的含量也有嚴格要求。三是解決氚的安全防護問題。在熔鹽堆運行過程中，由于鋰的存在，會產生放射性同位素氚。為保障人員及環境安全，博奇瓦爾根據氚在熔鹽和反應堆壓力容器內材料中的擴散特性，選用了適當的氚吸附劑，并設計了氣體凈化系統。該系統將把氚氧化成氚水，然后進行固化處理。

到2024年，博奇瓦爾將獲得所有初始數據，可以判斷熔鹽堆燃料投資的合理性。參與熔鹽研究堆項目的機構還包括赫洛平鐳研究所（Khlopin）、核反應堆研究所（NIIAR）、俄羅斯科學院烏拉爾分院高溫電化學研究所（IHTE UB RAS）等。