橡树岭国家实验室 (ORNL) 创建的定制玻璃测试室使研究人员能够观察熔盐反应堆内部气体的行为,并研究熔盐溶液中可能发生的复杂化学反应。
科学吹玻璃工匠卡洛斯·罗德里格斯·弗洛雷斯 (Carlos Rodriguez Flores) 正在制作玻璃容器 (图片来源:ORNL)
目前正在设计的一些反应堆将使用液体燃料运行,其中裂变材料直接溶解在熔盐溶液中,该溶液也充当反应堆的冷却剂。但核反应和化学反应会导致气体从熔盐中冒出,从而影响反应堆的中子学和热工水力性能。
为观察熔盐柱中惰性气体的行为而制作的玻璃测试池(图片来源:ORNL)
为了帮助研究这些影响,ORNL 研究人员设计并开发了一个定制的玻璃测试单元,该单元可容纳多达一升的液态熔盐。他们将小氦气和氪气气泡注入单元,观察它们如何穿过熔盐柱,并使用高速摄像机测量气泡速度、尺寸分布以及与相邻气泡的相互作用。实验提供的见解将用于帮助改进和验证熔盐燃料系统的模拟工具。
ORNL 首席研发助理 Daniel Orea 表示:“了解熔盐反应堆中的气体生成和传输对于优化其性能和安全性至关重要。这种独特的玻璃测试单元使我们能够克服由高温和盐的成分及其两相液态玻璃系统引起的某些工程挑战。”
该研究项目得到了美国能源部熔盐反应堆计划的支持。
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