图片来源：Rosenergoatom
在俄罗斯原子能公司矿业与化学联合体 (GKhK – Gorno-Khimicheskom Kombinate)，正在对计划中的熔盐研究反应堆的材料进行测试，该反应堆预计将于 2030 年开始运行。反应堆将燃烧核燃料和溶解在熔盐中的微量元素。位于克拉斯诺亚尔斯克边疆区热列兹诺戈尔斯克的 GKhK 目前正在为反应堆及其系统选择结构材料。自 4 月以来，该工厂的实验室一直在测试几种耐腐蚀合金样品。样品在熔盐中放置 4,000 小时，加热到近 700°C，其中包含了废燃料再处理产生的最有毒的放射性元素。
“测试材料耐腐蚀性的最典型方法是在接触介质中进行测试，”GKhK 中央工厂实验室材料科学实验室负责人 Igor Efremov 解释道。“由于腐蚀率相对较低，研究需要很长时间。我们确定腐蚀动力学、熔融燃料盐由于腐蚀产物的积累而导致的性质变化以及将其清除的可能性。”
为了进行这项实验，工厂专家和乌拉尔联邦大学的科学家开发并制造了可自动维持惰性气氛和熔体温度的设备，该设备可测量氧化还原电位。工厂指出：“燃料盐接触的惰性气氛可确保燃料盐的基本特性。惰性气氛可使影响盐对结构材料的腐蚀活性的氧气和其他杂质的含量正常化。”
测试期间，研究人员采集盐样，监测盐中杂质成分因腐蚀而发生的变化。实验室工作人员还计划测试一种在反应堆通电运行时净化燃料盐的方法。
11 月，将从燃料盐中取出样品并清洁表面。然后开始进行详细调查，以确定腐蚀缺陷并确定机械性能。“研究样品的总体结果将使我们能够得出有关合金腐蚀性能及其在熔盐反应堆技术中使用可能性的结论，”Efremov 说。
任何反应堆运行时，燃料中都会形成次锕系元素。镎、镅和锔的同位素在废燃料再处理和放射性废物管理中造成最大的问题。通过燃烧次锕系元素，仅用 300 年就有可能达到初始铀原料和待分离核废料的辐射当量。这比开放式核燃料循环快 2,300 倍。
俄罗斯原子能公司正在开发几种可以利用次锕系元素的技术。它们也可以在快中子反应堆中燃烧。特别是，今年在别洛亚尔斯克核电站，混合氧化物燃料 (MOX) 的燃料组件首次被装入 BN-800 反应堆。其中三个含有次锕系元素——镅-241 和镎-237。这些组件由 GKhK 制造。
俄罗斯原子能公司放射性废物、废核燃料和辐射危险设施退役领域国家政策主任瓦西里·季宁表示：“没有放射性废物的能源是全世界核科学家的梦想。俄罗斯在实现这一梦想方面走得最远。”他补充说：“这座研究反应堆将在热列兹诺戈尔斯克的矿业和化学联合企业建造，从环境角度来看是一个重要项目。它旨在测试利用次锕系元素的技术——次锕系元素是热反应堆废燃料再处理后剩下的长寿命、高放射性毒性同位素。只需几座熔盐反应堆就能中和我国热反应堆废燃料中最危险的所有元素。”
GKhK 中央工厂实验室负责人 Vladimir Matselya 指出，为研究熔盐反应堆开发的所有东西都是新的。“因此，作为运营机构，GKhK 必须详细研究所有流程：从燃料盐的制备到结构材料的选择。剩下要做的主要事情是将获得的结果与项目的目标和目的进行比较。”
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