Lò phản ứng hạt nhân siêu nhỏ của Hoa Kỳ dự kiến hoạt động năm 2027

Lò phản ứng này có tên là MARVEL (Microreactor Applications Research Validation and Evaluation). MARVEL là lò phản ứng làm mát bằng kim loại lỏng với động cơ stirling, sản xuất khoảng 100 kilowatt năng lượng bằng cách sử dụng một lượng nhỏ uranium làm giàu thấp có hàm lượng cao.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ gần đây đã trao hợp đồng cho Carolina Fabricators có trụ sở tại South Carolina để xây dựng hệ thống làm mát chính (PCS) cho lò phản ứng siêu nhỏ này.

PCS được cho là thành phần phức tạp nhất vì nó chịu trách nhiệm kiểm soát và truyền nhiệt từ lõi lò phản ứng, nơi nhiệt độ có thể lên tới hàng trăm độ C trong thời gian ngắn. Hệ thống làm mát sẽ hỗ trợ hoạt động của lò phản ứng làm mát bằng natri-kali.

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho (INL) đang chỉ đạo dự án lò phản ứng siêu nhỏ này. Lò phản ứng mới chủ yếu sử dụng để nghiên cứu và thử nghiệm các ứng dụng của lò phản ứng siêu nhỏ, giải quyết những thách thức liên quan đến công nghệ lò phản ứng siêu nhỏ.

Lò phản ứng sẽ hoạt động ở nhiệt độ 500 - 550 độ C, sử dụng động cơ stirling để chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng. Sử dụng MARVEL, các nhà khoa học có thể mô phỏng và nghiên cứu nhiều thách thức thực tế liên quan đến quá trình khử muối và sản xuất hydro.

Không giống các lò phản ứng thông thường, đòi hỏi phải xây dựng tại chỗ và hệ thống làm mát thụ động, lò phản ứng siêu nhỏ có thể được sản xuất tại nhà máy, di chuyển từ địa điểm này sang địa điểm khác tùy theo nhu cầu. Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, cho phép tích hợp dễ dàng với lưới điện.

Carolina Fabricators trước đây đã phát triển bình bảo vệ cho lõi lò phản ứng của MARVEL. Bình bảo vệ là bộ phận quan trọng, đảm bảo hoạt động an toàn của lò phản ứng hạt nhân. Đây là lớp vỏ bảo vệ bên ngoài bao quanh lõi lò phản ứng và hệ thống làm mát chính.

Nó có chức năng bắt giữ bất kỳ thứ gì có thể rò rỉ từ khoang chứa chính, ngăn không cho chúng gây hại. Với trường hợp của MARVEL, chức năng của bình bảo vệ là chứa chất làm mát natri-kali trong trường hợp hệ thống bị hỏng.

Các nhà khoa học tại INL hy vọng rằng PCS sẽ sớm hoàn thành, cho phép họ chuyển sang giai đoạn tiếp theo, bao gồm phát triển khung đỡ lò phản ứng và hệ thống kiểm soát phản ứng. MARVEL dự kiến ​​đi vào hoạt động năm 2027 và có khả năng duy trì hoạt động trong hai năm.