New dawn for thorium reactor research / Nuovi studi per la ricerca sul reattore di torio
I ricercatori di Petten preparano per mettere i crogioli contenenti sale di torio nel reattore
First molten-salt thorium nuclear reactor experiment in over 45 years starts in the Netherlands
The first phase of the Salt Irradiation Experiment (SALIENT) has begun at the Nuclear Research and Consultancy Group in Petten, a nuclear research facility on the Dutch North Sea coast. The experiment is being carried out in cooperation with the European Commission Laboratory Joint Research Center-ITU (JRC) in Karlsruhe, Germany, and initially, aims to produce cleaner reactor fuel, and will then look at materials for reactor construction. The last research into molten salt thorium reactors was carried out at the Oak Ridge laboratory in the US.
The Petten team is using the site’s high flux reactor under product manager Sander DeGroot and lead scientist Ralph Hania. Using the high heat inside the reactor, the team is melting a sample of thorium salt fuel — a mixture of lithium fluoride and thorium fluoride — inside an insulated graphite crucible, and over time the neutron bombardment will trigger nuclear reactions that will transmute the thorium in the sample into uranium isotopes that can undergo nuclear fission.
The team’s first task is to remove noble metals (that is, those which are not involved in the reactions) to make a more efficient fuel; they are trying two methods for this, using a nickel foil in one crucible and a cube of highly porous nickel in another, hoping that the noble metals will preferentially precipitate out onto the nickel. The JRC is providing the thorium salts for the project and will analyze the fission products after irradiation to assess their stability. This stage will feed into later research into how to deal with the waste from a molten salt thorium reactor.
The next stage of the project will use a different fuel mixture also containing beryllium, known as FlIBe, which is believed to be the best mixture for a working thorium nuclear reactor (the mixture without beryllium is designed for a specific type of reactor that ‘burns’ nuclear waste from conventional nuclear reactors). This phase will test the resilience to corrosion and high operating temperatures of materials to be used in the construction of molten salt thorium reactors, such as different grades of steel, the nickel alloy Hastelloy (which was used at Oak Ridge) and titanium-zirconium-molybdenum alloys.
In later stages, the team plans to install systems circulating molten salt around loops; the Petten high-flux reactor is one of few in the world large enough for this. “This is a technology with many perspectives for large-scale energy production,” de Groot commented. “We want to have a head-start once the technology will breakthrough.”
ITALIANO
Il primo esperimento del reattore nucleare del torio di sale fuso in oltre 45 anni inizia nei Paesi Bassi
La prima fase dell'esperimento di irradiazione del sale (SALIENT) è iniziata nel gruppo di ricerca e consulenza nucleare a Petten, un impianto di ricerca nucleare sulla costa olandese del Mare del Nord. L'esperimento è stato condotto in collaborazione con il Centro comune di ricerca per il laboratorio della Commissione europea ITU (JRC) di Karlsruhe, in Germania, e inizialmente si propone di produrre combustibili più reattivi per il reattore e quindi esaminerà i materiali per la costruzione di reattori. L'ultima ricerca sui reattori di torio di sale fuso fu eseguita presso il laboratorio Oak Ridge negli Stati Uniti.
Il gruppo di Petten utilizza il reattore ad alto flusso del sito sotto il responsabile del prodotto Sander DeGroot e lo scienziato Ralph Hania. Utilizzando il calore elevato all'interno del reattore, il gruppo sta fondendo un campione di combustibile di torio - una miscela di fluoruro di litio e di fluoruro di torio - all'interno di un sistema isolato di grafite e con il trascorrere del tempo il bombardamento di neutroni innescherà reazioni nucleari che trasformeranno il torio in un campione di isotopi di uranio che possono subire fissione nucleare.
Il primo compito del gruppo è quello di rimuovere metalli nobili (cioè quelli che non sono coinvolti nelle reazioni) per produrre un combustibile più efficiente; stanno cercando due metodi per realizzare questo, utilizzando una lamina di nichel in una crogiuolo e un cubetto di nichel altamente poroso in un altro, sperando che i metalli nobili preferiscano precipitare sul nickel. Il JRC fornisce i sali di torio per il progetto e analizza i prodotti di fissione dopo l'irraggiamento per valutare la loro stabilità. Questa tappa entrerà in una ricerca successiva su come affrontare i rifiuti da un reattore di sale di torio fuso.
La fase successiva del progetto utilizza una miscela di combustibile diversa contenente anche berillio, nota come FlIBe, che si ritiene che sia la migliore miscela per un reattore nucleare che funziona con il combustibile del torio (la miscela senza berillio è progettata per uno specifico reattore che brucia rifiuti necleari in reattori nucleari convenzionali. «Questa fase proverà la resistenza alla corrosione e alle alte temperature di funzionamento dei materiali da utilizzare nella costruzione di reattori di sali fusi di torio, come diversi tipi di acciaio, la lega di nickel Hastelloy (utilizzata a Oak Ridge) e leghe di titanio-zirconio-molibdeno.
Nelle fasi successive, il gruppo prevede di installare sistemi per far circolare sale fuso durante un ciclo di funzionamento; il reattore ad alta pressione Petten è uno dei pochi al mondo abbastanza grande per raggiungere questo obiettivo. "Questa è una tecnologia con molte prospettive per la produzione di energia su larga scala", ha commentato De Groot. "Vogliamo trovarci avvantaggiati una volta che la tecnologia funzionerà".
Da:
https://www.theengineer.co.uk/thorium-nuclear-reactor/?cmpid=tenews_3819795&adg=CA40D8F0-63B9-4BE1-90A0-3379B1DDE40E
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