研究人員稱，中國石島灣核電站進行的新測試證實了其自然冷卻的能力，這是業(yè)界首次實現(xiàn)商業(yè)規(guī)模固有安全性的里程碑。

石島灣核電站是一座示范性球床模塊高溫氣冷反應(yīng)堆(HTR-PM)，已于去年 12 月投入商業(yè)運營。

石島灣核電站的兩臺 100 兆瓦機組裝有微型鈾膠囊，這些鈾膠囊被封裝在大約臺球大小的石墨殼中(被稱為“卵石”)，這使得燃料的能量密度比使用燃料棒的傳統(tǒng)核反應(yīng)堆低得多。在卵石設(shè)計中，核裂變反應(yīng)發(fā)生得比傳統(tǒng)反應(yīng)堆慢，但燃料可以承受更高的溫度更長時間，裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被分散，從而實現(xiàn)被動冷卻過程。

反應(yīng)堆的冷卻過程并不依賴大量的水，而是通過管道輸送少量氦氣，這種氣體比水能承受更高的溫度，從而自然冷卻反應(yīng)堆。如果反應(yīng)堆開始變得過熱，其組件會自動減緩核反應(yīng)，系統(tǒng)也會冷卻。從概念上講，這種設(shè)置使這種反應(yīng)堆具有“防熔毀”功能。

研究：中國清華大學(xué)的研究人員對石島灣核電站的反應(yīng)堆模塊進行了兩次安全測試，通過關(guān)閉主動電源來查看衰變熱是否可以被動地去除。每個單元的溫度和核電反應(yīng)證實，它們可以自然冷卻，無需主動干預(yù)。

《焦耳》雜志發(fā)表的研究結(jié)果表明：“試驗結(jié)果首次證明了商業(yè)規(guī)模固有安全性的存在。”

石島灣項目由清華大學(xué)作為技術(shù)牽頭人，負責(zé)研發(fā)和主要部件及系統(tǒng)設(shè)計;中國華能集團為核電站的所有者和運營商;中國核工業(yè)集團公司負責(zé)工程采購和燃料制造的監(jiān)督。

其他球床：球床技術(shù)和設(shè)計此前已在中國和德國的原型反應(yīng)堆中使用，但尚未在石島灣這樣的較大規(guī)模核電站中使用。

在美國，X-energy 正在努力部署其卵石燃料Xe-100設(shè)計——一種 80 MWe 高溫氣冷反應(yīng)堆，可以縮小為四個機組，形成一個 320 MWe 的發(fā)電廠。X-energy 的許可申請正在接受核管理委員會的審查。

X-energy 是2020 年美國能源部先進反應(yīng)堆示范計劃中選定的兩家公司之一。ARDP 獲得了 1.6 億美元的初始資金，旨在幫助兩座先進反應(yīng)堆在七年內(nèi)投入商業(yè)運營。(另一座是 TerraPower 的 Natrium 反應(yīng)堆。)

X-energy 與陶氏化學(xué)公司達成聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，將在該公司位于德克薩斯州西德里夫特的工廠開發(fā)其首座 Xe-100 工廠。X-energy 還與 Energy Northwest 簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，將多達 12 座 Xe-100 小型模塊化反應(yīng)堆運往華盛頓州。該項目預(yù)計將在 Energy Northwest 哥倫比亞核電站附近的一個地點開發(fā)。