Французская компания Naarea, разработчик микрореактора на расплавах солей и быстрых нейтронах, объявила об успешной демонстрации инновационного пирохимического метода производства топлива. Новый способ, устойчивый к распространению ядерных материалов, позволяет получать солевую композицию на основе хлорида натрия и трихлорида плутония, открывая путь к замыканию ядерного топливного цикла.
Компания создает усовершенствованный модульный реактор XAMR – микрореактор на расплавах солей и быстрых нейтронах. Установка электрической мощностью 40 МВт и тепловой 80 МВт будет использовать в качестве топлива плутоний и перерабатывать долгоживущие ядерные отходы, что является ключевым элементом новой атомной энергетики.
В реакторе XAMR используется расплав поваренной соли (хлорида натрия), в котором растворены актиниды в форме хлоридов плутония и урана. Поскольку промышленное производство топлива для подобных инновационных технологий отсутствует, его синтез становится решающим шагом для подтверждения жизнеспособности всего проекта. Главная задача – разработать воспроизводимый метод получения чистого солевого топлива с делящимися материалами.
С 2024 года Naarea работает над синтезом соли NaCl-PuCl3 в сотрудничестве с Объединенным исследовательским центром (JRC) Европейской комиссии. Исследования проводятся на базе совместной лаборатории Innovation Molten Salt Lab (IMSLab), созданной с Национальным центром научных исследований Франции (CNRS) и Университетом Париж-Сакле.
В основе проекта – проверка предложенного Naarea пирохимического процесса. Метод заключается в пропускании газа через нагретую до высокой температуры смесь хлорида натрия и оксида плутония (PuO2). Эксперименты, проведенные на специальном оборудовании JRC, показали, что данный подход позволяет полностью растворить оксид плутония и сформировать топливную соль на основе хлорида плутония.
Согласно заявлению Naarea, теперь предстоят «дополнительные этапы характеризации для подтверждения чистоты топливной соли и определения ее фундаментальных свойств, что жизненно важно для развития индустрии реакторов на расплавах солей». Эта работа с плутонием – «первоначальный шаг в стратегии топливного цикла, разработанной Naarea, подтверждающий осуществимость и потенциал метода синтеза». В ближайшее время планируется провести инженерную проработку процесса и тесты по масштабированию на имитаторах радиоактивных материалов в испытательном центре I-Lab, комплексе Naarea площадью 2400 квадратных метров в Кормей-ан-Паризи.
Реакторы на расплавах солей (MSR) используют расплавленные соли в качестве теплоносителя первого контура, работая при низком давлении. Они могут иметь как тепловой, так и быстрый спектр нейтронов и использовать различные виды топлива. Сегодня интерес к возрождению концепции MSR во многом связан с перспективой использования тория для наработки делящегося урана-233, для чего необходим стартовый источник делящегося материала, например, плутоний-239. Существует множество различных конструкций MSR, и коммерциализация многих из них, особенно с ториевым циклом, сопряжена с рядом серьезных технологических вызовов.
