JAV Energetikos departamento Ouk Ridžo nacionalinis laboratorinis centras (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) sėkmingai užbaigė bandomąją aukštos temperatūros skilimo kameros validaciją. Šis jutiklis yra vienas iš kritinių komponentų, reikalingų naujos kartos branduoliniams reaktoriams.
„Savaitę trukusio apšvitinimo metu prototipas visais galios lygiais veikė taip, kaip tikėtasi, ir stabiliai dirbo temperatūromis, atitinkančiomis maksimalius aukštos temperatūros reaktorių darbinio diapazono rodiklius“, – teigiama ORNL pranešime spaudai.
Bandymas buvo atliktas Ohajo valstijos universiteto mokslinių tyrimų reaktoriuje ir patvirtino, kad jutiklis išlaiko funkcionalumą esant iki 800 °C (1 472 °F) temperatūrai.
Skilimo kamerų vaidmuo branduolinėje saugoje
Branduolinės energijos gamyboje skilimo kameros veikia kaip pirminiai jutikliai, skirti neutronų srautui aptikti. Šie duomenys yra būtini reaktoriui paleisti ir jo galiai stebėti eksploatacijos metu.
Šiuo metu veikiantys lengvojo vandens reaktoriai dirba santykinai žemesnėmis temperatūromis, tačiau daug pažangių reaktorių projektų – tokių kaip lydytų druskų ar aukštos temperatūros dujiniai reaktoriai – kuriami taip, kad veiktų gerokai aukštesniame temperatūrų diapazone. Tai leidžia padidinti energijos gamybos efektyvumą ir užtikrinti procesinę šilumą įvairioms pramonės sritims.
Tokiuose ekstremalesnėmis sąlygomis dirbančiuose reaktoriuose naudojama matavimo įranga turi būti pajėgi pateikti tikslius duomenis be mechaninių ar elektrinių gedimų.
Naujausio bandymo metu daugiausia dėmesio buvo skirta įvertinti, ar aukštai temperatūrai atspari skilimo kamera, sukurta branduolinės įrangos gamintojo „Curtiss-Wright“, gali patikimai veikti tokiomis sąlygomis.
Techninis vertinimas ir inžinerinis bendradarbiavimas
Bandymai pareikalavo specialios aplinkos, galinčios imituoti pažangaus reaktoriaus vidines sąlygas. Projektui vadovavo ORNL Branduolinių ir ekstremalių aplinkų matavimo grupės mokslinių tyrimų ir technologinės plėtros darbuotojas Brandonas Wilsonas, sukūręs specialų bandymų stendą.
„Eksperimentų, kuriuose šie itin svarbūs jutikliai išbandomi iki jų galimybių ribos, rengimas – tai sritis, kurioje ORNL turi unikalų pranašumą“, – pabrėžė Wilsonas.
„Būtent dėl mūsų kompetencijos atkuriant ekstremalias aplinkas partneriai kreipiasi į mus, kai jiems reikia patvirtinti, kaip naujas komponentas veiks realiomis sąlygomis.“
Kartu su eksperimentų inžinieriumi Craigu Gray ir buvusiu ORNL darbuotoju Padhraicu Mulliganu komanda suprojektavo stendą, kuris leido prototipą vienu metu veikti ir esant didelio intensyvumo reaktoriaus spinduliuotei, ir aukštai temperatūrai.
Savaitę trukusio apšvitinimo metu prototipą prižiūrėjo bendra ORNL ir „Curtiss-Wright“ komanda, tarp jų inžinieriai Heather Shave ir Chrisas Laidleris. Jutiklis buvo išbandytas visuose reaktoriaus galios lygiuose.
Surinkti duomenys parodė, kad prototipas veikė pagal numatytas technines charakteristikas, nerodydamas jokių degradacijos požymių ir stabiliai dirbdamas esant 800 °C temperatūrai.
Parama nacionalinei energetikos infrastruktūrai
Projektas įgyvendintas pasitelkus JAV Energetikos departamento programą „Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear“ (GAIN). Šios programos tikslas – suteikti privačioms technologijų kūrėjų įmonėms prieigą prie nacionaliniuose laboratoriniuose centruose sukauptos techninės kompetencijos ir specializuotos infrastruktūros.
Konkretus šis bendradarbiavimas atitinka Branduolinės energetikos biuro Pažangių jutiklių ir instrumentavimo programos tikslus. Programa skirta šalinti techninius barjerus, trukdančius diegti pažangias branduolines sistemas.
Sėkmingas šio prototipo veikimo patvirtinimas suteikia tvirtą duomenimis pagrįstą bazę aukštos temperatūros jutiklių komerciniam pritaikymui. Branduolinės energetikos sektoriui tai yra būtinas žingsnis siekiant gauti leidimus naujų tipų reaktorių licencijavimui ir eksploatavimui.
