محققان آزمایشگاه ملی لس آلاموس (LANL) به دستاورد مهمی در پیشرفت تکنولوژی رآکتورهای هسته‌ای دست یافته‌اند.
به گزارش تکناک، برای اولین بار پس از ۲۰ سال، یک آزمایش مهم در ایالات متحده با استفاده از سوخت خاصی انجام شده است، که در طراحی برخی از رآکتورهای پیشرفته به کار خواهد رفت. این آزمایش که «دیموس» نام دارد، در مرکز تحقیقات آزمایش‌های بحرانی ملی در نزدیکی لاس وگاس، نوادا برگزار شد.
کریس استانک، مدیر برنامه انرژی هسته‌ای LANL گفت: «آزمایش دیموس یک گام مهم در جهت استفاده از رآکتورهای هسته‌ای با سوخت HALEU است.»
این آزمایش بر استفاده از سوخت اورانیوم کم‌غنی با چگالی بالا (HALEU) تمرکز دارد. HALEU قرار است در توسعه رآکتورهای هسته‌ای نسل بعدی نقش مهمی ایفا کند، چرا که می‌تواند بهره‌وری و عملکرد بهتری را فراهم آورد.
سوخت HALEU امکان طراحی رآکتورهای کوچک‌تر با دوره‌های عملیاتی طولانی‌تر را فراهم می‌آورد و این ویژگی به کاهش هزینه‌ها و مصرف سوخت کمک می‌کند.
فهرست مطالب
استفاده از دستگاه مونتاژ بحرانی
برای انجام آزمایش دیموس، محققان از دستگاه ویژه‌ای استفاده کردند، که به طور خاص برای کار با گرافیت هسته‌ای و محفظه‌هایی طراحی شده بود که قرص‌های سوخت HALEU در آن نگهداری می‌شوند.
این قرص‌ها از ذرات TRISO ساخته شده‌اند، که نوعی سوخت سرامیکی است و به دلیل تحمل دمای بسیار بالا شناخته می‌شود.
تیم تحقیقاتی در بیانیه‌ای اعلام کرد: «بسیاری از رآکتورهای پیشرفته برای داشتن طراحی‌های کوچک‌تر، دوره‌های عملیاتی طولانی‌تر و کارایی بیشتر به HALEU نیاز دارند.»
آزمایش شامل چند مرحله اصلی بود. ابتدا محققان موفق شدند واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای را به طور خودپایدار راه‌اندازی کنند.
سپس سیستم را در دمای اتاق آزمایش کردند. در نهایت دما را به بیش از ۲۰۰ درجه فارنهایت افزایش دادند تا داده‌های ایمنی بحرانی را در شرایط مختلف جمع‌آوری کنند.
این اطلاعات برای درک نحوه رفتار سوخت HALEU در شرایط واقعی اهمیت دارد.
همکاری و پیامدهای آینده برای رآکتورهای هسته‌ای
آزمایش دیموس بخشی از همکاری بزرگ بین وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) و کمیسیون نظارت هسته‌ای است. هدف این همکاری جمع‌آوری داده‌های جامع درباره HALEU، شامل نحوه استفاده، ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل آن است.
اطلاعات به دست آمده از آزمایش دیموس برای اطمینان از آمادگی زیرساخت‌ها برای مدیریت HALEU و صدور مجوزهای لازم برای راه‌اندازی رآکتورهای هسته‌ای پیشرفته ضروری خواهد بود.
کریس استانک اعلام کرد: «ما بسیار خوشحال هستیم که از قابلیت‌های خاص LANL برای پیشبرد اهداف رآکتورهای پیشرفته استفاده می‌کنیم و منتظر آزمایش‌های آینده هستیم.»
با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی هسته‌ای، تحقیقات در زمینه HALEU در حال افزایش است. به تازگی شرکت انرژی هسته‌ای TerraPower، که از حمایت بیل گیتس برخوردار است، توافقی برای تولید HALEU به منظور کمک به توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای نسل بعدی در ایالات متحده، امضا کرده است.
وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) نیز ۱۷ میلیون دلار به ۱۶ پروژه اختصاص داده است تا داده‌ها و معیارهای بحرانی برای سوخت HALEU توسعه یابد.
انرژی آینده انرژی هسته ای هست، در یک دهه آینده با ورود راکتورهای نسل جدید بخش زیادی از نیاز کشورها از انرژی هسته ای که هم ارزان و هم پاک هست تامین میشه (انرژی هسته ای حتی در مقایسه با انرژی خورشیدی کربن کمتری تولید میکنه و پاک تر هست).
همین الان هم مایکروسافت، گوگل و خیلی شرکت های خصوصی دیگر با توجه به وابستگی و نیاز بالای هوش مصنوعی به الکتریسیته به سمت طراحی راکتورهای نسل بعدی رفتن و بصورت جدی وارد تحقیق و توسعه در مورد راکتورهای نسل جدید انرژی هسته ای شدن.