Mångsidig testreaktor
The Versatile Test Reactor ( VTR ) var ett projekt av det amerikanska energidepartementet för att bygga en testreaktor med snabb neutron till 2026. Finansieringen för projektet skrotades 2022
Historia
Efter att Fast Flux Test Facility och Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II) avvecklades 1992 respektive 1994, lämnades USA utan någon snabbneutronreaktor i sin flotta. Snabbneutronforskning var begränsad till ett fåtal begränsade reaktorer i Ryssland, inklusive Bor-60 . För att lösa detta problem inkluderade lagen om kärnenergiinnovationskapacitet från 2017 en bestämmelse som uppmanade energidepartementet att börja planera för en snabb neutronkälla. Kongressen inkluderade 35 miljoner dollar 2018 och 65 miljoner dollar 2019 i budgeten till stöd för detta. I februari 2019 godkände VTR Critical Decision 0, vilket visar på ett uppdragsbehov som kräver investeringar, det första i en serie projektgodkännanden. Vid den tiden energiminister Rick Perry starten av det mångsidiga testreaktorprojektet. I november 2019 tillkännagav Battelle Energy Alliance , organisationen som förvaltar Idaho National Laboratory , en intresseanmälan (EOI) som söker en industripartner för att designa och konstruera VTR. I januari 2020 tillkännagavs ett samarbete mellan GE Hitachi Nuclear Energy (GEH) och TerraPower med stöd av Energy Northwest .
De potentiella byggplatserna för VTR:n som övervägdes var Oak Ridge National Laboratory och Idaho National Laboratory.
Finansieringen för projektet lades ner 2022
Konceptdesign
Fyra nationella laboratorier, Idaho National Laboratory , Argonne National Lab , Los Alamos National Lab och Oak Ridge National Laboratory, arbetade med universitet och kommersiell industri för att ta fram konceptuella konstruktioner, kostnads- och schemauppskattningar och support.
Den troliga designen kommer att vara en natriumkyld 300 megawatt reaktor baserad på GE-Hitachis PRISM - reaktor. Det föreslagna första bränslet kommer att använda ett uran-plutonium-zirkoniumlegeringsbränsle. Ett sådant legerat bränsle testades tidigare i EBR-II-reaktorn. Senare reaktorbränsle kunde bestå av andra blandningar och varierande anrikningar av uran och plutonium och kunde använda andra legeringsmetaller i stället för zirkonium. Det finns inga kraftgenererande anläggningar planerade för VTR.
Planerade förmågor
Department of Energy Office of Nuclear Energy (NE), Nuclear Energy Advisory Committee (NEAC) rapport, "Bedömning av uppdrag och krav för en ny amerikansk testreaktor" rekommenderade behovet av en amerikansk inhemsk snabbneutrontestkapacitet. Övervägandena för en sådan förmåga inkluderar
- En intensiv neutronbestrålningsmiljö med prototypspektrum för att bestämma bestrålningstolerans och kemisk kompatibilitet med andra reaktormaterial, särskilt kylvätskan.
- Testning som ger en grundläggande förståelse för materialprestanda, validering av modeller för snabbare framtida utveckling och validering i ingenjörsskala av materialprestanda till stöd för licensinsatser.
- En mångsidig testkapacitet för att hantera olika teknikalternativ såväl som hållbara och anpassningsbara testmiljöer.
- Fokuserade bestrålningar, antingen lång- eller kortsiktiga, med tungt instrumenterade experimentella apparater, och möjlighet att göra in-situ mätningar och snabb extraktion av prover.
- Ett accelererat schema för att återta och upprätthålla USA:s teknikledarskap och för att möjliggöra konkurrenskraften för USA-baserade industrienheter på de avancerade reaktormarknaderna. Detta kan uppnås genom användning av mogen teknik för reaktorkonstruktionen (t.ex. natriumkylvätska i en snabbreaktor som drivs med metallisk legering som drivs av pooltyp) samtidigt som det möjliggör innovativa experiment.
Dessa planerade kapaciteter liknar ungefär kapaciteten hos den natriumkylda snabba neutron 400MWth testreaktorn Fast Flux Test Facility , belägen på Hanford Site i delstaten Washington , som togs ur drift 1992.
De preliminära kraven som uppfyller dessa överväganden inkluderar:
- Tillhandahålla ett högt topp neutronflöde (neutronenergi större än 0,1 MeV) med ett prototypiskt snabbt reaktor-neutron-energispektrum; målflödet är 4 × 10 15 neutroner per kvadratcentimeter per sekund (neutroner/cm2-sek) eller mer.
- Tillhandahålla hög neutrondoshastighet för materialtestning [kvantifierad som förskjutningar per atom]; målet är 30 förskjutningar per atom och år eller mer.
- Ge en bestrålningslängd som är lämplig för snabb reaktorbränsletestning; målet är 0,6 till 1 meter.
- Ge en stor bestrålningsvolym inom kärnområdet; målet är 7 liter.
- Tillhandahålla innovativa testmöjligheter genom flexibilitet vid testkonfiguration och testmiljö (kylmedel) i slutna kretsar.
- Ger möjlighet att testa avancerade sensorer och instrumentering för kärnan och testpositionerna.
- Påskynda experimentets livscykel genom att möjliggöra enkel tillgång till stödfaciliteter för tillverkning av experiment och undersökning efter bestrålning.
- Tillhandahåll livscykelhantering (lagring av använt kärnbränsle i avvaktan på slutligt bortskaffande) för reaktordrivarens bränsle (bränsle som behövs för att driva reaktorn) samtidigt som kostnads- och tidsmässiga effekter minimeras.
- Gör anläggningen tillgänglig för testning så snart som möjligt genom att använda beprövad teknik med en hög teknisk beredskapsnivå.
Opposition
Edwin Lyman , senior vetenskapsman och tillförordnad chef för Nuclear Safety Project vid den ideella Union of Concerned Scientists, ifrågasatte behovet av en snabbneutronreaktor och påstod att befintliga anläggningar skulle kunna användas för att producera snabba neutroner.
Förädlardesignen av reaktorn producerar mer klyvbart material i form av plutonium, vilket resulterar i rädsla för spridning . "Det finns inget bra med dessa reaktorer," sa han. "Jag tror att det finns en kärlek till plutonium i [energi]avdelningen som är irrationell."