Voor (a) en na (c) 2D virtuele plakjes van een grafietmonster blootgesteld aan het gesmolten zout. Afbeeldingen (b) en (d) tonen 3D doorsneden van het gebied gemarkeerd door de gele rechthoek in (a) en (c). Afbeelding (b) toont de structuur van poriën in het grafietmonster en afbeelding (d) toont poriën die zout bevatten na blootstelling, rood gemarkeerd. Het paarse gebied is de grote leegte die zichtbaar is binnen het gemarkeerde gebied in (a) en (c) (Afbeelding copyright: ©MoltexFLEX)
De FLEX gesmoltenzoutreactor van het bedrijf is ontworpen om bij die temperatuur te werken en het doel is om commercieel beschikbaar grafiet te gebruiken, waardoor de massaproductie van FLEX-reactoren eenvoudiger wordt en de kosten lager blijven. In het onderzoeksartikel staat: “Voor thermisch spectrum gesmolten zout reactoren (MSR’s) wordt grafiet meestal gebruikt als moderator, reflector en deel van de ondersteunende structuren van de kern. De inherente poreusheid van grafiet betekent dat het vatbaar is voor infiltratie door het gesmolten zout, waardoor de eigenschappen veranderen.” Bij het ontwerp van de reactor moet rekening worden gehouden met dergelijke veranderingen in de eigenschappen en een goed begrip van de interactie tussen gesmolten zout en de grafietmicrostructuur is daarom belangrijk bij het selecteren van grafietkwaliteiten voor toepassingen in MSR’s.
“De interactie tussen grafiet en gesmolten zout werd traditioneel onderzocht aan de hand van de gewichtstoename na zoutinfiltratie, gevolgd door mercury intrusion porosimetry post-mortem microstructure karakteriseringen met bijvoorbeeld scanning elektronenmicroscopie. De resultaten gaven een algemene beschrijving van de infiltratie van gesmolten zout in de grafietporositeit. Er is echter nog steeds behoefte aan een fundamenteler begrip van de interactie tussen grafiet en gesmolten zout. Hoe de poriegrootte, vorm, connectiviteit en locatie ten opzichte van het gesmolten zout het infiltratieproces van het zout in detail beïnvloeden, moet nog worden begrepen.”
Het bedrijf voegt eraan toe dat het systeem dat in het onderzoek werd gebruikt, een niet-destructieve 3D microstructuur-karakterisatietechniek, “mogelijk meer gedetailleerde informatie kan leveren voor het begrijpen van de interactie tussen grafiet en gesmolten zout”.
Ciara Fox, senior metallurg bij MoltexFLEX, zei: “De resultaten waren precies zoals we hadden voorspeld. Dit onderzoek is een veelbelovende eerste stap op weg naar het voorspellen en beheersen van het infiltratiegedrag van gesmolten zout in grafiet. Het is een belangrijke stap in de ontwikkeling van een techniek waarmee we dat kunnen doen.” MoltexFLEX werkt al drie jaar samen met het team van de Nuclear Graphite Research Group onder leiding van professor Abbie Jones aan grafietgerelateerd onderzoek.
MoltexFLEX, een dochteronderneming van Moltex Energy Limited, ontwikkelt de FLEX-reactor – de thermische neutronenversie (gemodereerd) van Moltex Energy’s stabiele zoutreactortechnologie. Het doel voor de 60 MWt/24 MWe reactoren is dat ze klein en modulair zijn, passief veilig zijn, geen bewegende onderdelen hebben en, bij gebruik van 5% laagverrijkt uranium, een herlaadcyclus van vijf jaar hebben. Het doel is om de eerste reactor in 2029 operationeel te hebben.
Het complete artikel is te vinden op de website van World Nuclear News.