近日，美国爱达荷国家实验室(INL)的科学家宣布，世界上第一个临界快谱熔盐反应堆的燃料配方研发取得重要突破。这一配方将为INL的熔融氯化物反应堆实验(MCRE)提供理想的核燃料。
MCRE旨在测试一种全新的核反应堆设计，该设计使用熔融氯化物盐和铀混合物作为燃料和冷却剂。这一创新设计有望为科学家提供一个宝贵的机会，以验证由南方电力公司和比尔·盖茨支持的核能公司TerraPower计划建造的熔融氯化物快堆的安全性和物理特性。
据INL科学家介绍，这种先进反应堆一旦投入运行，将能够为社区和工业提供电力和热能。熔融氯化物快堆的一大优势在于其能够在更高的温度下运行，从而提高效率，并可能减少废物产生。此外，由于采用液体燃料设计，该反应堆还具有固有的安全特性。
在燃料配方的研发过程中，科学家们面临了诸多挑战。MCRE技术负责人比尔·菲利普斯表示，就像烤蛋糕一样，关键挑战在于将金属铀原料高效地转化为可用的燃料盐。以前从未有人生产过如此大量的氯化铀，因此他们必须从头开始开发制造燃料的工艺。
经过数年的实验和修改，INL团队终于找到了达到完美产量的正确工艺。他们开发了定制的原型炉和专用设备，以确保核燃料制造过程的安全。同时，为了节约宝贵的浓缩铀资源，团队还使用贫化铀进行实验，以测试和改进工艺。
如今，INL团队已经能够一次生产十几磅的反应堆燃料，远超最初每次只能生产两到三盎司的水平。他们已准备好所有原料，并了解了制造浓缩燃料MCRE盐所需的确切流程和条件。下一步，团队的目标是到2025年10月展示其全规模生产，包括五批燃料的生产。
除了MCRE项目外，INL还在积极推进其他熔盐反应堆测试项目。其中包括熔盐特性分析设施和燃料盐辐照设施的建设和运营。早在2023年，飞利浦就在熔盐研究温控辐照实验中成功合成并辐照了浓缩铀燃料熔融氯化盐，为了解燃料在商用反应堆中的表现提供了重要数据。
此外，熔盐流回路试验台也已投入运行，该试验台能够进行持续监测和分析，提高研究效率。据悉，MCRE计划于2028年投入运营，并将与美国运行和测试实验室(LOTUS)试验台的开发同步进行。MCRE将是LOTUS试验台中的第一个反应堆实验。
最后，研究科学家、燃料盐技术开发的关键人物雅各布·英林表示：“熔融氯化物反应堆能做到其他能源技术做不到的事情，这让我们深受激励。我们将继续努力，推动这一创新技术的研发和应用。”
