美國能源部(DOE)MARVEL微堆的全尺寸非核原型堆已從Idaho州運輸到Pennsylvania州的試驗設施,并將用于試驗鈉鉀和鉛鉍冷卻劑的性能。
該非核原型堆,稱為主冷卻劑裝置試驗(PCAT),在Idaho美國國家實驗室(INL)建造,現已安裝在位于Pennsylvania州Freedom的Creative Engineers Inc(CEI)設施中,并將在此處裝載鈉鉀和鉛鉍冷卻劑用于試驗,以收集系統溫度和冷卻劑流動的數據。PCAT高12英尺(約3.66米),重2000磅(約907公斤),在試驗期間將使用電力替代裂變作為動力源,DOE表示最快將于7月開始試驗。
微堆應用研究驗證與評估(MARVEL)鈉鉀冷卻微堆功率為100 kW,預計將于2024年底在INL的瞬態反應堆試驗(TREAT)設施投入運行。它將用于開發監管審批流程、試驗微堆應用、評估遠程監控系統和開發自主控制技術,以及探索和試驗微堆在儲熱、水凈化和區域供暖等應用方面的能力。它還將連接到INL的首個核能微電網。
MARVEL首席設計和項目負責人Yasir Arafat表示,“對我們的物理模型進行驗證對于任何新反應堆開發項目的核質量保證都至關重要。PCAT將生成此類第一批數據,用于驗證我們的熱工水力模擬工具,并量化MARVEL等液態金屬熱反應堆的不確定性。”。
PCAT系統可能會留在CEI,以進行進一步的模擬和試驗,直到MARVEL微堆本身開始運行,之后可能會返回INL,用于開展額外的研究,以幫助推進微堆技術。
MARVEL微堆的長周期設備已在進行制造,DOE表示,這將是40多年來INL第一個新的試驗反應堆。MARVEL由DOE通過微堆計劃(MRP)資助。
Marvel微堆是熱中子反應堆,使用氫化鈾鋯(UZrH)燃料,由DOE Idaho運營辦公室(DOE-ID)審查和授權,根據美國國家環境政策法案(NEPA)要求開展了安全審查、以及啟動和運行的補充成熟度評估。為了加快部署速度,Marvel將利用現有運行的B類反應堆設施、批準的設施安全基礎、運行人員和最近的重啟經驗,在INL的TREAT設施中建造。
Marvel團隊由來自INL、Argonne美國國家實驗室、Los Alamos美國國家實驗室、Walsh Engineering、Qnergy、Munro & Associates、和CEI的人員組成。DOE的微堆計劃支持與開發、演示和部署超小型、工廠化、可運輸反應堆相關的技術,為去中心化民用、工業提供電力和熱量。作為NEPA進程的一部分,DOE已經進行了環境評估(EA),分析了在INL的TREAT設施內建造Marvel的潛在環境影響,DOE最終發布EA的結論是該項目“沒有重大影響”。DOE還批準了一項安全設計策略。Marvel目前處于最終設計階段,計劃在2023年完成90%的建造,2024年完成裝料和首次臨界。