由橡树岭国家实验室前主任阿尔文温伯格倡导的熔盐反应堆概念又回来了。
“大量资金、工程和硬件正在开发盐系统”，公司雇佣了数百名员工，致力于生产清洁、无碳能源的试验规模裂变和聚变项目。
这是最近由麻省理工学院 (MIT) 的首席研究科学家、退休的 ORNL 公司研究员和工程师查尔斯·福斯伯格 (Charles Forsberg) 向 ORNL 之友传递的一条信息。曾经建造和运行的仅有的两个熔盐反应堆位于 ORNL。
Forsberg 将他的大部分演讲都放在了 Kairos Power 计划在东田纳西科技园建造的 Hermes 盐反应堆上，该园区是位于橡树岭的旧 K-25 基地。35 兆瓦的 Hermes 热力试验反应堆将雇佣 55 名员工，计划于 2026 年开始生产低成本的热能(但不发电)。
将在低功率示范反应堆上投资约 1 亿美元。根据其最近的网络研讨会，Kairos Power 的最终目标是建造一个由四个盐反应堆组成的商业发电厂。到 2030 年代，当公用事业公司将淘汰燃烧碳排放化石燃料的发电厂时，这家位于未确定位置的发电厂将每台发电 140 兆瓦。
他指出，这家总部位于加利福尼亚州阿拉米达的旧飞机机库的公司于 9 月向美国核管理委员会提交了关于爱马仕试验堆的初步安全分析报告 (PSAR)，作为其申请建造许可证的一部分。建设可能会在 2023 年开始。
Forsberg 将 Hermes 反应堆概念的起源归因于 ORNL 计划的进步，这些计划旨在开发两种类型的核反应堆——熔盐反应堆 (MSR) 和高温气冷反应堆 (HTGR)。MSR 的冷却剂是液态盐，HTGR 的冷却剂是氦气。
Kairos Power 计划在橡树岭建造的氟化盐冷却高温反应堆 (FHR) 基于在 MSR 计划中测试的液态盐冷却剂和为 HTGR 计划开发的固体核燃料卵石。
导致 FHR 概念的想法源于 2002 年 Forsberg(当时在 ORNL，现在在麻省理工学院)、Per Peterson(加州大学伯克利分校，现在也在 Kairos Power)和桑迪亚国家实验室的 Paul Pickard(现在在退休)。他们作为其杂项反应堆小组委员会的成员参加了第四代国际论坛会议，该小组委员会旨在提出和研究替代核反应堆概念。
他们于 2003 年在《核技术》杂志上发表了一篇论文，指出可以在低压下实现高温的 FHR 可以比其他反应堆概念更有效、更安全地生产氢气和电力。
赫尔墨斯反应堆将具有乒乓球大小的球形燃料卵石，其基础是 ORNL 研究人员为 HTGR 计划开发的 TRISO(三结构各向同性)燃料。在每个卵石中，涂层氮化铀燃料颗粒(19.5% 富含铀 235)嵌套在先进制造的碳化硅结构内，外部石墨覆盖。燃料卵石被设计成包含裂变产物。
Forsberg 表示，Kairos Power(由加州大学伯克利分校的研究生迈克·劳弗(Mike Laufer)创立，同时也是 CEO)目前雇佣了 200 多名全职员工，其中 90% 是工程师，以及许多兼职员工、顾问和承包商在其位于新墨西哥州阿拉米达和阿尔伯克基的设施中，许多人正在为 Hermes 反应堆设计、测试和组装大量硬件组件。
“如果 Hermes 反应堆成功，”Forsberg 说，“我们将建成商业熔盐反应堆发电厂，因为 Kairos Power 将证明 FHR 与含氟液态盐、建筑材料、泵、电力系统，热交换器和仪表价格实惠，技术风险低。”
他指出，Kairos(这个词的意思是“正确或合适的时刻”)是少数拥有开发和部署能源生产盐反应堆的财务资源的公司之一。他提到的另一家美国公司是TerraPower，这是微软联合创始人比尔盖茨创立的公司。
中国的 SINAP 与 ORNL 的研究人员进行了互动，正在建造一座熔盐反应堆，预计该反应堆将很快开始使用燃料循环运行，其中通过中子吸收将钍转化为铀 233 燃料。
据报道，Kairos 将获得美国能源部先进反应堆示范计划的 6.29 亿美元股份奖励，以资助风险缓解，支持 Hermes 反应堆开发七年。该公司正在与 Materion Corp.、ORNL、DOE 的爱达荷国家实验室和电力研究所合作。Kairos 还与田纳西河流域管理局签署了合作开发协议，以合作开发和演示 Hermes 反应堆。
世界上几乎 70% 的核电站都有压水反应堆，这是由温伯格共同发明的，它以固体铀燃料运行，在压力下由水冷却。Forsberg 表示，由于多种原因，盐反应堆，例如将在橡树岭建造的 FHR，比轻水反应堆 (LWR) 更高效、更安全。
“首先在 ORNL 开发的 HTGR 燃料可以在更高的温度下运行，并且液态盐具有比替代冷却剂(例如水、钠和氦)更高的冷却能力，”Forsberg 说。因此，他补充说，盐反应器可以为工业客户提供更高温度的热量，例如涉及化学合成和制氢的客户。
通过被动衰变热冷却，盐反应堆比轻水堆更安全。
“因为氟化盐的沸点为 1,400 摄氏度，所以你不能熔化 FHR 反应堆，也不能像其他反应堆那样发生堆芯事故，”福斯伯格断言。他补充说，由于 MSR 系统在低压下运行，因此不需要加压反应堆中使用的安全壳系统，从而显着降低了资本成本。
鹅卵石床 FHR 就像 1955 年 ORNL 最初的 MSR 一样，它设计用于连接到已停产的核飞机计划的喷气发动机，可以为当今流行的联合循环燃气轮机发电厂提供高温核热。
“这种能力使发电厂可以在基荷下运行或使用氢或生物燃料增加峰值发电量，”福斯伯格在描述核空气布雷顿循环时说。“在高峰发电模式下，添加的燃料可以以70%的效率转化为电能。”
Kairos Power 的 FHR 将使用一种含有氟、锂和铍的盐，称为 Flibe 盐冷却剂。Forsberg 说 Flibe 将被用作 Hermes 反应堆中的“清洁盐”;这种冷却剂中不会溶解铀和钚，TerraPower 与亚特兰大的一家主要公用事业公司南方公司合作计划在本十年晚些时候在熔融氯化物快速反应堆中使用氯化盐冷却剂。
“先进的盐系统，如熔融氯化快速反应堆，燃烧了 25% 的铀，而轻水堆只燃烧了 1% 的铀，”他说，并指出这种盐反应堆因此会产生更少的核废料。
Forsberg 说，含锂的 flibe 盐将用于覆盖层，用于计划在本十年末进行的聚变等离子体盈亏平衡实验。它将由麻省理工学院的衍生公司 Commonwealth Fusion Systems 建造，该公司最近与麻省理工学院的等离子体科学与聚变中心合作，打造了世界上最强的聚变磁铁。他补充说，所提议的名为 SPARC 的实验聚变装置中的 flibe 毯将吸收燃烧等离子体中的快速中子，产生热量，并将锂 7 转化为聚变燃料氚。
“如果实验成功，”他补充说，“总输出能量将是输入能量的两倍多。”
在减缓毁灭性气候变化的斗争中，可能需要更安全、更高效、更实惠且无碳的裂变和聚变发电厂，而熔盐可能是一个关键成分。
