Kairos Power продвигает применение расплава Flibe для поддержки разработки высокотемпературного реактора KP-FHR

Компания Kairos Power 29 июля сообщила, что её высокотемпературный реактор с фторидно-солевым охлаждением (KP-FHR) станет одним из первых реакторов, использующих фторидную соль в качестве теплоносителя. Этот теплоноситель, обычно называемый Flibe, состоит из фторида лития (LiF) и фторида бериллия (BeF₂). В 1960-х годах Окриджская национальная лаборатория (Oak Ridge National Laboratory) использовала этот материал в качестве теплоносителя в экспериментах с расплавно-солевым реактором.

По информации Kairos Power, Flibe обладает высокой удельной теплоёмкостью, что позволяет эффективно поглощать и передавать тепло, выделяемое в активной зоне. По сравнению с некоторыми натрий- или гелий-охлаждаемыми реакторными системами, фторидная соль имеет определённые преимущества в транспортировке тепла, что способствует достижению более высокой выходной мощности KP-FHR в более компактной конструкции.

Температура кипения Flibe составляет около 1430°C, что выше диапазона рабочих температур, установленного для коммерческих реакторов компании. Эта характеристика позволяет KP-FHR работать при высоких температурах и давлении, близком к атмосферному, что повышает эффективность системы и снижает потребность в толстостенных высоконапорных компонентах реактора.

В отношении характеристик безопасности Flibe также дополняет топливо с триструктурным изотропным (TRISO) покрытием. Kairos Power утверждает, что в случае высвобождения продуктов деления из топлива с керамическим покрытием расплавленная соль способна поглощать и удерживать их, обеспечивая дополнительный функциональный барьер локализации для реактора и способствуя уменьшению площади, необходимой для систем, связанных с безопасностью.

Помимо функции охлаждения, Flibe также может выполнять определённую замедляющую роль. KP-FHR в основном полагается на графитовый замедлитель для снижения энергии нейтронов, однако литий и бериллий в составе Flibe относятся к лёгким элементам и могут поглощать часть энергии при столкновениях с быстрыми нейтронами, дополнительно снижая их скорость. Компания отмечает, что в её установках используется соль, обогащённая изотопом литий-7, для поддержания производительности реактора и стабильного протекания цепной реакции.

Kairos Power также подчёркивает, что Flibe обладает химической стабильностью в нормальных высокотемпературных условиях при отсутствии контакта с кислородом и влагой. На электростанции KP-FHR будут установлены системы химического контроля и системы инертного газа для ограничения контакта расплавленной соли с воздухом и непрерывного удаления следовых примесей, что обеспечивает долгосрочную эксплуатацию.

В отношении цепочки поставок Kairos Power продвигает вертикальную интеграцию производства Flibe. Компания строит предприятие по производству соли (SPF) в исследовательско-производственном кампусе в Альбукерке, штат Нью-Мексико, с планами поставки расплава Flibe для демонстрационной электростанции коммерческого масштаба Hermes 2 в Ок-Ридже, штат Теннесси, а также для последующих коммерческих реакторов. На этом предприятии также будет применяться новый процесс, разработанный Kairos Power, для обогащения соли изотопом литий-7 с целью повышения производительности реактора.

При строительстве нового объекта будет использован опыт завода по очистке расплавленной соли Kairos Power в Элморе, штат Огайо. Этот завод в настоящее время производит высокочистый солевой теплоноситель для неядерных инженерных испытательных установок компании и накопил опыт в производстве, обращении и эксплуатации Flibe.