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Jun 09, 2023

Il microreattore Marvel dell'INL si prepara per i test

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Pubblicato il 2 giugno 2023 da djysrv

Un prototipo non nucleare (alimentato elettricamente) del microreattore Marvel dell'Idaho National Laboratory è quasi pronto per i test. Il microreattore Marvel sarà il primo nuovo reattore di prova costruito presso l’Idaho National Laboratory (INL) in più di quattro decenni.

Il progetto Microreactor Applications Research Validation & Evaluation (Marvel) copre la progettazione, lo sviluppo, la costruzione e l'avvio di un microreattore di prova INL, finanziato dal Dipartimento dell'Energia attraverso il Microreactor Program (MRP).

L'obiettivo del progetto Marvel è fornire un reattore a fissione da 100 kw affinché ricercatori e sviluppatori di tecnologia possano acquisire esperienza operativa con un vero microreattore e far avanzare la maturità tecnologica per i reattori su questa scala e consentire nuove applicazioni di microreattori.

Lo scopo della costruzione e della gestione della Marvel è quello di creare un banco di prova per applicazioni nucleari perfettamente funzionante in grado di generare calore ed elettricità combinati per consentire l'integrazione e la ricerca e sviluppo con le tecnologie degli utenti finali. Permetterà inoltre ai tecnici dei microreattori di testare i sistemi di controllo di prossima generazione. (Scheda informativa).

Il programma DOE Microreactor supporta la ricerca e lo sviluppo (R&S) di tecnologie relative allo sviluppo, alla dimostrazione e all'implementazione di reattori trasportabili molto piccoli, fabbricati in fabbrica, per fornire energia e calore per la generazione decentralizzata in usi civili, industriali e DOE.

Un obiettivo chiave del programma è il coinvolgimento e la sensibilizzazione degli utenti finali e delle parti interessate per eseguire attività di ricerca e sviluppo sull’integrazione dei microreattori con una gamma di applicazioni previste, tra cui la domanda di elettricità in base al carico, il calore di processo, la produzione di idrogeno e la purificazione dell’acqua. Alla fine, la INL prevede di essere in grado di offrire una licenza non esclusiva del progetto del reattore alle aziende che volessero utilizzarlo per sviluppare versioni commerciali.

Un altro obiettivo di ricerca e sviluppo applicato è quello di affrontare le sfide legate alla fabbricazione di componenti del microreattore, all'assemblaggio di sistemi, all'installazione rapida presso i siti dei clienti e ad altre misure per facilitare l'adozione da parte dell'utente finale. Il risultato di questo ambito di lavoro sarà di particolare interesse per gli sviluppatori di microreattori, in particolare per coloro che desiderano concedere in licenza i dati di progettazione open source del Marvel Reactor per versioni ingrandite. (Vedi la storia successiva qui sotto).

Il design del microreattore è un reattore termico che utilizzerà combustibile idruro di uranio e zirconio (documento tecnico su UZrH). Per accelerare l'implementazione, Marvel sarà stabilita nella struttura di test (trattamento) di reattori transitori dell'INL, utilizzando l'impianto di reattori di categoria B esistente, basi di sicurezza approvate, squadre operative e recente esperienza di riavvio. Il DOE ha completato una dichiarazione di impatto ambientale sul progetto.

Il reattore sarà un reattore raffreddato a sodio-potassio con raffreddamento a circolazione naturale e temperatura operativa di 500-550°C. I motori Stirling standard convertiranno l'energia termica in energia elettrica da 20 kw.

La Marvel è attualmente in fase di progettazione finale, con il 90% della costruzione pianificata per concludersi nel 2023, e il carico di carburante e la criticità iniziale nel 2024.

Prototipo non nucleare installato

L'INL ha costruito lo scorso anno il prototipo in scala reale, riscaldato elettricamente, noto come test dell'apparato di raffreddamento primario o PCAT. È stato quindi caricato su un camion e trasportato dalla INL allo stabilimento di produzione di Creative Engineers Inc (CEI) a New Freedom, Pennsylvania. L'esperienza dell'azienda riguarda i metalli alcalini.

La CEI ha installato il PCAT in un telaio a due piani e dove verrà caricato con refrigeranti sodio-potassio e piombo-bismuto. È una replica in scala reale del microreattore, alto 12 piedi e pesa 2.000 libbre.