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Jun 09, 2023

Marvel Micro Reactor da INL se prepara para testes

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Editor do NeutronBytes, um blog online sobre energia nuclear desde 2007. Consultor e gerente de projetos para processos de inovação tecnológica e desenvolvimento de novos produtos/programas para...

Postado em 2 de junho de 2023 por djysrv

Um protótipo não nuclear (alimentado por eletricidade) do microrreator Marvel do Laboratório Nacional de Idaho está quase pronto para testes. O microrreator Marvel será o primeiro novo reator de teste a ser construído no Laboratório Nacional de Idaho (INL) em mais de quatro décadas.

O Projeto de Validação e Avaliação de Pesquisa de Aplicações de Microrreatores (Marvel) abrange o projeto, desenvolvimento, construção e inicialização de um microrreator de teste INL, financiado pelo Departamento de Energia por meio do Programa de Microrreatores (MRP).

O objetivo do projeto Marvel é fornecer um reator de fissão de 100 kw para que pesquisadores e desenvolvedores de tecnologia ganhem experiência operacional com um microrreator real e avancem a maturidade tecnológica para reatores nessa escala e permitam novas aplicações de microrreator.

O objetivo de construir e operar a Marvel é estabelecer um banco de testes de aplicações nucleares totalmente funcional que possa gerar calor e energia combinados para permitir a integração e P&D com tecnologias de usuário final. Também permitirá que os tecnólogos de microrreatores testem sistemas de controle de última geração. (Folha Informativa).

O DOE Microreactor Program apóia pesquisa e desenvolvimento (P&D) de tecnologias relacionadas ao desenvolvimento, demonstração e implantação de reatores transportáveis ​​muito pequenos, fabricados em fábrica, para fornecer energia e calor para geração descentralizada em usos civis, industriais e DOE.

Um dos principais focos do programa é o envolvimento e a divulgação com usuários finais e partes interessadas para realizar P&D na integração de microrreatores com uma variedade de aplicações antecipadas, incluindo demanda de eletricidade de acompanhamento de carga, calor de processo, produção de hidrogênio e purificação de água. Eventualmente, o INL espera estar em posição de oferecer licença não exclusiva do projeto do reator para empresas que queiram usá-lo para desenvolver versões comerciais.

Outro foco aplicado de P&D é enfrentar os desafios relacionados à fabricação de componentes de microrreatores, montagem de sistemas, instalação rápida em locais de clientes e outras medidas para facilitar a adoção pelo usuário final. O resultado deste escopo de trabalho será de particular interesse para desenvolvedores de microrreatores, especialmente aqueles que desejam licenciar os dados de design de código aberto do Marvel Reactor para versões ampliadas. (Veja a próxima história abaixo).

O projeto do microrreator é um reator térmico que usará combustível hidreto de urânio e zircônio (Papel Técnico sobre UZrH). Para acelerar a implantação, a Marvel será estabelecida na Instalação de Teste de Reator Transitório (Treat) do INL, fazendo uso da instalação de reator operacional Categoria B existente, base de segurança de instalação aprovada, equipes operacionais e experiência recente de reinicialização. O DOE concluiu uma declaração de impacto ambiental sobre o projeto.

O reator será um reator resfriado a sódio-potássio com resfriamento por circulação natural e temperatura operacional de 500-550C. Os motores Stirling prontos para uso converterão energia térmica em energia elétrica de 20 kw.

A Marvel está atualmente na Fase de Projeto Final, com 90% da construção planejada para ser concluída em 2023, e carga de combustível e criticidade inicial em 2024.

Protótipo não nuclear instalado

O INL construiu o protótipo aquecido eletricamente em escala real, conhecido como teste de aparelho de refrigeração primária ou PCAT, no ano passado. Em seguida, foi carregado em um caminhão e transportado do INL para a fábrica da Creative Engineers Inc (CEI) em New Freedom, Pensilvânia. A especialização da empresa é em metais alcalinos.

A CEI instalou o PCAT em uma estrutura de dois andares e onde será carregado com refrigerantes de sódio-potássio e chumbo-bismuto. É uma réplica em escala real do microrreator, que tem 3,6 metros de altura e pesa 900 quilos.