تقویت راکتور هسته‌ای نمک مذاب با حباب پلاسما

به گزارش ایسنا، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی به پیشرفت قابل توجهی در حوزه تجزیه و تحلیل نمک مذاب دست یافته است.

این تیم روشی نوآورانه به نام «طیف‌سنجی حباب پلاسما» توسعه داده است که تشخیص و اندازه‌گیری عناصر در محلول‌های نمک مذاب را تسهیل می‌کند.

پژوهشگران در بیانیه مطبوعاتی خود اظهار داشتند: این روش جدید می‌تواند برای توصیف بهتر و توسعه مواد جدید برای استفاده در راکتورهای نمک مذاب با سوخت مایع استفاده شود.

قابل توجه است که راکتورهای نمک مذاب یک نوع امیدوارکننده از راکتورهای پیشرفته هستند که در حال حاضر در ایالات متحده در حال توسعه هستند.

غلبه بر چالش‌ها

این راکتورها به جای آب از نمک مذاب به عنوان خنک کننده استفاده می‌کنند. این رویکرد منحصر به فرد مزایای متعددی را از جمله توانایی کار در فشار نزدیک به فشار جو حتی در دماهای بالا و ظرفیت قابل توجه برای ذخیره انرژی ارائه می‌دهد.

در طراحی‌های خاص، سوخت هسته‌ای مانند اورانیوم در نمک مذاب حل می‌شود و به هسته راکتور جریان می‌یابد. با این حال، یک چالش مهم با نمک مذاب این است که سایر عناصر می‌توانند با آن مخلوط شوند.

در نتیجه، یکی از موانع اصلی در توسعه این راکتورها توانایی تشخیص و درک دقیق توزیع سوخت هسته‌ای و سایر مواد در خنک کننده نمک مذاب بوده است. این برای ارزیابی و اجتناب از آلودگی احتمالی و خطرات ایمنی در حین کار بسیار مهم است.

تفسیر نتایج

جدیدترین تحقیقات، اندازه‌گیری مقادیر سوخت در نمک را در هر لحظه ممکن کرده است و به پردازش نمک و محاسبه مواد کمک می‌کند.

روش جدید طیف‌سنجی حباب پلاسما از یک کاوشگر تخصصی استفاده می‌کند که می‌تواند در برابر محیط پرتنش راکتور نمک مذاب مقاومت کند.

کایلا هان دانشجوی دکترا در دانشگاه کارولینای شمالی می‌گوید: ما شروع به انجام تحقیقات زیاد و ساختن طرح‌های مختلف کردیم تا بفهمیم چگونه این کار را اجرا کنیم. ما با آب مقطر و نمک شروع کردیم تا مطمئن شویم سیستم ما کار می‌کند.

این کاوشگر یک حباب پلاسما در نمک مذاب ایجاد می‌کند که درخشش متمایزی از رنگ‌های مختلف نور از خود ساطع می‌کند. سپس یک طیف‌سنج این نور را برای شناسایی عناصر خاص موجود در نمک تجزیه و تحلیل می‌کند.

آلینا جوگان از پژوهشگران این مطالعه بیان کرد: طیف حاصل نمودار شدت نور به طول موج نور است. شما اوج‌های زیادی در آن خواهید دید و هر یک از آن نقاط اوج مربوط به طول موج متفاوتی است و هر یک از آن طول موج‌ها به ماده یا عنصر خاصی مربوط می‌شود. هرچه نقطه اوج شدیدتر باشد، حضور آن نور یا ماده بیشتر خواهد بود.

جهت‌های آینده

این دانشگاه با نگاهی به آینده در نظر دارد با همکاری آزمایشگاه‌های ملی و شرکای صنعتی، آزمایش‌ها و اصلاحات بیشتری را روی این روش پیشگامانه انجام دهد.

هان می‌گوید: ما راه امیدوارکننده‌ای برای تحلیل این نتایج داریم. اکنون تمرکز ما بر این است که کجا می‌توانیم پیشرفت کنیم و در کجا می‌توانیم این روش را مستقر کنیم.

محققان همچنین به دنبال مشارکت‌های بالقوه دانشگاهی و فرصت‌هایی برای تجاری‌سازی این فناوری هستند.

این پیشرفت در تجزیه و تحلیل نمک مذاب می‌تواند توسعه راکتورهای هسته‌ای پیشرفته را تسریع کند که آینده انرژی پاک‌تر و پایدارتر را پایه‌گذاری می‌کند.