Компания Naarea - французский разработчик микрореактора на расплавах солей - сообщила об успешной демонстрации инновационного метода пирохимического производства трихлорида плутония в хлоридно-солевой матрице.

Naarea разрабатывает инновационный быстрый микрореактор на расплавах солей XAMR (eXtra Advanced Nuclear Reactor). Тепловая проектная мощность установки - 80 МВт, электрическая - 40 МВт. В качестве топлива будет использоваться плутоний.

Реактор XAMR использует хлорид натрия (NaCl), в котором растворены актиниды в форме хлорида плутония и хлорида урана. В условиях отсутствия промышленного сектора для поставки топлива для этих инновационных технологий синтез топливной соли является ключевым этапом для подтверждения реализуемости проекта. Это предполагает разработку воспроизводимого метода синтеза для получения чистой топливной соли, содержащей делящиеся материалы.

В рамках совместной Инновационной лаборатории расплавленных солей (IMSLab), созданной в 2024 году с Национальным центром научных исследований Франции (CNRS) и Университетом Париж-Сакле, компания Naarea сотрудничает с Объединенным исследовательским центром Европейской комиссии (JRC) в области синтеза топливной соли NaCl-PuCl₃. Основное внимание в данном сотрудничестве уделено валидации (соответствующего требованиям режима нераспространения) метода синтеза соли NaCl-PuCl₃ из оксида плутония (PuO₂) посредством пирохимического процесса, а также экспериментальному определению фундаментальных данных, относящихся к данному топливу. Стратегический метод, предложенный Naarea, основан на процессе барботажа газа через смесь NaCl и PuO₂, доведенную до высокой температуры, реализация которого обеспечена специальным экспериментальным оборудованием, разработанным и эксплуатируемым JRC.

Следующими этапами данной работы станут характеризация, подтверждение чистоты топливной соли и определение её фундаментальных свойств, что имеет критически важное значение для развития отрасли реакторов на расплавах солей. Эта экспериментальная работа с плутонием представляет собой первоначальный этап топливной цикловой стратегии Naarea, подтверждающий реализуемость и потенциал метода синтеза. В дальнейшем планируется проведение работ по инжинирингу процесса и масштабированию испытаний, в краткосрочной перспективе — на симуляторах радиоактивных материалов на экспериментальных мощностях I-Lab, испытательного центра Naarea площадью 2400 квадратных метров.

Реакторы на расплавах солей (Molten Salt Reactors - MSR) используют в качестве первичного теплоносителя фторидные соли при низком давлении. Такие реакторы могут функционировать в эпитепловом или быстром спектрах нейтронов с применением различных видов топлива. Значительная часть современного интереса к возрождению концепции реакторов MSR связана с использованием тория (для наработки делящегося урана-233), что требует первоначального внесения делящегося материала, такого как плутоний-239. Существует ряд различных конструктивных концепций такого рода реакторов, а также множество сложных задач, связанных с их коммерциализацией, особенно при использовании ториевого топливного цикла.