El Centro Nacional de Innovación de Reactores (NRIC) es un programa nacional del Departamento de Energía (DOE) dirigido por el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) que permite a los colaboradores aprovechar las capacidades de clase mundial del Sistema Nacional de Laboratorios de EE. UU. NRIC apoya la construcción y demostración de sistemas de reactores avanzados a través de un conjunto de servicios y capacidades.
“Nuestra visión es apoyar la demostración de al menos dos reactores avanzados para fines de 2025, a fin de restablecer el liderazgo en energía nuclear de EE. UU., y apoyar la energía nuclear avanzada comercial para 2030, de modo que podamos proporcionar abundante energía limpia a la mundo”, dijo la Dra. Ashley Finan, directora de NRIC, a los asistentes durante una presentación en la Reunión de Invierno y Exposición de Tecnología de la Sociedad Nuclear Estadounidense el 14 de noviembre en Phoenix, Arizona.
“Realmente trabajamos para aprovechar la experiencia, la infraestructura y las capacidades del laboratorio nacional en todo el país, no solo en el Laboratorio Nacional de Idaho, sino con muchos laboratorios nacionales diferentes, y para ayudar a gestionar las demostraciones con éxito”, dijo.
“Estamos trabajando para lograr esa visión a través de nuestra misión de inspirar a las partes interesadas y al público a empoderar a los innovadores para que prueben y demuestren sus tecnologías al permitir el acceso a la experiencia y las capacidades de los materiales en los laboratorios nacionales, y para brindar resultados exitosos a través de la coordinación eficiente de los socios. y recursos”, dijo Finan.
NRIC ha estado preparando un par de sitios para reactores de demostración. Específicamente, está reutilizando el Domo Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II) para proporcionar la contención para demostraciones de microrreactores avanzados. EBR-II fue un reactor enfriado por sodio que operó en INL de 1964 a 1994. Tenía una potencia térmica nominal de 62,5 MW, un circuito cerrado intermedio de sodio secundario y una planta de vapor que producía 19 MW de energía eléctrica a través de un sistema convencional. generador de turbina. La instalación reutilizada, conocida como DOME Check Mattress, que significa “Demostración de experimentos con microrreactores”, albergará microrreactores con potencias térmicas nominales de hasta 20 MW.
“En este momento, se está estableciendo para poder albergar reactores de fuel de alta temperatura, utilizando uranio poco enriquecido de alto ensayo”, dijo Finan. “Tenemos unas cinco o más, realmente más de cinco empresas, que están interesadas en usar esto con lo que estamos trabajando ahora”. Se espera el primer usuario en 2024.
NRIC también tiene varios proyectos de banco de pruebas experimentales en marcha. Entre ellos se encuentran la instalación de prueba de componentes de helio, el marco de fluencia térmica en celda caliente, el laboratorio de pruebas de ingeniería de mecanismos (METL), las capacidades de examen termofísico de gross sales fundidas (MSTEC) y el banco de pruebas digital.
“[The Helium Component Test Facility] es un proyecto emocionante que se construyó sobre las inversiones realizadas por el programa de microrreactores. en el IMÁN [Microreactor AGile Non-nuclear Experimental Testbed] instalación… agregamos una capacidad de prueba de componentes de helio”, explicó Finan. “Eso se completó a principios de este año y completamos nuestra primera ronda de pruebas en octubre”.
El marco de fluencia térmica In-HotCell aborda una capacidad que se encontró que faltaba a través de un análisis de brechas realizado por NRIC. Como resultado, los ingenieros recomendaron agregar la capacidad a las celdas calientes para que las pruebas se pudieran realizar en materiales de grafito irradiados.
“El Laboratorio de Pruebas de Ingeniería de Mecanismos es una instalación operativa en el Laboratorio Nacional de Argonne, y NRIC está financiando las operaciones de esa instalación para permitir probar los componentes en metallic líquido, en este momento, en sodio líquido”, dijo Finan.
Otra capacidad faltante se está resolviendo a través del proyecto MSTEC. “Esa es una celda caliente modular que nos permitirá medir las propiedades termofísicas de los combustibles de gross sales fundidas irradiadas”, dijo Finan. NRIC espera establecer esa capacidad en 2024.
El banco de pruebas digital es una asociación entre NRIC y el programa NEAMS (Modelado y simulación avanzados de energía nuclear). “Eso toma muchos de los códigos realmente importantes que se desarrollaron en los laboratorios durante los últimos años y los acerca un paso más a lo que la industria necesita, por lo que realmente los aplica a ejemplos de demostración para que la industria pueda usar esos códigos que fueron desarrollado en los laboratorios”, explicó Finan.
El equipo de recursos de NRIC ofrece una forma para que los innovadores nucleares accedan a la valiosa experiencia de los laboratorios nacionales. Aunque está limitado a solo 200 horas de tiempo de expertos de laboratorio nacional por demostración por año, proporciona una manera rápida y fácil de obtener ayuda. “Podemos cambiar esto en una semana o dos, dependiendo de los detalles del proyecto”, dijo Finan. “Eso permite a los innovadores trabajar con un laboratorio, trabajar con los expertos, a un nivel que va mucho más allá de la llamada telefónica de la hora inicial, y les permite profundizar en algo con suficiente contenido para obtener algo de valor, pero que no tiene que esperar de seis a 12 meses para un acuerdo que involucre la creación de propiedad intelectual”.
Los ejemplos de ayuda que ha brindado el equipo de recursos de NRIC incluyen la colaboración en los planes de prueba, la interpretación de los requisitos del código y la ayuda para demostrar la caída de presión en un intercambiador de calor, entre otras cosas. “Los comentarios sobre este programa han sido realmente positivos, por lo que esperamos expandirlo en el futuro a medida que los recursos lo permitan”, dijo Finan.
NRIC trabajó con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, el Laboratorio Nacional de Argonne y la Universidad de Michigan para desarrollar la Herramienta de ubicación para el desarrollo nuclear avanzado (STAND). Proporciona una forma sistemática, basada en las preferencias y prioridades de ubicación del usuario, para descubrir áreas que pueden encajar bien, explorar áreas para identificar sitios específicos y comparar sitios para identificar una opción óptima. Finan dijo que es “una herramienta fantástica”.
Una de las cosas que Finan dijo que la mantiene despierta por la noche es la preocupación de que las demostraciones exitosas no se amplíen. “Necesitamos asegurarnos de que mientras demostramos las tecnologías nucleares, también estamos haciendo el trabajo que apoyará la escalabilidad y el despliegue”, dijo. “Entonces, en eso, tenemos un par de actividades para abordar los costos y los mercados, incluidas las tecnologías de construcción avanzadas para reducir los costos”.
La lista de actividades en las que participa NRIC es extensa. Además de todos los elementos mencionados anteriormente, también se centra en iniciativas de ingeniería digital; desarrollo de propulsión nuclear de buques de superficie marítimos comerciales; alcance a las comunidades; colaboración con la Comisión Reguladora Nuclear en una serie de actividades de concesión de licencias; planificación del transporte de reactores avanzados, microrreactores y flamable de reactores avanzados; desarrollar marcos de equidad y justicia ambiental para futuras instalaciones; y más.
Aún así, el objetivo principal de NRIC sigue siendo demostrar al menos dos reactores nucleares avanzados. Finan dijo que NRIC trabajaría “para mantener el progreso para apoyar las demostraciones para fines de 2025 y la innovación sostenida a partir de entonces”.
—Aarón Larson es el editor ejecutivo de POWER (@AaronL_Power, @POWERmagazine).
