Nhiên liệu hạt nhân là một nguồn năng lượng có tiềm năng to lớn nhằm giải quyết bài toán năng lượng sạch của con người. Tại Mỹ thì trước giờ việc phát triển loại nhiên liệu này thường do các tổ chức nhà nước phụ trách, nhưng nay nhiều công ty tư nhân đã dần nhảy vào làm như NuScale, Oklo và đặc biệt là X-energy. Là công ty chuyên phát triển lò phản ứng cỡ nhỏ lẫn nhiên liệu cho các lò đó, X-energy đã nhận tài trợ từ Bộ năng lượng Mỹ để chế tạo một loại "sỏi" hạt nhân chịu nhiệt cao gọi là TRISO-X.
Để TRISO-X được Ủy ban Quản lý Hạt nhân Mỹ phê duyệt, họ vừa đem đi thử nghiệm 16 viên nhiên liệu này tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho (INL) trong vòng 13 tháng. Sau đó mới có thể dùng chúng cho các lò Xe-100 cũng do công ty chế tạo. Chỉ nhỏ ngang một trái bida, mỗi viên TRISO-X có đường kính 60 mm với vỏ ngoài là một lớp đệm dày 5 mm gọi là vùng trống (không có nhiên liệu). Ở bên trong là khu vực chứa hàng ngàn hạt nhiên liệu TRISO nhỏ có đường kính chừng 0,8 mm. Theo X-energy thì có tới 18 ngàn hạt trong một viên như vậy.
Bản thân những hạt này cũng có một số lớp đệm bảo vệ trước khi vào tới lõi chứa uranium: ngoài cùng là vỏ carbon dày 0,04 mm và có thể chịu được tới 2000°C, rồi tới một lớp gốm silic cacbua (SiC) mỏng hơn nhưng siêu cứng và chịu nhiệt, sau đó lại có một lớp cacbon chịu nhiệt khác. Cuối cùng đi qua một lớp đệm xốp thì tới lõi, được làm bằng UCO (urani oxicacbua) hoặc UO₂ (urani oxit).
Một rủi ro lớn trong các sự cố hạt nhân truyền thống là sự tan chảy nhiên liệu, nhưng TRISO-X có khả năng hóa giải nguy cơ này. Nhờ lớp cacbon chịu nhiệt cao, lại thêm lớp đệm xốp giúp giảm áp lực, các hạt TRISO-X chịu được sức nóng đến 1800 độ C nên khó mà tan chảy hay bị vỡ trong điều kiện vận hành bình thường. Mỗi hạt TRISO-X còn là một rào chắn giúp ngăn các sản phẩm phân hạch rò rỉ ra ngoài do có lớp silic cacbua kín như bưng. Công ty cho biết khi đưa vào sử dụng thì một lò phản ứng Xe-100 sẽ dùng 200 ngàn viên TRISO-X.
Một trong 16 viên TRISO-X được đem đi chiếu xạ thử
Tại phòng thí nghiệm INL, các viên nhiên liệu TRISO-X sẽ được thử nghiệm trong lò phản ứng ở đó suốt 13 tháng. Họ sẽ chiếu xạ chúng dưới nhiều mức công suất, nhiệt độ và những mức độ tiêu hao khác nhau để mô phỏng các tình huống thực tế. Dù hơn 1 năm nữa mới có kết quả đánh giá, X-energy đã đón đầu sẵn khi đang cho xây nhà máy TX-1 tại bang Tennessee để sản xuất các viên này.
Theo Nucnet, X-energy.
Để TRISO-X được Ủy ban Quản lý Hạt nhân Mỹ phê duyệt, họ vừa đem đi thử nghiệm 16 viên nhiên liệu này tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho (INL) trong vòng 13 tháng. Sau đó mới có thể dùng chúng cho các lò Xe-100 cũng do công ty chế tạo. Chỉ nhỏ ngang một trái bida, mỗi viên TRISO-X có đường kính 60 mm với vỏ ngoài là một lớp đệm dày 5 mm gọi là vùng trống (không có nhiên liệu). Ở bên trong là khu vực chứa hàng ngàn hạt nhiên liệu TRISO nhỏ có đường kính chừng 0,8 mm. Theo X-energy thì có tới 18 ngàn hạt trong một viên như vậy.
Bản thân những hạt này cũng có một số lớp đệm bảo vệ trước khi vào tới lõi chứa uranium: ngoài cùng là vỏ carbon dày 0,04 mm và có thể chịu được tới 2000°C, rồi tới một lớp gốm silic cacbua (SiC) mỏng hơn nhưng siêu cứng và chịu nhiệt, sau đó lại có một lớp cacbon chịu nhiệt khác. Cuối cùng đi qua một lớp đệm xốp thì tới lõi, được làm bằng UCO (urani oxicacbua) hoặc UO₂ (urani oxit).
Một rủi ro lớn trong các sự cố hạt nhân truyền thống là sự tan chảy nhiên liệu, nhưng TRISO-X có khả năng hóa giải nguy cơ này. Nhờ lớp cacbon chịu nhiệt cao, lại thêm lớp đệm xốp giúp giảm áp lực, các hạt TRISO-X chịu được sức nóng đến 1800 độ C nên khó mà tan chảy hay bị vỡ trong điều kiện vận hành bình thường. Mỗi hạt TRISO-X còn là một rào chắn giúp ngăn các sản phẩm phân hạch rò rỉ ra ngoài do có lớp silic cacbua kín như bưng. Công ty cho biết khi đưa vào sử dụng thì một lò phản ứng Xe-100 sẽ dùng 200 ngàn viên TRISO-X.
Một trong 16 viên TRISO-X được đem đi chiếu xạ thử
Tại phòng thí nghiệm INL, các viên nhiên liệu TRISO-X sẽ được thử nghiệm trong lò phản ứng ở đó suốt 13 tháng. Họ sẽ chiếu xạ chúng dưới nhiều mức công suất, nhiệt độ và những mức độ tiêu hao khác nhau để mô phỏng các tình huống thực tế. Dù hơn 1 năm nữa mới có kết quả đánh giá, X-energy đã đón đầu sẵn khi đang cho xây nhà máy TX-1 tại bang Tennessee để sản xuất các viên này.
Theo Nucnet, X-energy.
