TVA и Kairos Power объявили о строительстве маломощного демонстрационного реактора Kairos Hermes с жидкосолевым охлаждением и галечным слоем в Технологическом парке Восточного Теннесси (ETTP).

В США ядерная энергетика становится все более привлекательной, но речь идет не о строительстве новых огромных реакторов, которые преобладали в американской ядерной промышленности. В настоящее время такие агентства, как TVA, которая генерирует 40 % ядерной энергии США, больше интересуются передовыми и нестандартными конструкциями станций, такими как небольшие модульные реакторы и реакторы с каменным слоем, такие как Hermes.

В обычном реакторе топливо имеет форму таблеток обогащенного урана или плутония, установленных внутри топливных стержней, размещенных в геометрической матрице, перемежающейся с регулирующими стержнями, чтобы сформировать активную зону реактора, погруженную в воду. Топливные стержни расположены достаточно близко друг к другу, чтобы начать ядерную реакцию, вода замедляет нейтроны, извергаемые расщепляющимися атомами, чтобы поддерживать реакцию, а стержни управления не дают реакции выйти из-под контроля и вызвать расплавление.

В реакторе с галечным слоем стержни заменены сферами размером с теннисный мяч, сделанными из слоев обогащенного ядерного топлива и графита, который действует как замедлитель, и покрытых керамикой. Тысячи этих сфер или камешков засыпаны внутрь реактора, где они запускают и поддерживают ядерную реакцию при высоких температурах без потребности в управляющих стержнях. 

В большинстве реакторов с галечным слоем активная зона обычно охлаждается таким газом, как гелий, азот или диоксид углерода. Хотя концепция реактора с галечным слоем существует с 1947 года, а принцип прост и саморегулируется, необходимо было преодолеть ряд технических препятствий, поэтому все реакторы, которые были построены, были исследовательскими или прототипными.

Hermes является демонстрационным реактором для разработки технологий, которые войдут в усовершенствованные реакторы будущего для реальной эксплуатации. Вместо газа в нем используются расплавленные фторидные соли. Если вода имеет температурный диапазон 100 ° C от плавления до кипения и может превратиться в пар, фторидные соли имеют диапазон более 1000 ° C, что позволяет им передавать огромное количество тепла при обычном давлении. Кроме того, они химически стабильны, могут работать без громоздких и дорогих защитных конструкций высокого давления, а в случае отказа реактора они могут поддерживать температуру активной зоны за счет естественной циркуляции.

После пуска в эксплуатацию Hermes будет вырабатывать 140 МВтЭ при рабочей температуре 585 ° C, используя гальку, содержащую топливо с обогащением до 19,75%.