USA: Reaktorentwickler Oklo nutzt staatliche Flüssigmetall-Testanlage

Das staatliche Forschungsinstitut ANL unterstützt Unternehmen beim Entwickeln von Schnellen flüssigmetallgekühlten Reaktoren. Dazu hat ANL die Testanlage «Thermal Hydraulic Experimental Test Article» (Theta) innerhalb der grösseren Testanlage «Mechanisms Engineering Test Loop» (METL, YouTube-Video) installiert.

«Theta enthält alle wesentlichen Komponenten eines Schnellen natriumgekühlten Reaktors», schreibt das amerikanische Department of Energy (DOE), das die Entwicklung neuer Reaktortechniken fördert. Mit dieser Testanlage würden Daten für die Validierung von Codes für die Thermohydraulik und die Sicherheitsanalyse von Reaktoren gesammelt. Zudem diene sie zum Entwickeln und Testen von Komponenten und Sensoren für Reaktoren mit Natriumkreislauf.

«Theta wird den Forschern helfen, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie das Kühlmittel unter allen Betriebsbedingungen durch den Reaktor fliesst. Ziel der Theta-Modellierung ist die Identifizierung von Parametern, die das Grundlagenwissen für besser vorhersagbare Sicherheitsmargen erweitern, das Festlegen höherer Betriebstemperaturen erlauben und einen effizienteren Leistungsbetrieb ermöglichen», so ANL. Die Anlage werde «sowohl Nennbedingungen als auch Störfälle durch Strömungsverlust in einem Schnellen natriumgekühlten Reaktor simulieren».

Das DOE beschreibt Theta als eine Testanlage vom Schwimmbad-Typ, die aus einem Primär- und Sekundärkreislauf besteht und alle wesentlichen Komponenten eines Schnellen natriumgekühlten Reaktors enthält. Im Primärkreislauf sind Komponenten wie der elektrisch beheizte Kern in einen Pool mit 450 Litern flüssigem Natrium eingetaucht. Der Sekundärkreislauf liegt ausserhalb des Natriumbeckens und enthält unter anderem einen Natrium-Luft-Wärmetauscher. Temperaturprofile werden mit faseroptischen Sensoren erfasst.

Oklo nutzt Theta als erstes Unternehmen
Das DOE hat 2015 das Unterstützungsprogramm Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear (Gain) ins Leben gerufen. Kleine Nuklearunternehmen sollen mit Gain einen besseren Zugang zu technischer, regulatorischer und finanzieller Unterstützung erhalten, damit sie ihre neuen fortgeschrittenen Reaktorkonzepte einfacher kommerzialisieren können. Die am Programm teilnehmenden Unternehmen erhalten Gutscheine, die sie bei den nationalen Laboratorien einlösen können, um Unterstützung bei Forschung oder technischen Fragen zu erhalten. Sie müssen eine Kostenbeteiligung von mindestens 20% leisten.

Dank eines Gain-Gutscheins kann Oklo nun Theta als erster Reaktorentwickler nutzen. Dies für seinen Mikroreaktor Aurora Powerhouse. «Theta stellt eine einzigartige Gelegenheit dar, bei der experimentelle und rechnergestützte Forscher eng bei den Anforderungen und der Auslegung von Experimenten zusammenarbeiten können, wobei der Schwerpunkt auf den Bedürfnissen der Industrie für die Zulassung fortgeschrittener Reaktoren liegt», sagte Lander Ibarra, leitender Nuklearingenieur von ANL. «Oklo kann über den Gain-Gutschein direktes Feedback zu den Validierungsdaten geben und so das Risiko mindern, dem Reaktorentwickler bei der Arbeit mit älteren Messdaten ausgesetzt sind», so Ibarra.