เครื่องปฏิกรณ์เกลือเสถียร (SSR) เป็นการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่อยู่ระหว่างการพัฒนาโดย Moltex Energy Canada Inc. ^{[ 1 ]}และบริษัทในเครือ Moltex Energy USA LLC ซึ่งตั้งอยู่ในแคนาดาสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรรวมถึงMoltexFLEX Ltd.ซึ่งตั้งอยู่ในสหราชอาณาจักร

การออกแบบ SSR ที่กำลังพัฒนาโดย Moltex Energy Canada Inc. คือเครื่องปฏิกรณ์เกลือเสถียรแบบเผาของเสีย (SSR-W)ซึ่งรวมเอาองค์ประกอบของเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวและมีเป้าหมายเพื่อให้มีคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่ดีขึ้น ( ปลอดภัยโดยเนื้อแท้ ) และความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ( ต้นทุนการผลิตไฟฟ้า เฉลี่ยตลอดอายุการใช้งาน 45 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงหรือน้อยกว่า ) เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา แบบดั้งเดิม

SSR กำลังได้รับการออกแบบเพื่อให้ไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างและส่วนประกอบกักเก็บที่มีราคาแพงเพื่อลดการปล่อยสารกัมมันตรังสีในสถานการณ์อุบัติเหตุ การออกแบบนี้จะป้องกันการปนเปื้อนทางรังสีในวงกว้างแบบที่เกิดขึ้นในอุบัติเหตุเชอร์โนบิลหรือ ฟุกุชิมะ เนื่องจากไอโซโทปที่เป็นอันตรายใดๆ ที่อาจลอยอยู่ในอากาศจะถูกผูกมัดทางเคมีกับสารหล่อเย็น^{[ 2 ]}นอกจากนี้ การออกแบบแบบโมดูลาร์จะช่วยให้สามารถผลิตส่วนประกอบในโรงงานและจัดส่งไปยังไซต์งานโดยการขนส่งทางถนนมาตรฐาน ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนและระยะเวลาในการก่อสร้าง

การออกแบบเชื้อเพลิงเป็นการผสมผสานระหว่างชุดประกอบเชื้อเพลิง ของเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบา และวิธีการของเครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวแบบดั้งเดิม ซึ่งเชื้อเพลิงจะผสมกับสารหล่อเย็น ส่วนผสมเชื้อเพลิงเกลือเหลวบรรจุอยู่ภายในชุดประกอบเชื้อเพลิงที่คล้ายคลึงกับเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาในปัจจุบัน จากนั้นชุดประกอบเชื้อเพลิงจะถูกจุ่มลงในสระน้ำหล่อเย็นเกลือเหลว

Moltex Energy Canada Inc. วางแผนที่จะติดตั้ง SSR-W และโรงงานรีไซเคิลขยะที่เกี่ยวข้องในนิวบรันสวิก ประเทศแคนาดา โดยร่วมมือกับ NB Power ^{[ 3 ]}บริษัทได้รับการสนับสนุนและเงินทุนจากรัฐบาลกลางแคนาดา^{[ 4 ]}รัฐบาลนิวบรันสวิก^{[ 5 ] NB} Power , Ontario Power Generation [ ^{6 ] ARPA} - E ^{[ 7 ] [ 8 ]} IDOM [ ^{9 ]} SNC Lavalin ^{[ 10 ]}

หน่วยพื้นฐานของแกนปฏิกรณ์คือชุดประกอบเชื้อเพลิง ในเครื่องปฏิกรณ์ SSR-W แต่ละชุดประกอบประกอบด้วยท่อเชื้อเพลิงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มิลลิเมตรเกือบ 300 ท่อ บรรจุด้วยเกลือเชื้อเพลิงสูง 1.8 เมตร ท่อเหล่านี้มีช่องระบายก๊าซแบบ "กระดิ่งดำน้ำ" อยู่ด้านบนเพื่อให้ก๊าซฟิสชันระบายออก ชุดประกอบจะถูกลำเลียงเข้าไปในแกนปฏิกรณ์ในแนวตั้ง โดยชุดประกอบใหม่จะเข้าทางห้องปรับความดันอากาศและใส่เข้าไปในแกนปฏิกรณ์ผ่านเครื่องเติมเชื้อเพลิง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเสถียร (SSR) ถูกออกแบบโดยคำนึงถึงคุณลักษณะด้านความปลอดภัยโดยธรรมชาติเป็นหลัก ไม่จำเป็นต้องมีผู้ควบคุมหรือระบบควบคุมใดๆ เพื่อรักษาสภาพของเครื่องปฏิกรณ์ให้ปลอดภัยและเสถียร คุณลักษณะด้านความปลอดภัยโดยธรรมชาติหลักของ SSR มีดังต่อไปนี้

ประเทศส่วนใหญ่ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์วางแผนที่จะจัดเก็บเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้วไว้ใต้ดินลึกจนกว่า ระดับ กัมมันตภาพรังสีจะลดลงจนใกล้เคียงกับยูเรเนียมธรรมชาติ เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบใช้เชื้อเพลิงใช้แล้ว (SSR-W) สามารถรับกากกัมมันตรังสีได้ ประเทศเหล่านั้นจึงสามารถใช้เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้เพื่อลดปริมาณกากกัมมันตรังสีที่จะต้องจัดเก็บในระยะยาวได้

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ SSR-W ทำงานในช่วงคลื่นความถี่เร็ว มีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนธาตุแอคติไนด์ที่มีอายุยืนยาวให้เป็นไอโซโทปที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในปัจจุบันที่ใช้เชื้อเพลิงจากเชื้อเพลิงใช้แล้วที่ผ่านการแปรรูปใหม่ จำเป็นต้องใช้พลูโทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงมากเพื่อสร้างเม็ดเชื้อเพลิงที่มีเสถียรภาพ แต่ SSR-W สามารถมีธาตุแลนทานอยด์และแอคติไนด์ปนเปื้อนในเชื้อเพลิงได้ในระดับใดก็ได้ ตราบใดที่ยังสามารถทำงานได้ ความบริสุทธิ์ในระดับต่ำนี้ช่วยลดความซับซ้อนของวิธีการรีไซเคิลของเสียที่มีอยู่ได้อย่างมาก

วิธีการรีไซเคิลที่เป็นที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายนั้นใช้กระบวนการไพโรโพรเซสซิ่ง (pyroprocessing ) รายงานปี 2016 จากห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์ของแคนาดาเกี่ยวกับการรีไซเคิลเชื้อเพลิง CANDU ประมาณการว่ากระบวนการไพโรโพรเซสซิ่งจะมีต้นทุนประมาณครึ่งหนึ่งของกระบวนการแปรรูปแบบดั้งเดิม กระบวนการไพโรโพรเซสซิ่งสำหรับ SSR-W ใช้ขั้นตอนเพียงหนึ่งในสามของกระบวนการไพโรโพรเซสซิ่งแบบดั้งเดิม ซึ่งจะทำให้มีต้นทุนที่ถูกกว่ามาก และอาจแข่งขันได้กับต้นทุนการผลิตเชื้อเพลิงใหม่จากยูเรเนียมที่ขุดได้

ของเสียจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ SSR-W จะอยู่ในรูปของเกลือแข็งบรรจุในหลอด ซึ่งสามารถนำไปทำให้เป็นแก้วและเก็บไว้ใต้ดินได้นานกว่า 100,000 ปี ตามแผนในปัจจุบัน หรืออาจนำไปรีไซเคิลก็ได้ ในกรณีนั้นผลิตภัณฑ์จากการแตกตัวของนิวเคลียส จะถูกแยกออกและเก็บไว้อย่างปลอดภัยที่ระดับพื้นดินเป็นเวลาหลายร้อยปี ซึ่งจำเป็นต่อการสลายตัวจนมีระดับกัมมันตภาพรังสีใกล้เคียงกับแร่ยูเรเนียม ส่วน แอคติไนด์ที่มีอายุยืนยาวและก่อให้เกิดปัญหารวมถึงเชื้อเพลิงที่เหลือ จะถูกนำกลับเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อเผาไหม้และเปลี่ยนสภาพเป็นไอโซโทปที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

บริษัทวิศวกรรมนิวเคลียร์อิสระในสหราชอาณาจักรประเมิน ต้นทุนการลงทุนของ SSR-W ไว้ที่ 1,950 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์^{[ 13 ]}เพื่อเปรียบเทียบ ต้นทุนการลงทุนของโรงไฟฟ้าถ่านหินบดละเอียดที่ทันสมัยในสหรัฐอเมริกาอยู่ที่ 3,250 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ และต้นทุนของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่อยู่ที่ 5,500 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์^{[ 14 ]}คาดว่าจะมีการลดต้นทุนนี้ลงอีกสำหรับการก่อสร้างแบบโมดูลาร์ในโรงงาน

ต้นทุนเงินทุนที่ต่ำนี้ส่งผลให้ต้นทุนไฟฟ้าเฉลี่ย (LCOE) อยู่ที่ 44.64 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง โดยมีศักยภาพในการลดลงเพิ่มเติมอย่างมาก เนื่องจากความเรียบง่ายและความปลอดภัยโดยธรรมชาติของ SSR ที่มากกว่า^{[ 15 ]}

เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในช่วงก่อนการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ ตัวเลขต้นทุนการลงทุนและต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุการใช้งาน (LCOE) จึงเป็นเพียงค่าประมาณ และอาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงได้ในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาและการขออนุญาตใช้สิทธิ

สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าพลังงานนิวเคลียร์จะยังคงมีบทบาทเล็กน้อยในระบบพลังงานโลก โดยมีโอกาสทางการตลาดอยู่ที่ 219 กิกะวัตต์ (GWe) จนถึงปี 2040 ด้วยการปรับปรุงด้านเศรษฐศาสตร์ของโครงการ SSR (Surface Energy Reinforcement Technology) บริษัท Moltex Energy คาดการณ์ว่ามีศักยภาพที่จะเข้าถึงตลาดที่มีขนาดมากกว่า 1,300 กิกะวัตต์ภายในปี 2040

สิทธิบัตรพื้นฐานเกี่ยวกับการใช้เชื้อเพลิงเกลือหลอมเหลวที่ไม่ต้องสูบจ่ายนั้นมอบให้แก่ Moltex Energy Ltd ในปี 2557 ^{[ 16 ]}และมีการยื่นขอและได้รับสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับการนำไปใช้เพิ่มเติมตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

SSR-W ได้ดำเนินการตรวจสอบการออกแบบของผู้ขายระยะที่ 1 ^{[ 17 ]} เสร็จสิ้นแล้ว ร่วมกับคณะกรรมการความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ของแคนาดาทั้งรัฐบาลสหรัฐฯ^{[ 18 ] [ 19 ]}และรัฐบาลแคนาดา^{[ 20 ] [ 21 ]}ต่างสนับสนุนการพัฒนาองค์ประกอบของเทคโนโลยี SSR

นอกเหนือจากการคัดเลือกเพื่อรับการสนับสนุนการพัฒนาโดยรัฐบาลสหรัฐฯ และแคนาดาที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว SSR ยังได้รับการระบุว่าเป็นเทคโนโลยี SMR ชั้นนำจากการวิเคราะห์ของ Tractebel ในปี 2020 ^{[ 22 ]}และ SSR-W ได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งในสองผู้สมัคร SMR สำหรับการพัฒนาต่อไปโดย NB Power จากผู้สมัครทั้งหมด 90 ราย^{[ 23 ]}นอกจากนี้ยังได้รับการคัดเลือกให้เป็นส่วนหนึ่งของการแข่งขันเครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขั้นสูงระยะที่ 1 ของรัฐบาลสหราชอาณาจักร แต่ไม่ได้รับการคัดเลือกสำหรับส่วนของเงินทุนในระยะที่ 2 ^{[ 24 ]}

สื่อที่เกี่ยวข้องกับเครื่องปฏิกรณ์เกลือเสถียรในวิกิมีเดียคอมมอนส์

• วิดีโอแนะนำเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์เกลือเสถียร (YouTube)
• เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมเหลวแบบโมดูลาร์ – วิธีที่ง่ายกว่าในการใช้เชื้อเพลิงเกลือหลอมเหลว – เอียน สก็อตต์ บริษัท โมลเท็กซ์ เอนเนอร์จี