Uji coba yang jarang dilakukan selama 2.300 jam membuktikan segel grafit tahan terhadap panas reaktor garam cair
Para peneliti di Universitas Michigan (UM) telah berhasil menyelesaikan percobaan langka selama 2.300 jam yang menguji segel poros komersial dalam kondisi yang meniru kondisi reaktor garam cair (MSR). Fasilitas Uji Segel Poros yang dibuat khusus digunakan untuk menguji segel bushing grafit melingkar. Segel poros membutuhkan waktu sekitar 10 hari penggunaan agar dapat berfungsi dengan baik dan bekerja paling baik bila dipasangkan dengan gas argon. “Kinerja pompa dan segel yang andal sangat penting untuk penerapan teknologi reaktor garam cair yang aman dan praktis. Studi ini memberikan data eksperimental yang berharga dalam kondisi pengoperasian yang realistis dan membantu menutup kesenjangan pengetahuan yang penting untuk desain reaktor di masa depan,” kata Xiaodong Sun, seorang profesor teknik nuklir dan ilmu radiologi di UM. Daya tahan luar biasa Reaktor garam cair sangat efisien dan beroperasi pada tekanan lebih rendah dibandingkan reaktor konvensional berpendingin air. Namun, reaktor ini memerlukan segel yang sangat andal untuk mencegah keluarnya uap garam yang sangat korosif dan gas beracun (seperti hidrogen fluorida). Untuk mensimulasikan reaktor garam cair, para peneliti membangun fasilitas khusus yang menampilkan dua tangki baja tahan karat yang dihubungkan dengan pipa. Sistem ini menggunakan tangki bawah untuk menyimpan 32 kilogram garam FLiNaK, yang dimasukkan ke tangki primer atas melalui tekanan diferensial untuk meniru kondisi inti radioaktif. FLiNaK adalah campuran garam litium, natrium, dan kalium fluorida yang sangat mirip dengan perilaku garam inti radioaktif tanpa bahaya radiasi yang sebenarnya. Di dalam ruangan ini, poros yang terhubung ke motor listrik dilindungi oleh segel bushing grafit yang tersedia secara komersial. Penyiapan ini menguji ketahanan segel terhadap uap garam, suhu tinggi, dan kecepatan putaran (1.500 RPM) sambil bereksperimen dengan gas penutup inert yang berbeda. Dalam pengujian selama 2.300 jam menggunakan garam FLiNaK, Fasilitas Uji Segel Poros tidak menunjukkan korosi atau degradasi segel yang signifikan setelah pemeriksaan pasca pengujian. Segel komersial menjadi stabil setelah periode keausan 10 hari, di mana gesekan menciptakan celah mikroskopis yang menyeimbangkan tekanan internal. Pengujian juga menunjukkan bahwa suhu operasional dan kecepatan poros memiliki dampak kecil terhadap kinerja. Menariknya, pilihan gas penutup adalah kuncinya. Gas ini mengungguli helium dan nitrogen dengan mempertahankan tekanan tangki tertinggi pada laju aliran yang setara. Merancang reaktor masa depan Eksperimen ini membantu menutup kesenjangan pengetahuan yang sangat besar yang telah menghambat perluasan reaktor selama bertahun-tahun. Eksperimen jangka panjang yang melibatkan garam cair sangat jarang terjadi. Secara khusus, bahan-bahan tersebut sangat mudah menguap dan sulit untuk ditangani sehingga kurang dari 10 fasilitas di seluruh dunia telah berhasil melakukan percobaan menggunakan lebih dari 10 kilogram garam fluorida suhu tinggi selama lebih dari 100 jam. “Hasil ini membantu mengubah komponen pompa yang kurang dipelajari menjadi masalah teknik yang terukur dan memberikan panduan untuk desain segel di masa depan, optimalisasi dan peningkatan skala reaktor garam cair dan sistem energi canggih lainnya,” kata Shuai Che, lulusan doktoral teknik nuklir dan ilmu radiologi di UM dan penulis utama studi tersebut. Waktu penemuannya sangat tepat. Reaktor garam cair Gen-IV yang canggih secara bertahap akan dibangun, termasuk reaktor demonstrasi tingkat tinggi yang saat ini sedang dibangun di Oak Ridge, Tennessee. Oleh karena itu, studi UM memberikan kerangka kerja yang dapat segera ditindaklanjuti bagi pengembang industri. Temuan ini memberikan data teknik mengenai pembersihan radial dan pemilihan gas. Di masa depan, panduan ini dapat berfungsi sebagai panduan praktis untuk desain, optimalisasi, dan peningkatan skala reaktor garam cair generasi mendatang yang berefisiensi tinggi. Studi ini dipublikasikan di jurnal Progress in Nuclear Energy.
Diterbitkan : 2026-07-15 18:32:00
sumber : interestingengineering.com
