美國(guó)能源部(DOE)MARVEL微堆的全尺寸非核原型堆已從Idaho州運(yùn)輸?shù)絇ennsylvania州的試驗(yàn)設(shè)施，并將用于試驗(yàn)鈉鉀和鉛鉍冷卻劑的性能。

該非核原型堆，稱(chēng)為主冷卻劑裝置試驗(yàn)(PCAT)，在Idaho美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(INL)建造，現(xiàn)已安裝在位于Pennsylvania州Freedom的Creative Engineers Inc(CEI)設(shè)施中，并將在此處裝載鈉鉀和鉛鉍冷卻劑用于試驗(yàn)，以收集系統(tǒng)溫度和冷卻劑流動(dòng)的數(shù)據(jù)。PCAT高12英尺(約3.66米)，重2000磅(約907公斤)，在試驗(yàn)期間將使用電力替代裂變作為動(dòng)力源，DOE表示最快將于7月開(kāi)始試驗(yàn)。

微堆應(yīng)用研究驗(yàn)證與評(píng)估(MARVEL)鈉鉀冷卻微堆功率為100 kW，預(yù)計(jì)將于2024年底在INL的瞬態(tài)反應(yīng)堆試驗(yàn)(TREAT)設(shè)施投入運(yùn)行。它將用于開(kāi)發(fā)監(jiān)管審批流程、試驗(yàn)微堆應(yīng)用、評(píng)估遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)自主控制技術(shù)，以及探索和試驗(yàn)微堆在儲(chǔ)熱、水凈化和區(qū)域供暖等應(yīng)用方面的能力。它還將連接到INL的首個(gè)核能微電網(wǎng)。

MARVEL首席設(shè)計(jì)和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Yasir Arafat表示，“對(duì)我們的物理模型進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)于任何新反應(yīng)堆開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的核質(zhì)量保證都至關(guān)重要。PCAT將生成此類(lèi)第一批數(shù)據(jù)，用于驗(yàn)證我們的熱工水力模擬工具，并量化MARVEL等液態(tài)金屬熱反應(yīng)堆的不確定性。”。

PCAT系統(tǒng)可能會(huì)留在CEI，以進(jìn)行進(jìn)一步的模擬和試驗(yàn)，直到MARVEL微堆本身開(kāi)始運(yùn)行，之后可能會(huì)返回INL，用于開(kāi)展額外的研究，以幫助推進(jìn)微堆技術(shù)。

MARVEL微堆的長(zhǎng)周期設(shè)備已在進(jìn)行制造，DOE表示，這將是40多年來(lái)INL第一個(gè)新的試驗(yàn)反應(yīng)堆。MARVEL由DOE通過(guò)微堆計(jì)劃(MRP)資助。

Marvel微堆是熱中子反應(yīng)堆，使用氫化鈾鋯(UZrH)燃料，由DOE Idaho運(yùn)營(yíng)辦公室(DOE-ID)審查和授權(quán)，根據(jù)美國(guó)國(guó)家環(huán)境政策法案(NEPA)要求開(kāi)展了安全審查、以及啟動(dòng)和運(yùn)行的補(bǔ)充成熟度評(píng)估。為了加快部署速度，Marvel將利用現(xiàn)有運(yùn)行的B類(lèi)反應(yīng)堆設(shè)施、批準(zhǔn)的設(shè)施安全基礎(chǔ)、運(yùn)行人員和最近的重啟經(jīng)驗(yàn)，在INL的TREAT設(shè)施中建造。

Marvel團(tuán)隊(duì)由來(lái)自INL、Argonne美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Los Alamos美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Walsh Engineering、Qnergy、Munro & Associates、和CEI的人員組成。DOE的微堆計(jì)劃支持與開(kāi)發(fā)、演示和部署超小型、工廠化、可運(yùn)輸反應(yīng)堆相關(guān)的技術(shù)，為去中心化民用、工業(yè)提供電力和熱量。作為NEPA進(jìn)程的一部分，DOE已經(jīng)進(jìn)行了環(huán)境評(píng)估(EA)，分析了在INL的TREAT設(shè)施內(nèi)建造Marvel的潛在環(huán)境影響，DOE最終發(fā)布EA的結(jié)論是該項(xiàng)目“沒(méi)有重大影響”。DOE還批準(zhǔn)了一項(xiàng)安全設(shè)計(jì)策略。Marvel目前處于最終設(shè)計(jì)階段，計(jì)劃在2023年完成90%的建造，2024年完成裝料和首次臨界。