विकिरण पिघले हुए नमक रिएक्टरों में क्षरण को कम करता है: परमाणु ऊर्जा के लिए एक नई उम्मीद

उच्च तापमान और आयनकारी विकिरण परमाणु रिएक्टरों के अंदर अत्यधिक संक्षारक वातावरण बनाते हैं। लंबे समय तक चलने वाले रिएक्टरों को डिजाइन करने के लिए, वैज्ञानिकों को यह समझना होगा कि विकिरण-प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रियाएं संरचनात्मक सामग्रियों को कैसे प्रभावित करती हैं। अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) के ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी और इडाहो नेशनल लेबोरेटरी के रसायनज्ञों ने हाल ही में प्रयोग किए हैं, जिसमें दिखाया गया है कि विकिरण-प्रेरित प्रतिक्रियाएं पिघले हुए लवणों द्वारा ठंडा किए गए एक नए प्रकार के रिएक्टर में रिएक्टर धातुओं के क्षरण को कम करने में मदद कर सकती हैं। उनके निष्कर्ष फिजिकल केमिस्ट्री केमिकल फिजिक्स पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं। ब्रुकहेवन लैब के एक प्रतिष्ठित रसायनज्ञ और अनुसंधान के नेता जेम्स विशार्ट ने समझाया, "पिघला हुआ नमक रिएक्टर सुरक्षित, स्केलेबल परमाणु ऊर्जा उत्पादन के लिए एक उभरती हुई तकनीक है। ये उन्नत रिएक्टर पारंपरिक जल-ठंडा रिएक्टर प्रौद्योगिकियों की तुलना में उच्च, अधिक कुशल तापमान पर काम कर सकते हैं, जबकि अपेक्षाकृत परिवेश दबाव बनाए रखते हैं।" जल-ठंडा रिएक्टरों के विपरीत, पिघला हुआ नमक रिएक्टर एक शीतलक का उपयोग करते हैं जो पूरी तरह से सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों से बना होता है, जो केवल उच्च तापमान पर तरल अवस्था में रहते हैं। यह टेबल नमक के क्रिस्टल को पिघलाने के समान है जब तक कि वे बिना किसी अन्य तरल को मिलाए बह न जाएं। वैज्ञानिक विशेष रूप से क्रोमियम को ट्रैक करने से चिंतित थे, जो पिघले हुए नमक परमाणु रिएक्टरों के लिए प्रस्तावित धातु मिश्र धातुओं का एक लगातार घटक है। जैसे ही क्रोमियम पिघले हुए नमक में घुल जाता है, इसके कुछ रासायनिक रूप क्षरण प्रक्रियाओं को तेज कर सकते हैं, जिससे रिएक्टर की संरचनात्मक अखंडता और प्रदर्शन से समझौता हो सकता है। क्रोमियम आयन ऑक्सीकरण राज्यों का वितरण - इन आयनों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए कितने इलेक्ट्रॉन रिक्त स्थान उपलब्ध हैं - वह कारक हो सकता है जो यह निर्धारित करता है कि क्षरण होता है या नहीं। विशार्ट और उनके सहयोगियों ने पिघले हुए नमक में विकिरण द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के साथ दो प्रकार के क्रोमियम आयनों की प्रतिक्रियाओं की दरों और तापमान निर्भरता को मापने के लिए सुविधाओं का उपयोग किया। विशार्ट ने कहा, "हमारे विश्लेषण से संकेत मिलता है कि पिघले हुए नमक के वातावरण में विकिरण का शुद्ध प्रभाव संक्षारक Cr3+ को कम संक्षारक Cr2+ में परिवर्तित करना है।" यह शोध ऊर्जा विभाग के विज्ञान कार्यालय द्वारा 2018 में ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी में स्थापित चरम वातावरण ऊर्जा फ्रंटियर अनुसंधान केंद्र में पिघले हुए लवणों का एक उत्पाद था, जिसका उद्देश्य परमाणु वातावरण में पिघले हुए लवणों के मौलिक गुणों और संभावित अनुप्रयोगों का पता लगाना था।