Kairos Power fait progresser l'application du sel de Flibe pour soutenir le développement du réacteur à haute température KP-FHR

Kairos Power a indiqué le 29 juillet que son réacteur à haute température refroidi par sel de fluorure (KP-FHR) figurerait parmi les premiers réacteurs à adopter un caloporteur à base de sel de fluorure. Ce caloporteur, généralement appelé Flibe, est composé de fluorure de lithium (LiF) et de fluorure de béryllium (BeF₂). Dans les années 1960, l'Oak Ridge National Laboratory a utilisé ce matériau comme caloporteur dans le cadre de l'expérience de réacteur à sels fondus.

Selon Kairos Power, le Flibe présente une capacité thermique massique élevée, lui permettant d'absorber et de transférer efficacement la chaleur générée dans le cœur du réacteur. Par rapport à certains systèmes de réacteurs refroidis au sodium ou à l'hélium, le sel de fluorure présente certains avantages en matière de transport de chaleur, contribuant ainsi à ce que le KP-FHR atteigne une puissance de sortie élevée dans une conception plus compacte.

Le point d'ébullition du Flibe est d'environ 1430 °C, une valeur supérieure à la plage de températures de fonctionnement définie pour le réacteur commercial de l'entreprise. Cette caractéristique permet au KP-FHR de fonctionner à haute température et à une pression proche de la pression atmosphérique, améliorant ainsi l'efficacité du système et réduisant le besoin de composants de réacteur à parois épaisses sous haute pression.

En ce qui concerne les caractéristiques de sûreté, le Flibe complète également le combustible à particules tristructurales isotropes (TRISO). Kairos Power indique que si des produits de fission étaient libérés du combustible à particules enrobées de céramique, le sel fondu pourrait les absorber et les retenir, offrant ainsi une barrière de confinement fonctionnelle supplémentaire au réacteur et contribuant à réduire l'emprise des systèmes liés à la sûreté.

Outre sa fonction de refroidissement, le Flibe peut également jouer un certain rôle de modération. Le KP-FHR s'appuie principalement sur le modérateur en graphite pour réduire l'énergie des neutrons, mais le lithium et le béryllium contenus dans le Flibe sont des éléments légers qui peuvent absorber une partie de l'énergie lors des collisions avec les neutrons rapides, réduisant ainsi davantage la vitesse des neutrons. L'entreprise indique que ses installations utilisent un sel enrichi en isotope lithium-7 afin de soutenir les performances du réacteur et le maintien stable de la réaction en chaîne.

Kairos Power souligne également que le Flibe présente une stabilité chimique dans les environnements à haute température normaux, à l'abri de l'oxygène et de l'humidité. Les centrales KP-FHR seront équipées de systèmes de contrôle chimique et de systèmes à gaz inerte afin de limiter le contact du sel fondu avec l'air et d'éliminer en continu les impuretés à l'état de traces, soutenant ainsi le fonctionnement à long terme.

En ce qui concerne la chaîne d'approvisionnement, Kairos Power fait progresser l'intégration verticale de la production de Flibe. L'entreprise construit actuellement une installation de production de sel (SPF) sur son campus de recherche et développement de fabrication à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, prévue pour fournir du sel fondu Flibe à la centrale de démonstration à l'échelle commerciale Hermes 2 à Oak Ridge, dans le Tennessee, ainsi qu'aux futurs réacteurs commerciaux. Cette installation utilisera également un nouveau procédé développé par Kairos Power pour enrichir le sel en isotope lithium-7, afin d'améliorer les performances du réacteur.

La construction de la nouvelle installation s'appuiera sur l'expérience de l'usine de purification du sel fondu de Kairos Power située à Elmore, dans l'Ohio. Cette usine de purification produit actuellement un caloporteur en sel de haute pureté pour les installations d'essais non nucléaires de l'entreprise et a accumulé une expérience dans la production, le traitement et la manipulation du Flibe.