Doświadczalna reaktora roztopioną sól (w języku angielskim: Stopiona sól reaktora doświadczalnego , SERM) był eksperymentalny stopiona sól reaktor o mocy 7,4 MW zbudowany na Oak Ridge National Laboratory (ORNL) Stanach Zjednoczonych w roku 1964. W roku 1965 rozbieżne i działał do 1969 roku.
Następujący po ARE ( Aircraft Reactor Experiment ) projekt MSRE miał na celu zademonstrowanie wykonalności koncepcji reaktora mocy ze stopioną solą. Przebadano trzy rodzaje materiałów rozszczepialnych: uran-235 , uran-233 i ostatecznie pluton-239 . Pierwotnie planowano uruchomić SERM z mieszaniną toru-232 i uranu-233, ale ten program testowy został anulowany.
MSRE nie jest reaktorem napędzanym przez generator. Ciepło wytwarzane w rdzeniu jest przekazywane do obwodu wtórnego, którego chłodziwo jest również stopioną solą (bez paliwa), a następnie jest uwalniane do atmosfery przez układ chłodzenia składający się z chłodnicy i wentylatorów.
MSRE działał przez 1,5 roku ekwiwalentu pełnej mocy.
MSRE to reaktor ze stopioną solą, dlatego jego paliwo jest płynne i krąży w obwodzie pierwotnym dzięki pompie. Sól palna wchodzi do naczynia podstawowego od góry i spływa w dół w pierścieniowej przestrzeni wzdłuż ścian, utrzymując je w ten sposób w niskiej temperaturze, a następnie wchodzi do rdzenia od dołu i nagrzewa się, gdy przez niego przechodzi. Sól palna przechodzi następnie przez wymiennik ciepła, gdzie przekazuje swoje ciepło do obwodu wtórnego, również w postaci stopionych soli. Sól wtórna, napędzana przez drugą pompę, rozprasza ciepło przekazywane z obwodu pierwotnego do atmosfery przez wymiennik ciepła.
Użyta sól FLiBe jest mieszaniną fluorku litu-7 ( 7 LiF) i fluorku berylu ( BeF 2 ). Służy jako nośnik ciepła w obwodzie wtórnym oraz jako rozpuszczalnik paliwa w postaci czterofluorku uranu (UF 4 ) w obwodzie pierwotnym.
Sól palna zawiera również czterofluorek cyrkonu (ZrF 4) , aby zapobiec wytrącaniu się tlenków uranu w obwodzie pierwotnym.
Wybrano fluorek litu ze względu na jego właściwości termohydrauliczne i doskonałe zachowanie w warunkach napromieniowania oraz fluorek berylu w celu obniżenia temperatury topnienia soli. Podsumowując, palny sól jest w postaci: 7 LiF-BeF 2 -ZrF 4 -uf 4 (65-29.1-5-0.9% mol) oraz sól wtórnego: LiF-BeF 2 (66-34% molowych ).
Wszystkie pierwiastki stykające się z solą, z wyjątkiem grafitu, to Hastelloy-N , wcześniej nazywany INOR-8. Jest to stop o wysokiej zawartości niklu i molibdenu opracowany w ORNL i specjalnie zaprojektowany, aby był odporny na korozję powodowaną przez sole fluorkowe.
MSRE to reaktor neutronów termicznych , moderowany grafitem. Rolą grafitu jest moderowanie neutronów w celu zwiększenia przekroju rozszczepienia jąder rozszczepialnych, a tym samym zmniejszenie ich zapasów. Rdzeń składa się z 513 prętów grafitowych o dużej gęstości o przekroju kwadratowym, których krawędzie są wydrążone, tworząc prostokątny półkanał z zaokrąglonymi krawędziami, w których krąży paliwo płynne. Objętość grafitu w rdzeniu stanowi 77,5% całkowitej objętości. Ponieważ sole fluorkowe nie zwilżają grafitu, zastosowano go bez okładziny. Zanieczyszczenie grafitu solą palną było więc ograniczone.
Pompa pierwotna zapewnia cyrkulację soli palnej w obiegu pierwotnym przy nominalnym natężeniu przepływu 76 l / s. W korpusie pompy znajduje się naczynie wzbiorcze do pomiaru poziomu wolnej soli, ekstrakcji gazowych produktów rozszczepienia poprzez cyrkulację helu i wtryskiwania uranu.
Film ORNL z 1969 roku na temat budowy i działania reaktora MSRE