أعلن معهد الصين للطاقة الذرية (CIAE) مؤخراً عن إحرازه تقدماً مهماً في تطوير جهاز مراقبة على الخط لمبرد المفاعل السريع المبرد بالصوديوم. قام الباحثون في المعهد بتطوير نموذج أولي يعتمد على تقنية مطيافية الانهيار المستحث بالليزر (LIBS)، ونجحوا لأول مرة على مستوى العالم في إجراء تحليل كمي لتركيزات ضئيلة من شوائب التحكم الرئيسية في الصوديوم السائل، وهما الأكسجين والحديد. يُعد هذا الإنجاز اختراقاً هاماً في مجال مراقبة جودة مبرد المفاعل السريع المبرد بالصوديوم، وقد نُشرت الورقة البحثية ذات الصلة في مجلة التحليل الطيفي الذري (Journal of Analytical Atomic Spectrometry)، وهي دورية علمية مرموقة في مجال التحليل الطيفي على المستوى الدولي.

يُعد المفاعل السريع المبرد بالصوديوم أحد الاتجاهات الرئيسية لتطوير تكنولوجيا الجيل الرابع من المفاعلات في الصين. من بين المهام الرئيسية لضمان تشغيله الآمن والفعال، المراقبة السريعة وعالية الدقة لمحتوى الشوائب في الصوديوم السائل المستخدم كمبرد.

لا تتطلب تقنية مطيافية الانهيار المستحث بالليزر أي معالجة مسبقة للعينة، ويمكنها إتمام عملية أخذ العينات والقياس في النظام نفسه. لذلك، تتمتع هذه التقنية بمزايا واضحة في المراقبة المستمرة لمبرد المفاعل السريع المبرد بالصوديوم. ومع ذلك، يمثل التحليل الكمي للشوائب الضئيلة في الصوديوم السائل عالي الحرارة تحدياً علمياً وتقنياً معقداً. تؤثر عوامل مثل النشاط الكيميائي العالي للصوديوم السائل، وتوليد رذاذ الصوديوم، وتناثر المصهور بشكل كبير على دقة القياس.

لحل هذه المشكلات، طور الباحثون في معهد هندسة المفاعلات التابع لمعهد الصين للطاقة الذرية نظام مراقبة على الخط يعتمد على تقنية LIBS. ولأول مرة، تم اعتماد طريقة مبتكرة لتنظيف الغاز الموجه في تصميم الجهاز، مما أدى إلى القضاء الفعال على تأثير رذاذ الصوديوم وتناثر المصهور على نتائج القياس.

بالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون موارد المختبرات المعتمدة من قبل اللجنة الوطنية الصينية لاعتماد المختبرات (CNAS) للتغلب بشكل مستقل على أحد أكثر التحديات صعوبة، وهو تقنية تحضير عينات قياسية من الصوديوم السائل المحتوي على شوائب ضئيلة. وبناءً على ذلك، تم لأول مرة على مستوى العالم إنشاء منحنى معايرة لتحديد محتوى الشوائب الخاضعة للتحكم في الصوديوم السائل باستخدام تقنية مطيافية الانهيار المستحث بالليزر. ستشهد المرحلة التالية من هذا المشروع تطوير واختبار نموذج أولي هندسي. من المتوقع أن توفر هذه النتائج دعماً هاماً لتطوير أنظمة تحليل ومراقبة مبرد المفاعلات السريعة المبردة بالمعادن السائلة، وأن تراكم الأساس التقني اللازم للمشاريع المستقبلية مثل الجيل الجديد من المفاعلات السريعة المبردة بالصوديوم المتكاملة.