凯洛斯电力完成KP-BISON燃料性能代码验证确认

凯洛斯电力公司 (Kairos Power) 已完成KP-BISON燃料性能代码的验证与确认报告。该建模工具用于分析TRISO颗粒燃料在该公司氟化物盐冷却高温反应堆 (KP-FHR) 中的行为和完整性。

凯洛斯电力计划将最终报告提交美国核管理委员会 (NRC)，作为未来反应堆许可申请中燃料安全论证的一部分。若获得监管认可，KP-BISON将成为首个用于模拟盐冷反应堆中TRISO燃料性能的相关应用软件。

KP-FHR采用石墨燃料球设计，每个燃料球内含数千个约罂粟籽大小的TRISO颗粒。每个颗粒由碳氧化铀 (UCO) 燃料核和多层陶瓷、碳材料包覆层组成，用于限制裂变产物释放。凯洛斯电力的安全设计依托TRISO燃料颗粒与名为Flibe的氟化物熔盐冷却剂组合。前者在KP-FHR运行条件下不会熔化，并可作为独立包容屏障;后者则可对可能逸出的裂变产物提供额外滞留作用。

该设计还可在接近大气压条件下输出高温，从而降低对传统商业轻水堆所需大型安全壳等系统的依赖。

KP-BISON用于评估TRISO颗粒在温度、燃耗等不同因素影响下的性能。燃耗代表从燃料中提取的能量，相关工况变化会影响燃料核内部压力和包覆层受力状态。2018年起，凯洛斯电力建模与仿真团队与爱达荷国家实验室 (INL) 合作，在INL既有BISON燃料性能代码基础上开发KP-BISON。BISON是一套基于实验数据的燃料性能分析工具，可应用于轻水堆燃料棒、TRISO燃料以及金属棒状和板状燃料等多种燃料形式。

2019年，凯洛斯电力获得联邦资助，用于调整BISON代码，以评估其UCO燃料核在KP-FHR及Flibe冷却剂特定运行环境中的性能。研究团队选取部分曾用于高温气冷堆的TRISO模型并纳入KP-BISON，使其能够分析和预测KP-FHR在正常及非正常运行条件下的燃料性能裕度。

在验证过程中，研究团队通过测试一系列模型和材料属性，确认代码计算结果的准确性;随后又将KP-BISON的燃料性能计算结果与美国能源部先进气冷反应堆AGR-2项目的实际辐照实验数据进行比对。AGR-2项目采用的UCO燃料规格与凯洛斯电力燃料类型相同。

凯洛斯电力联合创始人兼首席技术官埃德·布兰福德 (Ed Blandford) 表示，这是美国首个达到这一里程碑、与系统安全相关的TRISO燃料代码，也是首次面向盐冷反应堆应用。

凯洛斯电力还计划在欧洲NRG帕拉斯公司 (NRG PALLAS) 对其最终燃料形式开展辐照测试。由于KP-FHR运行范围超出现有AGR鉴定范围，该公司将利用KP-BISON支持相关燃料辐照试验，以证明KP-FHR运行性能范围符合监管要求。

凯洛斯电力称，这项多年工作是其迭代开发战略的一部分，目标是在测试、建模和许可过程中逐步降低监管与技术不确定性，验证反应堆性能，并为后续项目部署提供支撑。