El Instituto de Energía Atómica de China (CIAE, por sus siglas en inglés) anunció recientemente un importante progreso en el desarrollo de dispositivos de monitoreo en línea para refrigerantes de reactores rápidos refrigerados por sodio. Los investigadores del instituto, basándose en la tecnología de Espectroscopia de Ruptura Inducida por Láser (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS), han desarrollado un prototipo funcional y, por primera vez a nivel mundial, han realizado un análisis cuantitativo de las concentraciones traza de oxígeno y hierro, impurezas clave de control en sodio líquido. Este logro representa un avance significativo en el campo del control de calidad de refrigerantes para reactores rápidos refrigerados por sodio, y el artículo relacionado ha sido publicado en la prestigiosa revista internacional de espectroscopia Journal of Analytical Atomic Spectrometry.
El reactor rápido refrigerado por sodio es una de las direcciones clave de desarrollo de la tecnología de reactores de cuarta generación en China. Una de las tareas fundamentales para garantizar su operación segura y eficiente es el monitoreo rápido y de alta precisión del contenido de impurezas en el sodio líquido utilizado como refrigerante.
La tecnología de Espectroscopia de Ruptura Inducida por Láser no requiere pretratamiento de la muestra y puede completar los procesos de muestreo y medición en un mismo sistema. Por lo tanto, esta tecnología ofrece ventajas significativas para el monitoreo continuo del refrigerante de reactores rápidos refrigerados por sodio. Sin embargo, el análisis cuantitativo de impurezas traza en sodio líquido a alta temperatura es un desafío científico y técnico complejo. Factores como la alta reactividad química del sodio líquido, la generación de aerosoles de sodio y las salpicaduras del fundido afectan significativamente la precisión de la medición.
Para resolver estos problemas, los investigadores del Instituto de Ingeniería de Reactores del CIAE desarrollaron un sistema de monitoreo en línea basado en la tecnología LIBS. En el diseño del dispositivo, se adoptó por primera vez un innovador método de barrido con gas dirigido, que elimina eficazmente el impacto de los aerosoles de sodio y las salpicaduras del fundido en los resultados de la medición.
Además, los investigadores, utilizando los recursos de laboratorio acreditados por el Servicio Nacional de Acreditación de China (CNAS, por sus siglas en inglés), superaron de forma independiente uno de los desafíos más difíciles: la tecnología de preparación de muestras estándar de sodio líquido que contiene impurezas traza. De este modo, se estableció por primera vez a nivel mundial una curva de calibración para la determinación del contenido de impurezas de control en sodio líquido mediante Espectroscopia de Ruptura Inducida por Láser. La siguiente fase del proyecto se centrará en el desarrollo y las pruebas de un prototipo de ingeniería. Se espera que este resultado proporcione un soporte importante para la actualización de los sistemas de análisis y monitoreo de refrigerantes de reactores rápidos refrigerados por metal líquido, y que acumule la base técnica necesaria para futuros proyectos, como los reactores rápidos refrigerados por sodio integrados de nueva generación.