中国强流高功率质子加快器研制再创世界记载

我国强流高功率质子加快器研制再创世界记载

　　在全国人民庆祝新春佳节之际，我国加快器建树传来喜讯！

　　2月14日，记者从中国科学院近代物理研究所获悉，该所独立自主研制的加快器驱动次临界系统(ADS)超导直线加快器样机在国际上首次实现束流强度10毫安持续波质子束176千瓦运行指标，并于12日破晓2时20分，实现10毫安束流不变运行。事实上，回收全超导直线加快器加快5毫安以上持续波质子束此前从未在国际上被验证或实现。

　　ADS实际上是加快器和回响堆的“团结体”，可将乏燃料中那些半衰期高达数十万年的放射性废料酿成几百年的短寿命废料，将短寿命废料酿成裂变产品，并在此进程中发电。

　　射频超导强流高功率质子直线加快器是ADS三大要害系统之一。实现10毫安持续波强流高功率质子束不变加快是国际上近20多年来投入巨资建树并恒久追求的方针，无论物理上照旧技能上都存在前所未有的庞大挑战。

　　2011年，中科院提出了我国ADS成长蹊径图：第一阶段为道理验证阶段，即成立加快器驱动嬗变研究装置；第二阶段为技能验证阶段，即要成立加快器驱动嬗变示范装置；第三阶段为家产推广阶段。

　　同年，中科院启动计谋性先导专项(A类)“将来先进核裂变能——ADS嬗变系统”，旨在通过3个阶段的研发，自主成长ADS从试验装置到示范装置的全部焦点技能和系统集成技能。近代物理所自接到研发强流高功率质子超导直线加快器这一重大任务开始，10多年来静心攻关，自立自强，始终僵持要害焦点技能自主创新。

　　研究团队缔造了一个又一个世界记载：2014年实现了射频四极加快器10毫安持续波质子束不变运行，国际评审专家评价到达国际领先程度；2015年完成5兆电子伏、3毫安质子超导直线加快器研制和测试；2016年完成10兆电子伏、2毫安质子超导直线加快器研制；2017年25兆电子伏质子超导直线加快器通过专家测试和验收，在财务部的绩效评估中名列第一。

　　ADS先导专项验收后，固然保障条件有限，近代物理研究所仍然降服多方面坚苦，继承开展持续波高功率束流不变运行技能研究。2019年1月，实现了30千瓦持续波质子束功率大于100小时长时间不变运行这一重要阶段性成就；2021年1月再次取得打破性希望，持续波质子束最大束流强度到达5.6毫安、最大束流功率到达110.9千瓦，具备了百千瓦持续波束流运行的本领。

　　春节前，研究团队也并未松懈，仍然奋战在科研一线上，办理一个又一个困难，终于在大年三十破晓在国际上首次实现了10毫安持续波质子束加快，并在大年代朔实现10毫安下的束流快速规复和不变运行，功率到达176千瓦，供束可用性到达90%以上，再次刷新由他们团队本身缔造的持续波质子束流强度和束流功率世界记载。

　　当前，ADS超导直线加快器样机的持续波束流强度和功率均远超国际同类装置。此次ADS超导直线加快器样机乐成加快10毫安持续波质子束流，必将为我国在建的国度重大科技基本设施强流重离子加快器和加快器驱动嬗变研究装置提供坚定支撑，同时验证了将来ADS商用装置束流强度10毫安指标的可行性，为我国将来在国际上率先建树ADS商用装置和加快器驱动的先进核裂变能装置奠基基本。

　　这次重大打破首次验证了全超导直线加快器可以不变加快5—10毫安持续波质子束这一国际加快器规模恒久追求的方针，为国际上同类强流高功率加快器装置建树及其一系列重大应用提供了乐成先例。

　　数十兆瓦的高功率持续波质子超导加快器是核废物嬗变处理惩罚、罕有同位素出产、高通量中子源等国度重大计谋需求的焦点技能。在射频超导加快器建树和高功率不变运行上不绝取得的打破，奠基了核废物嬗变处理惩罚和新元素合成研究的基本，也将助力我国医用放射性同位素的局限量产。

　　科技日报记者 陆成宽

原标题：中国强流高功率质子加快器研制再创世界记载