在先进核能路上披荆棘丨“率先动作”打算

 
 
在先进核能路上披荆棘丨“率先动作”打算  
 

■本报见习记者 任芳言

“外国做了没有？别人做过没有？”这两句“魂灵拷问”，中科院近代物理研究所（以下简称近物所）所长徐瑚珊从前经常听到。

2011年，中科院A类计谋性先导科技专项“将来先进核裂变能——ADS嬗变系统”启动，这意味着，近物所与中科院高能物理研究所（以下简称高能所）、中科院合肥物质研究院、中国原子能科学研究院等单元接下了一项没有先例的任务。

克日，中科院发布了“率先动作”打算第一阶段重大科技成就及符号性希望，“加快器驱动先进核能系统道理验证及要害技能重大打破”榜上有名。

“鸡蛋不要放在一个篮子里”

核能是今朝最高效的能源，但随核燃料裂变回响发生的乏燃料，其放射性可一连几万年。ADS的提出就是为了办理这一问题，其全称为加快器驱动次临界嬗变系统，它就像一个乏燃料处理惩罚器，是质子加快器、散裂靶和次临界回响堆的团结体。

这套技能蹊径早在上世纪就有科学家提出，其可行性受到国际公认。但受制于加快器、散裂靶成长程度、需要耦合多反巨大系统等原因，迄今为止还未曾有人乐成验证过。但全球一连增长的乏燃料总量、确保核能安详可一连成长始终是绕不开的问题。

“其时真没掌握，成不成谁也说禁绝。”ADS项目认真人之一、高能所研究员潘卫民汇报《中国科学报》。

按筹划，ADS这条路要走通，需要颠末几个阶段：道理研究和要害技能打破、技能蹊径验证、系统集成和道理验证、形成家产示范和举办贸易化推广。ADS先导专项对应着第一阶段。而这一阶段的重点之一，就是实现加快器要害技能的打破。

筹办立项时，国际上最先进的质子加快器束流强度只有不到2毫安。而要实现嬗变乏燃料的方针，不只要有持续波束流，束流强度还要到达5~10毫安。

按打算，ADS加快器回收超导直线加快器布局，主加快器前端毗连了两台可瓜代利用的注入器，束流在10~20兆电子伏的能量下，通过一段非凡的通道进入主加快器。

“鸡蛋不要放在一个篮子里。”这是项目首席科学家、中科院院士詹文龙常说的一句话。为确保项目顺利举办，同样是打破加快器要害技能，近物所和高能所就走了两条差异的路。

所幸的是，靠着前期的技能积聚和不认输的拼搏劲儿，两条路都走通了。“这是很了不得的工作。”徐瑚珊暗示，这为下个阶段的事情提供了更多技能选择。

最终，加快器要害技能取得了一系列成就。

主加快器道理样机集成了近物所和高能所两大技能蹊径，在持续质子束流高出2毫安、32千瓦功率下运行超100小时。高能所研发的基于轮辐型超导腔的注入器I，质子束能量达10.67兆电子伏、脉冲流强达10.6毫安。近物所研发的基于半波长超导腔的注入器Ⅱ，质子束能量达10.06兆电子伏、脉冲流强达11.7毫安。这两条技能蹊径研制出的样机，均到达国际领先程度。

走在无人区

徐瑚珊用一句话形容项目中各单元的状态：“各人都是走在无人区的战友。”因为没有先例、没有现成履历可循，每一位项目参加者都经验过艰巨检验。

项目参加者、高能所特聘青年研究员闫芳结业于中国原子能科学研究院，她始终记得老院长赵志祥的一句话：“科研人员一辈子，假如能在职业生涯中遇上几个大工程、大项目，长短常幸运的。”