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我國核燃料研究獲突破 鈾利用率從1%提高到95%

小知識科普中科院研究先導核燃料


我國核燃料研究獲突破 鈾利用率從1%提高到95%



來源：中新網等
2016年底 ， 中科院發布一項“太過先進 ， 無法展示”的核技術 ， 近日 ， 這項技術取得新突破 。
中國科學網6月8日消息 ， 2017年6月5日至7日 ， 全球首臺25MeV質子直線加速器通過測試 ， 標志著我國先進核裂變技術獲得突破 。 該技術“可將鈾資源利用率由不到1%提高到超過95% ， 有望使核裂變能從目前的百年變為近萬年可持續、安全、清潔的戰略能源 。 ”
目前核電站產生的乏燃料含鈾量在95%左右 ， 使用該技術處理后 ， 核廢料量不到乏燃料的4% ， 放射壽命由數十萬年縮短到約500年 。
2016年12月 ， 中核集團微博發布一項“無法展示”的核技術
另據中新網報道 ， 中國科學院8日在北京舉行新聞發布會 ， 中科院戰略性A類先導科技專項“未來先進核裂變能—ADS嬗變系統”的專項負責人介紹了相關進展 。
中國科學院近代物理研究所副所長徐瑚珊介紹 ， ADS中文名為“加速器驅動次臨界系統” ， 即利用加速器產生的高能離子轟擊散裂靶 ， 再產生高通量、硬能譜的中子 ， 驅動次臨界堆芯運行 ， 達到乏燃料嬗變的目的 。
徐瑚珊說 ， 2011年中科院啟動了戰略性先導科技專項（A類）“未來先進核裂變能-ADS（加速器驅動次臨界系統）嬗變系統” ， 經過6年多的不懈努力和奮力攻關 ， 該專項從零開始 ， 突破了一些關鍵核心技術并部分引領國際發展 。 在認識到傳統的ADS方案在經濟性上缺乏競爭力且技術挑戰巨大之后 ， 該專項原創地提出了“加速器驅動先進核能系統”全新概念 ， 并已通過大規模并行計算模擬研究證明了其原理上的可行性 ， 完成了一系列實驗室模擬原理驗證實驗并取得了突破性進展 。
中科院近代物理研究所ADS團隊（中國科學網圖）
ADS概念始于20世紀90年代初 ， 目前尚未有建成的裝置 。 歐、美、日等國的ADS系統研發正在從關鍵技術攻關轉入系統集成建設 ， 中國科學家在這場“競爭”中也有獨創成果 。
“ADS系統主要組成就是加速器、散裂靶和次臨界反應堆 。 ”徐瑚珊說 ， 本月初 ， 研究團隊建成國際上第一臺ADS超導質子直線加速器前端示范樣機 ， 通過了中科院組織的25MeV（兆電子伏特）達標測試 。 他們還原創性提出顆粒流散裂靶的概念并建成原理樣機 。 此外 ， 研制的國際首臺ADS研究專用鉛基臨界/次臨界雙模式運行零功率裝置通過了中科院組織的臨界達標測試 ， 進入實驗運行 。
中國科學家不滿足于此 ， 他們在攻關ADS的同時原創性地提出全新的核能系統概念ADANES（加速器驅動先進核能系統） 。 后者除了擁有比ADS更先進的燃燒系統 ， 還新增了“加速器驅動乏燃料再生循環系統” 。
“由乏燃料‘分離—嬗變’策略的‘精耕細作’ ， 改為‘吃粗糧且吃干榨凈’ 。 ”徐瑚珊解釋說 ， ADANES一旦實現 ， 將把鈾資源利用率由當前的不到1%提高到超過95% ， 處理后核廢料量不到乏燃料的4% 。
專家說 ， 2016年至2023年是ADANES原理驗證、系統集成及規模驗證階段 ， 力爭到2030年時建成百兆瓦級工程示范項目 。
這項技術的突破 ， 將使我國萬噸乏燃料變廢為寶
還發布了2項A類先導科技專項成果
另據新華社6月8日消息 ， 除“未來先進核裂變能”外 ， 當日的發布會上還發布另外兩個A類先導專項 ， 分別是“面向感知中國的新一代信息技術研究”和“低階煤清潔高效梯級利用關鍵技術與示范” 。
新一代信息技術研究方面 ， 依托信息技術先導專項成果研制的“‘寒武紀1A’深度神經元網絡處理器”和“工業4.0互聯網制造解決方案” ， 2016年被世界互聯網大會選入世界互聯網15大領先科技成果 。 中科院信息工程研究所所長孟丹說 ， 專項研究提出了“海—網—云協同”的創新理念 ， 突破了專用計算芯片、深度可編程網絡等一批關鍵技術 。

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