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[民用核能] 中国铅基反应堆专题

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langge945 发表于 2016-10-6 00:13 | 显示全部楼层
中科院:中国将推出世界首台迷你“核电宝”

原标题:中科院:将推出世界首台迷你“核电宝”

央视网消息:日前,我国铅基快中子反应堆研发工作取得重大突破,铅基反应堆核心技术实现了自主化,并跻身到了世界领先水平。沿用此项技术,未来,我国还将率先推出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”。

经专家组鉴定,由中科院核能安全技术研究所设计研发的世界规模最大、功能最全的“铅基堆冷却剂技术综合实验回路”和“铅基堆冷却剂氧测控技术”,实验能力和运行参数达到国际领先水平,实现了核心技术自主化。

冷却剂相当于核反应堆中的“血液”,以金属铅为基础的合金材料作为冷却剂,代替传统核电站中的水冷却剂,目前被认为是最安全的核设施冷却材料之一,它不仅可以有效避免像福岛核电站那样的严重灾害,还可以将核燃料的资源利用率延长到千年的级别。因此,铅基反应堆可应用于第四代核电、未来聚变电站等,同时可在海水淡化等工业生产领域发挥作用,从而推动清洁能源的发展。

据介绍,中科院核能安全技术研究正在对铅基反应堆进行系统实验和工程技术验证,并计划在全球率先研发出只有集装箱大小的迷你型核电源装置“核电宝”,以满足海岛海洋平台、偏远地区分布式供电需求。

http://news.qq.com/a/20161005/002979.htm
ottovsak 发表于 2016-10-11 13:13 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
这个铅基堆和中国实验快堆的钠基堆是竞争关系么?还是因为俄罗斯的钠基快堆放弃增殖能力以后,我国已经放弃钠基路线?
qin3y 发表于 2016-10-22 21:13 | 显示全部楼层
这“核电宝”靠谱吗?
zhh894217 发表于 2016-12-24 14:57 | 显示全部楼层
中核集团核反应堆新一代零功率装置研发达国际先进
来源:中核集团  日期:2016-12-23 


    12月23日,由中核集团中国原子能科学研究院和中国科学院近代物理研究所联合研制的,核反应堆零功率装置“启明星Ⅱ号”实现首次临界。这标志着我国加速器驱动次临界系统(ADS)研究完成又一个重大节点,也标志着我国在核反应堆新一代零功率装置研发领域达到国际先进水平。

  加速器驱动的次临界系统——ADS嬗变系统,可以使长寿命高放核废料嬗变为短寿命低放核废料,同时减小体积,对于解决“核废料安全处置”问题具有重要意义,目前国际上尚未有ADS嬗变系统工程化应用的先例,该装置将为ADS嬗变系统工程化研究提供关键实验数据。

  该装置是ADS研发第二阶段的重要成果。此前,零功率装置“启明星I号”在国家973项目支持下,于2005年7月在中国原子能科学研究院研制成功,并成为国际原子能机构开展ADS试验研究的基准装置。

  “启明星Ⅱ号”装置创新性地采用水堆和铅堆“双堆芯”结构,是以不同富集度的固体铀棒栅作为核燃料,以水或铅为介质的多功能反应堆物理综合实验研究平台,具有固有安全性、堆芯灵活可变性、操作控制可视性、测量准确性等特点。其中铅基堆芯是我国首座铅基反应堆零功率装置,是我国在铅基重金属冷却快中子反应堆的创新研发方面取得的关键技术突破。(杨阿卓)
http://www.cnnc.com.cn/publish/portal0/tab664/info103007.htm

“启明星Ⅱ号”实现首次临界

    科技日报北京12月23日电 (记者陈瑜)核反应堆零功率装置“启明星Ⅱ号”23日实现首次临界,这也是我国首座铅基反应堆零功率装置首次实现临界,表明我国在铅基重金属冷却快中子反应堆创新研发方面取得关键技术突破,标志着我国加速器驱动次临界系统(ADS)研究完成又一重大节点,也意味着我国在核反应堆新一代零功率装置研发领域达到国际先进水平。

    “启明星Ⅱ号”装置是在中科院战略性先导科技专项支持下,由中国原子能科学研究院和中科院近代物理研究所历时4年联合研制成功的。这是世界首座专门针对ADS系统中子物理特性研究的“双堆芯”临界装置,虽然功率较低,但装置创新性地采用水堆和铅堆“双堆芯”结构,其中铅基堆芯中子物理特性最接近于ADS工程应用系统,将为铅冷和铅铋冷却快堆的研发发挥三大平台作用,即准确可靠的测量系统测试平台、设计程序及数据库的实验验证平台和科研及操纵人员教育培训平台,将为我国ADS第三阶段的研发以及铅基快中子反应堆的研发奠定重要基础。

    目前核电发展面临最主要问题之一是乏燃料处理。乏燃料是经受过辐射照射、使用过的核燃料,包含大量放射性元素。20世纪90年代提出的加速器驱动次临界系统(ADS)被国际公认为是乏燃料最有前景的技术途径。
http://digitalpaper.stdaily.com/ ... t_358256.htm?div=-1
dadanil 发表于 2017-1-2 02:45 | 显示全部楼层
ADS堆屏蔽材料嬗变问题不知道有哪些解决方案。
zhh894217 发表于 2017-6-8 18:54 | 显示全部楼层
来源:中国科学院高能物理研究所 发布时间:2017/6/8 16:36:13
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国际首台25MeV质子直线加速器通过测试


2017年6月5日至7日,中国科学院重大科技任务局组织测试专家组对中国科学院近代物理研究所和高能物理研究所联合研制的ADS先导专项25MeV质子直线加速器进行了现场测试。测试专家由中国科学技术大学、北京大学、清华大学、兰州大学、中国科学院应用物理研究所和近代物理研究所等单位的专家组成,近物所魏宝文院士担任测试组组长。中国科学院重大科技任务局材料能源处彭子龙处长,ADS先导专项(项目)负责人徐瑚珊、潘卫民、赵红卫,专项监理组专家靳根明,近代物理研究所肖国青所长,胡正国副所长,以及近代物理研究所、高能物理研究所ADS项目组成员出席了测试会议,会议由彭子龙主持。

测试专家组听取了近代物理研究所何源研究员关于“ADS超导直线加速器研制报告和现场测试大纲”的报告,审议了测试方案,全程参加并见证了ADS超导直线加速器运行指标的现场测试。专家组于6月5日对脉冲束流指标进行了现场测试,测试结果质子束能量为26.1MeV,脉冲流强为12.4mA。专家组6月6日继续对连续束流指标进行了现场测试,次日凌晨圆满完成测试,测试结果为:连续波质子束流能量大于25.0MeV,连续束流强150~200μA,由于剂量限制,连续波束流稳定运行1分钟后主动停止测试。ADS超导直线加速器现场测试结果达到了ADS先导专项束流能量25MeV的指标要求,脉冲流强超过了设计值10mA;并在国际上第一次实现了超导直线加速器能量25MeV的连续波高功率质子束流。

ADS先导专项25MeV超导质子直线加速器于2011年开始研制,在国外对相关技术限制合作的情况下,始终秉承着独立创新的科研态度、自主研发的奋斗精神,先后突破了一系列关键技术。继两种技术路线注入器实现达标测试后,在国际强流超导直线加速器研究领域又跨越了一个重要的里程碑。这台超导质子直线加速器将作为国际样机,成为开展强流、高功率超导直线加速器合作研究的国际平台。中国强流超导直线加速器团队继续保持着连续波超导质子直线加速器的国际领先地位,为国家重大科学基础设施——加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)建设打下了坚实的技术和人才基础。
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/6/378747.shtm
chencn@ustc.edu 发表于 2017-6-15 19:08 | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2014-3-4 16:34
“鱼雷速度超过50节,并且续航时间超过1小时。”

两者肯定不是同时达到的:)

有道理。即使目前锂空,镁空电池,如果要携带液氧氧化剂在水下的话,超过1000wh/KG能量密度也不是容易的。。
chencn@ustc.edu 发表于 2017-6-16 09:01 | 显示全部楼层
Pepino 发表于 2016-5-16 00:11
一万年不可能,几百年吧。

现在的铀矿中U235可以供人类使用60-70年,采用这类增值堆后U239可以得到利用效率提高约60倍,所以一般认为可以延长4000年上下的能源供给。当然指的是铀基,其它的钍堆也实现的话,那么这个裂变堆有可能供人类使用1-10万年这个水平。
zhh894217 发表于 2017-7-15 13:30 | 显示全部楼层
国际首台颗粒流散裂靶原理样机建成

文章来源:  |  发布时间:2017-07-14  |  【打印】 【关闭】
  

  2017年7月12日,中国科学院重大科技任务局组织专家对近代物理研究所研制的ADS先导专项之颗粒流散裂靶原理样机II进行了现场测试。测试专家组由中国原子能科学研究院、北京大学、清华大学、西安交通大学、兰州大学、航天科技集团510所、中科院高能物理所、中科院过程工程所、中科院兰州化学物理所、中科院宁波材料技术与工程所等单位的专家组成,中国原子能科学研究院赵志祥研究员担任测试组组长。ADS先导专项负责人徐瑚珊,近代物理所所长肖国青,副所长胡正国,以及近代物理所ADS项目组成员出席了测试会议。会议由中国科学院重大科技任务局材料能源处处长彭子龙主持。

  测试专家组听取了近代物理所王志光研究员关于颗粒流散裂靶原理样机研制进展和测试大纲的报告,审议了测试方案,全程参加并见证了颗粒流散裂靶原理样机II(颗粒流电磁驱动提升)的现场测试。本次测试依据ADS嬗变系统先导专项的任务目标,主要针对未来ADS系统散裂靶工程化在系统可靠性、流态稳定性及流量可调性等方面的要求,对所需关键参数如流量稳定的密集颗粒流状态、流态稳定性与流量可调性、人工干预停机后快速恢复正常运行、样机无故障连续稳定运行时间等进行了测试。在此之前,2017年6月7日,ADS专项办公室还组织专家对颗粒流散裂靶原理样机I(颗粒流机械驱动提升)进行了测试,内容包括流量稳定的密集颗粒流状态、流态稳定性与流量可调性、换热器换热能力等关键参数的测试。两次测试的完成,标志着国际首台颗粒流散裂靶原理样机正式建成,并具备了开展相关实验的能力。

  散裂靶是构成ADS系统的核心组成之一,现有的散裂靶型难以满足未来ADS商业化的功率要求。为解决这一难题,近代物理研究所科学家于2013年原创性提出的一种不同于目前国际上已有散裂靶型的全新散裂靶方案——颗粒流散裂靶。这种拥有完全自主知识产权的散裂靶,融合了现有固体散裂靶和液态金属散裂靶的优点,将固体颗粒输送至束靶作用区外进行换热,使之在形成紧凑的束靶作用区的同时具备承受数十兆瓦(MW)束流功率的能力。该靶型还规避了靶材料选择受限、因束流轰击引起的热冲击导致结构材料寿命短等问题,是一种极具发展潜力的高功率散裂靶型。

  研发团队在时间紧、任务重且没有任何其他参考的情况下,始终秉承着独立创新和敢为人先的科研态度、自主研发的奋斗精神,先后突破了一系列关键技术,建成了国际首台颗粒流散裂靶原理样机,是国际高功率散裂靶研究领域的一个重要里程碑,为国家重大科技基础设施——加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)散裂靶的建设打下了坚实的技术和人才基础。
http://www.imp.cas.cn/kyjz2017/201707/t20170714_4833002.html
zhh894217 发表于 2018-4-11 22:37 | 显示全部楼层
国际首台加速器驱动次临界系统(ADS)嬗变研究装置将开建
未来先进高效核能越来越近


■本报记者 陆琦

又一项大科学工程要在广东开建了。

3月24日,“十二五”国家重大科技基础设施“加速器驱动嬗变研究装置(CIADS)”项目的初步设计方案通过评审。“如果进展顺利,今年年中将在广东惠州动工。”中科院院士、中科院原副院长詹文龙告诉《中国科学报》记者,建成后它将成为国际首台加速器驱动次临界系统(ADS)嬗变研究装置。

从原理到工业化的“三步走”路线图

我国的ADS研究可以追溯到上世纪90年代。1999年,“973”项目“加速器驱动的洁净核能系统的物理和技术基础研究”启动实施。与此同时,中科院重点支持了超导加速器的技术和抗辐射材料的研发,结合院内相关所的优势部署了重大项目“ADS前期研究”。

“起初许多人并不看好,但随着研究的推进,大家觉得这个方向还是很有前途的。”较早参与ADS研究的中国原子能科学研究院研究员史永谦说。

ADS实际上是加速器和反应堆的“结合体”。中科院近代物理研究所研究员杨磊告诉《中国科学报》记者,ADS可嬗变危害环境的长寿命核废物为短寿命的核废物,以降低放射性废物的储量及其毒性;ADS具有潜力,在产能过程中产生很少量的核废物。

随着乏燃料的安全处理处置问题日渐凸显,ADS作为最具潜力的核废料嬗变方案,正越来越受到国际核能界的重视。

不过,目前世界上还没有建成的ADS装置。

2011年,中科院提出了我国ADS发展路线图:第一阶段为原理验证阶段,即建立加速器驱动嬗变研究装置;第二阶段为技术验证阶段,即要建立加速器驱动嬗变示范装置;第三阶段为工业推广阶段。

同年,中科院启动战略性先导专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”,旨在通过3个阶段的研发,自主发展ADS从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术。

核燃料利用率从1%提高到95%

6年多来,ADS专项高质量地完成了各项研究任务,取得了一批阶段性重大进展。

“其中有两项工作做得很出彩。”詹文龙介绍说,“一是突破强流超导质子直线加速器关键技术,成功研制了国际上第一台ADS超导质子直线加速器前端示范样机;二是在国际上首次提出了颗粒流中子靶的概念,建成国际首台颗粒流散裂靶冷态原理样机。”

尽管项目刚起步那会儿,中国还只是跟在几个发达国家的后面,但到2017年底项目结题的时候,我们的关键技术一下子走到了国际前沿。不光国际同行觉得不可思议,连ADS专项首席科学家詹文龙都没想到会做得这么快、这么好。

他认为,中科院建制化的研究所体系结构和齐全的学科研究布局,使其在组织协调和综合创新方面具有极强的能力。

更有意义的是,随着研究不断深入,詹文龙带领团队对核裂变能的可持续发展进行了再思考。

他们认识到,传统ADS方案在经济性上缺乏竞争力且技术挑战巨大,因此原创性地提出了“加速器驱动先进核能系统(ADANES)”这一全新概念。

ADANES是集核废料的嬗变、核燃料的增殖以及核能发电于一体、具有固有防核扩散特性的先进核燃料闭式循环技术,可将铀资源利用率由目前的不到1%提高到超过95%,处理后核废料量不到乏燃料的4%,放射寿命由数十万年缩短到约500年,这将是一种清洁的核能。

“不光做嬗变,把毒物减少,同时提高核资源的利用率,使燃料增殖,过程中还能正常发电。”詹文龙表示,目前已完成了一系列实验室模拟原理验证实验并取得了突破性进展,今年还要把整个概念设计做得更实。

从开始研究就考虑技术经济性

如果把技术成熟过程划分为9个级别,那么,在詹文龙看来,他们现在也就做到三四级的水平。“实验室研究形成的系统技术,最终要通过向核能系统转移来实现商业化应用和推广。而后面只要增加一级,费用就会非常高。”

考虑技术的经济性、稳定性、可靠性,的确做起来会更难。但詹文龙很清楚,真正有用的东西,一开始研究就要考虑最后市场是否能够接受。科研要做到“顶天立地”,没有经济性,最后做完只能是摆摆样子。

于是,自项目开始之初,众多想法中原理上跨度大和经济性差的方案被不断排除。杨磊带领团队建立了一套超算模拟设计系统,并结合物理验证,像滤网一样对众多方案进行细化研究。伴随着研究的不断推进,这套系统也在一步步完善,未来随着技术的不断成熟,有望慢慢转换为自主知识产权的可靠设计系统。

2015年12月,国家发展改革委正式批准“加速器驱动嬗变研究装置”(CIADS)立项。这个大科学工程得到了国家、地方、企业和中科院的多方支持,预计到2023年能够完成初步装置建设,到2030~2032年可以做出ADANES示范装置,往产业化推广。

“到那时候,核电站就变成很理想的了。燃料进来,强放射性核废料不用送出去,只要在核电站内部再生,进的燃料很少,排出的废物也很少。”詹文龙笑着说,“这条路,我越走越有信心。”

《中国科学报》 (2018-04-11 第4版 综合)
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/4/334141.shtm
PeterX 发表于 2018-4-22 16:21 | 显示全部楼层
chencn@ustc.edu 发表于 2017-6-16 09:01
现在的铀矿中U235可以供人类使用60-70年,采用这类增值堆后U239可以得到利用效率提高约60倍,所以一般认 ...

不要妄想了。
https://lt.cjdby.net/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=1715674&pid=55604594&fromuid=756819
tanqiang094 发表于 2018-5-11 09:00 | 显示全部楼层
ottovsak 发表于 2016-10-11 13:13
这个铅基堆和中国实验快堆的钠基堆是竞争关系么?还是因为俄罗斯的钠基快堆放弃增殖能力以后,我国已经放弃 ...

这种增殖还需要外接一个质子加速器啊,加速器的成本会很高,加速器也容易损坏,一旦加速器停了,反应堆就歇菜了。
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