【中國科學報】我國鉛基快中子反應堆研發獲重大突破

2020-11-25 中國科學院

　　記者從中科院核能安全技術研究所獲悉，由該所先進核能研究團隊（以下簡稱FDS團隊）牽頭的「麒麟一號」中國鉛基快中子反應堆研發工作近期取得重大突破。該團隊設計研發的世界規模最大、功能最全的「鉛基堆冷卻劑技術綜合實驗迴路」和「鉛基堆冷卻劑氧測控技術」日前通過成果鑑定。

　　鑑定專家組認為，兩項成果的實驗能力和運行參數達到國際領先水平，突破了氧測量與控制等多項關鍵技術，打破了國際壟斷，實現了核心技術自主化，對促進我國第四代核能鉛基反應堆的工程化具有重要意義。

　　作為應對未來氣候變化和發展先進核能的重要方案和途徑，鉛基反應堆已被第四代核能系統國際論壇組織評定為「有望首個實現工業示範和商業應用的第四代反應堆」。

　　中科院核安全所所長吳宜燦告訴《中國科學報》記者，作為未來先進核能源的主力堆型，鉛基反應堆可應用於第四代核電、核廢料嬗變的加速器驅動次臨界系統（ADS）、未來聚變電站等，同時可在低溫制氫、海水淡化、民用放射性同位素等工業生產的多個領域發揮作用，從而推動清潔能源的發展。

　　中科院核安全所研究員趙柱民則介紹說，鉛基堆綜合實驗迴路是反應堆工程實施的前提和基礎，而迴路的核心是冷卻劑。「能源系統需要循環，冷卻劑作為熱量轉換與傳輸的載體，把熱量從『堆芯』運輸出來，用這個熱量去發電和實現其他應用，然後再靠泵或自然迴路回流，完成熱能的傳遞。」

　　據了解，包括鉛基反應堆在內，目前第四代核能系統的其他主要堆型還有氣冷快堆、熔鹽反應堆、液態鈉冷卻快堆等六種。相較而言，將鉛、鉛鉍或鉛鋰合金等鉛基材料作為反應堆冷卻劑，在改善反應堆的物理特性和安全運行中具有顯著優勢。

　　此類冷卻劑可解決目前得到大規模應用的熱中子反應堆存在的資源利用率低、核廢料不斷積累和潛在的核安全性等各種問題。而這也是美、歐、俄、日等國家和地區相繼展開研發競爭、角逐第四代核能技術的原因。

　　我國鉛基反應堆研發是在國家「863」計劃、「973」計劃和中科院戰略性先導科技專項「未來先進核裂變能—ADS嬗變系統」等項目的持續支持下進行的。其中，FDS團隊作為ADS專項牽頭單位之一，承擔了鉛基反應堆 「麒麟一號」項目的全面研究工作。

　　據吳宜燦介紹，項目相繼突破了結構材料、冷卻劑、燃料組件、氧測控等核心技術，成功研製出液態重金屬換熱器、驅動泵、換料機構、控制棒驅動機構等關鍵設備，建成了世界上最大的液態金屬綜合實驗平臺以及工程驗證堆、物理試驗堆、數字仿真堆三座集成實驗裝置，目前正在進行關鍵設備與技術集成驗證。

　　吳宜燦同時透露，除了「麒麟一號」，該團隊還計劃用5年左右的時間完成一個迷你小型反應堆的建設，並將其命名為麒麟號「核電寶」。

　　「我們目前已經處在鉛基反應堆工程化的道路上。通過『麒麟號』系列項目的實施，可為我國核能事業、國家能源安全和核能可持續發展作出更大貢獻。」吳宜燦表示。

　　（原載於《中國科學報》 2016-09-22 第1版 要聞)

　　記者從中科院核能安全技術研究所獲悉，由該所先進核能研究團隊（以下簡稱FDS團隊）牽頭的「麒麟一號」中國鉛基快中子反應堆研發工作近期取得重大突破。該團隊設計研發的世界規模最大、功能最全的「鉛基堆冷卻劑技術綜合實驗迴路」和「鉛基堆冷卻劑氧測控技術」日前通過成果鑑定。
　　鑑定專家組認為，兩項成果的實驗能力和運行參數達到國際領先水平，突破了氧測量與控制等多項關鍵技術，打破了國際壟斷，實現了核心技術自主化，對促進我國第四代核能鉛基反應堆的工程化具有重要意義。
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　　中科院核安全所所長吳宜燦告訴《中國科學報》記者，作為未來先進核能源的主力堆型，鉛基反應堆可應用於第四代核電、核廢料嬗變的加速器驅動次臨界系統（ADS）、未來聚變電站等，同時可在低溫制氫、海水淡化、民用放射性同位素等工業生產的多個領域發揮作用，從而推動清潔能源的發展。
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　　據了解，包括鉛基反應堆在內，目前第四代核能系統的其他主要堆型還有氣冷快堆、熔鹽反應堆、液態鈉冷卻快堆等六種。相較而言，將鉛、鉛鉍或鉛鋰合金等鉛基材料作為反應堆冷卻劑，在改善反應堆的物理特性和安全運行中具有顯著優勢。
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