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中國反應堆獲突破 移動小型核電源未來有望裝進車輛

http://dailynews.sina.com   2019年10月11日 19:39   參考消息

  10月9日,我國首座鉛鉍合金零功率反應堆“啓明星III號”實現臨界。

  鉛鉍合金熔點低、沸點高。鉛鉍合金反應堆相比傳統反應堆而言,具有更高的固有安全性和抵禦嚴重事故的能力,更高的能量密度和更長的運行壽期。

  在應用方面,鉛鉍合金反應堆既可以設計爲百萬千萬級的大型電廠,也可設計爲兆瓦級小型模塊化核電源。甚至可作爲移動式小型核電源,裝載於普通尺寸的車輛。

  接下來,研究團隊將以2025年完成小型鉛鉍堆示範堆建設爲階段目標,儘快實現小型鉛鉍堆工程技術突破,並形成批量化生產應用能力。

  2019年10月9日,我國首座鉛鉍合金零功率反應堆——啓明星Ⅲ號在中核集團中國原子能科學研究院實現首次臨界,並正式啓動我國鉛鉍堆芯核特性物理實驗,這標誌着我國在鉛鉍快堆領域的研發跨出實質性一步,進入工程化階段。同時也意味着我國在鉛鉍快堆研發領域已躋身國際前列。

  啓明星系列零功率堆是中核集團爲開發先進反應堆工程技術而自主設計和建造的國內唯一的重要反應堆物理實驗平臺。啓明星III號針對鉛鉍反應堆工程技術目標,歷時近兩年建成。該反應堆瞄準鉛鉍快堆工程化重點難點問題,在大尺寸鉛鉍合金冷卻劑材料中準確構建了核燃料和鉛鉍合金冷卻劑材料交互方式,更加準確地模擬鉛鉍反應堆的堆芯物理特性;配備了基於不同原理的多套非能動安全停堆系統,固有安全性強;實現了集成化控制、運行和數據採集,運行與操作更便利,配備了多套實驗測量系統,能夠獲取豐富精確的實驗數據。

  9日上午11時,中核集團核臨界安全中心鉛鉍零功率反應堆主控室座無虛席,電腦屏幕上不斷上揚的數據線、緩緩升起的控制棒牽動着所有人的心。11:05分,當中核集團黨組成員、副總經理曹述棟宣佈:我國首座鉛鉍零功率反應堆—啓明星Ⅲ號首次臨界成功時,現場爆發出一片掌聲。

  “啓明星Ⅲ號首次臨界成功,標誌着我國在鉛鉍堆堆芯關鍵技術上取得里程碑式重大進展,也標誌着我國鉛鉍快堆研發從物理基礎研究階段進入工程階段。”面對振奮人心的成果,鉛鉍反應堆及零功率實驗項目總負責人楊紅義感慨不已,回憶起鉛鉍堆多年研究歷程。

  二十年前,原子能院啓動了ADS和鉛鉍反應堆相關技術的研發工作,歷經多年發展積累了多座鉛鉍反應堆研究設施、豐富的設計軟件和關鍵領域核心人才技術基礎。“鉛鉍快堆是世界上先進核反應堆的代表,我們把鉛鉍快堆研究成功,我國將在世界新一代核反應堆的研發中佔據引領地位。”與此同時,在國家和中核集團發展戰略需求牽引下,我國啓動快堆及閉式燃料循環發展計劃。大背景以及科技創新的不斷進步,讓屬於液態金屬冷卻快堆的鉛鉍快堆研發不斷取得新進展。“二十年不容易,我們爬坡過坎,熬了很多夜、吃了很多苦,但最終獲取了很多寶貴的第一手數據,取得了里程碑節點,所有的付出是值得的。”

  之所以研究人員要二十年如一日,執着於此項研發工作,正是源於“鉛鉍快堆有着諸多優勢”。科研人員介紹,鉛鉍合金熔點低、沸點高,相比傳統的反應堆,具有更高的固有安全性和抵禦嚴重事故的能力,更高的能量密度和更長的運行壽期。在應用方面,既可以設計爲百萬千萬級的大型電廠,也可設計爲兆瓦級小型模塊化核電源。

  “它能有多小呢,公路上跑的汽車就能運載它,是真正的可移動核電源。”一位研發團隊成員形容。

  據瞭解,啓明星III號成功實現臨界後,將開展一系列實驗工作,取得的堆芯核參數實驗數據,將直接用於各型號鉛鉍反應堆工程化設計基礎核數據的宏觀檢驗、堆芯設計與安全分析方法的全面驗證,以及反應堆運行技術的創新研發,將爲我國在先進反應堆工程技術領域儘早達到世界領先水平做出基礎性和創新性貢獻。

  此前,我國首座快熱耦合ADS次臨界反應堆——啓明星I號於2005年7月在原子能院建成臨界,併成爲國際原子能機構開展ADS實驗研究的基準裝置。啓明星II號鉛基雙堆芯零功率裝置於2016年12月在原子能院成功實現臨界。

  目前,“鉛鉍冷卻反應堆作爲一種新型的快堆技術,已經列入中核集團的研發重點。”在此次鉛鉍合金冷卻反應堆首次臨界儀式上,曹述棟表示:“要以2025年完成小型鉛鉍堆示範堆建設爲階段目標,儘快實現小型鉛鉍堆工程技術突破,形成型號譜系化開發能力和批量化生產應用能力,爲我國在先進反應堆工程技術領域儘早達到世界領先水平作出創新性貢獻。”

  來源 | 中核集團(ID:cnncgzwx)

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