中国实现用核废料发电

鹤喻 · 发表于 2016-12-29 14:51:17

【观察者网综合】12月23日，中国核工业集团公司网站发布消息，我国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）研究完成又一重大节点。

据了解，这一装置是我国重大科学项目加速器驱动次临界（ADS）嬗变系统的子系统之一，ADS嬗变系统是一种用于处理高放射性核废料的装置，可以让核废料失去放射性，同时发电。该系统是目前国际上核技术最前沿的研究项目，我国是世界上第一个开展ADS嬗变系统大工程项目研制的国家，这一系统对于我国核电发展具有极为重大的意义。
中国科普博览网站展示的加速器子系统画面
报道原文内容如下，请各位试着理解一下：
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。

ADS嬗变系统示意图
“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）
观察者网科技评论员表示，《中国科技报》曾发展文章，谈及ADS嬗变系统研制，称“在很多专业人士看来，ADS嬗变系统是一个比‘两弹一星’还要难的项目，没有任何的经验可学习借鉴”。可见这一系统的研制难度之高。
中核集团此前也曾发文介绍ADS系统，文中提到，随着我国核电站数量的增加，核废料处理已经成为不可忽视的难题，目前这些核废料都暂存在核电站自建的硼水池中，硼水可以吸收核废料产生的大部分能量。每个硼水池足以储存核电站10年运行所产生的的乏燃料。
但这种处理方式不能一劳永逸，终究不能保证绝对安全性。
目前国际上许多国家都选择地下深埋方式处理核废料。例如美国在尤卡山建立的储藏库，耗费300亿美元，将核废料埋藏在但地表下数百米的岩层中。这些设施从选址到运行需耗费数十年，且不能保证绝对安全。
而相应的，ADS嬗变系统，则是使用加速器产生的中子流来轰击核废料，使之发生嬗变反应，变为半衰期较短的核废物，可以大大降低放射性废物的储量和毒性；而在这个过程中，ADS的次临界反应堆还可以发电，等于将核废料变成了可以用于发电的核燃料，且发电后产生的废料可以相对安全的处理。
日本、韩国、欧盟、俄罗斯都开展了相关研究。中国则是世界上首个开展ADS系统大工程项目研制的国家。