【科學(xué)網(wǎng)】加速器驅(qū)動嬗變研究裝置建設(shè)取得階段性進展
近日，記者從中國科學(xué)院近代物理研究所獲悉，加速器驅(qū)動嬗變研究裝置（CiADS）建設(shè)取得階段性進展。
加速器驅(qū)動嬗變研究裝置項目總工程師、中科院近代物理所直線加速器中心主任何源介紹，目前，超導(dǎo)直線加速器常溫前端全部在線設(shè)備研制完成，具備集成測試條件；液態(tài)散裂靶熱工樣機和集成測試系統(tǒng)平臺研制完成，已進入運行狀態(tài)并用于開展相關(guān)實驗研究；次臨界反應(yīng)堆核島主工藝總體設(shè)計完成，非核集成驗證裝置主設(shè)備進入加工階段；生態(tài)環(huán)境部批復(fù)CiADS項目第一階段環(huán)境影響報告書；第一階段土建已于10月1日開始施工。
CiADS是在建國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，于2021年7月正式啟動建設(shè)，建成后將是全球首個實現(xiàn)高功率耦合運行的兆瓦級加速器驅(qū)動嬗變研究裝置。該項目的法人單位為中科院近代物理所，中國核工業(yè)集團有限公司部分出資參與建設(shè)，參建單位為中國原子能科學(xué)研究院。
目前，超導(dǎo)直線加速器常溫前端關(guān)鍵設(shè)備均已完成研制，正在進行測試和集成安裝。首個流強閉環(huán)控制的高精度離子源系統(tǒng)完成集成安裝和初步測試，發(fā)射度、流強達到設(shè)計要求；射頻四極加速器（RFQ）腔體完成射頻性能測量和調(diào)試，電場對稱性、縱向平整性均小于1%，Q值超過13000，頻率162.566MHz，滿足工程設(shè)計要求。下一代高穩(wěn)定的超導(dǎo)腔體、固態(tài)功率源、模塊化磁鐵電源等關(guān)鍵設(shè)備完成了原型樣機驗證，為項目的規(guī)?；瘜嵤┐蛳聢詫嵉幕A(chǔ)。
CiADS散裂靶熱工樣機及其測試平臺，由近代物理所、先進能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室（東江實驗室）聯(lián)合研制完成，已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定運行超340小時，完成了多個預(yù)設(shè)實驗測試項目，通過了專家組現(xiàn)場測試驗收。
“該樣機為我國首臺液態(tài)鉛鉍高功率靶熱工樣機，采用了多腔體緊湊型結(jié)構(gòu)，解決了面向CiADS系統(tǒng)的液態(tài)鉛鉍高功率散裂靶設(shè)計難題，并實現(xiàn)了緊湊結(jié)構(gòu)下液態(tài)鉛鉍流體的壓力、溫度、液位的高精度測量及流量標(biāo)定。”何源說，“該平臺和樣機建成后，將系統(tǒng)深入開展CiADS高功率散裂靶的各項驗證實驗，獲取多種運行工況下的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，全面評估液態(tài)鉛鉍靶的各項熱工性能指標(biāo)，掌握熱工樣機的運行特性，為最終攻克CiADS液態(tài)鉛鉍高功率散裂靶的工程建設(shè)難題提供重要技術(shù)支撐?！?/p>
次臨界反應(yīng)堆核島主工藝部分由中核集團中國原子能科學(xué)研究院負責(zé)設(shè)計、建造，已完成總體設(shè)計，正在開展工藝系統(tǒng)和設(shè)備的深化設(shè)計工作。同時，原子能院與近代物理所工程團隊不斷強化協(xié)作，開展聯(lián)合設(shè)計，持續(xù)攻關(guān)堆靶耦合等難題并已取得初步成果。近代物理所研制的非核集成驗證裝置的主設(shè)備完成設(shè)計評審，主容器、堆內(nèi)構(gòu)件、換熱器、鉛鉍泵、熔料罐、儲料罐等已按照設(shè)計方案開工制造。
生態(tài)環(huán)境部正式批復(fù)了CiADS超導(dǎo)直線加速器部分環(huán)境影響報告書，批復(fù)范圍包括加速器建造和調(diào)試。許可調(diào)試束流能量500MeV，束流功率25kW，滿足國家發(fā)改委批復(fù)的CiADS第一階段驗收指標(biāo)要求。“該報告書的批復(fù)，標(biāo)志著工程團隊提出的分階段取證、分階段建設(shè)的方案獲得正式許可，為確保工程建設(shè)按期推進創(chuàng)造了條件，同時也為國家重大科技技術(shù)設(shè)施的建設(shè)管理提供了一種新的模式?！焙卧幢硎?。
據(jù)了解，CiADS裝置建成后，我國將率先全面掌握加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成和運行經(jīng)驗，將顯著提升我國在先進核能領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力和研究水平，也為未來建設(shè)加速器驅(qū)動核能系統(tǒng)工業(yè)示范裝置奠定基礎(chǔ)，使我國在核廢料嬗變和加速器驅(qū)動先進核能系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)。
《科學(xué)網(wǎng)》報道鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/10/487966.shtm
（原載于《科學(xué)網(wǎng)》2022-10-20，記者劉如楠、甘曉）
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