重大研究项目重大研究项目第61页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第61页共10页加速器驱动洁净核能系统物理及技术基础研究1“加速器驱动洁净核能系统的物理及技术基础研究”项目总结报告*夏海鸿1，2，赵志祥1（1中国原子能科学研究院，北京102413；2西北核技术研究所)人们在享受核电带来的巨大好处时，也不得不面对核电产生的核废料，尤其是长寿命核废料的最终处理处置难题。根据对核电站废物的潜在生物危害性分析，核电站废物的远期风险决定于长寿命高放废物，其中，主要是Np，Am，Cm等被称为次量锕系核素(MA)的核素和长寿命裂变产物（LLFP）。MA和LLFP要衰变数十万年才能达到天然铀的毒性水平。大量的如此长寿命高放废物进行地质深埋处置是有环境风险的。国际上早于20世纪60年代就提出了采用分离和嬗变（PartitioningandTransmutation，P&T）的方法处置中、长寿命高放废物。即首先将长寿命锕系核素和长寿命裂变产物从高放废物中分离出来，然后再集中进行嬗变，使其变为稳定或短寿命的核素。分离和嬗变可以在充分利用资源的同时，大大降低核废料的毒性和体积，采用分离和嬗变的技术路线，结合必要的少量高放废物的深埋处置是处理、处置MA和LLFP的合理的选择。加速器驱动的次临界系统（ADS）是嬗变核废料的最强有力工具。ADS的研究与开发是一个集加速器、反应堆物理、核物理、材料科学、核化学等多学科于一身的综合性系统工作。核科技界认为ADS是一条有前途的新一代核能开发的技术路线。国际原子能机构把它列入新型核能系统中称之为“新出现的核废物嬗变及能量产生的核能系统”。研究成果将具有良好的资源效益、安全效益、环境效益，是我国核裂变能可持续发展值得探索的新技术途径，也是国际上目前研究的一个热点。“加速器驱动洁净核能系统的物理及技术基础研究”于1999年11月科技部批准立项，2000年9月27日在中国原子能科学研究院启动实施。主要承担单位是中国原子能科学研究院和中国科学院高能物理研究所，项目依托单位为国防科工委和中国科学院。参加单位还有北京大学、清华大学、西安交通大学、南华大学、西南物理研究院、西北核技术研究所等，投入人员70余人。5年的主要研究内容为反应堆物理及外源驱动零功率次临界反应堆实验、强流加速器物理及相关的单项技术、核物理基础、ADS系统物理性能研究等诸方面。与先进核能国家比较，我国的ADS研究起步较晚，投入也较少。但由于充分利用了承担单位的技术积累、很好地借鉴了国外的先进经验并且充分发挥了科研人员的积极性和创造性，目前，我国ADS研究整体上达到国际水平，有些已经达到国际先进水平，得到了国际同行的认可。我国在国际上相关领域已占有一席之地，我们的项目已被国际同行列入国际发展势态图表，具有一定的国际影响力。我国在国际合作中有了实在的份量，人员往来日益活跃与频繁，与意大利、瑞士、日本、韩国等都有合作框架。2005年，我们还成功举办了“第三届亚洲ADS会议”，来自日本、韩国及瑞士三方的9名代表和中方30多名代表参加了会议。我们的研究成果可以归纳如下。1）在国际上第1个建立了快-热耦合的ADS次临界实验平台在ADS研究初期，我们即提出ADS快-热耦合的概念，内区为快区，由天然铀、锕系核和铅（或钠）组成，外区为热区。内区可看成是中心的散裂中子源的中子倍增器，在嬗变锕系核废料、转换核燃料的同时具有放大外中子源的作用，并有一定的能量输出；外区主要具有放大内区中子第62页共10页第61页共10页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第62页共10页的作用并产生能量。之后，国外也相继提出了ADS快-热耦合的设计。经过5年的艰苦努力，攻克了设计、加工、制造中的许多难关，终于建成了国际上第1个实现了快-热耦合的ADS次临界实验装置——启明星1#次临界实验平台。国际原子能机构将于2006年10月召开ADS低浓化会议，而我国的启明星1#已经实现了ADS低浓化要求。因此，国际原子能机构特地邀请我们的专家去作报告。2）建立了具有国际先进水平的强流RFQ加速器这是继美国LosAlamos国立实验室的CW模式LEDA-RFQ之后所建造的功率最高的RFQ加速器。我...
