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重大突破:中国强流高功率质子加速器再创纪录
www.wforum.com | 2021-02-15 14:01:51  多维 | 0条评论 | 查看/发表评论

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中国科学院近代物理研究所于北京时间2月13日对外发布,该所独立自主研制的加速器驱动的嬗变系统(ADS)取得新进展,在射频超导加速器建设和高功率稳定运行上取得新突破,奠定了核废料嬗变处理和新元素合成研究的基础,也将助力中国放射性同位素的规模量产。

中国官方通讯社新华社2月14日报道称,ADS超导直线加速器样机在国际上首次实现束流强度10毫安连续波质子束176千瓦运行指标,并于12日凌晨2时多,实现10毫安束流稳定运行。事实上,采用全超导直线加速器加速5毫安以上连续波质子束此前从未在国际上被验证或实现。

据悉,ADS实际上是加速器和反应堆的“结合体”, 可将乏燃料中那些半衰期高达数十万年的放射性废物变成几百年的短寿命废物,将短寿命废物变成裂变产物,并在此过程中发电。

射频超导强流高功率质子直线加速器是ADS三大关键系统之一。实现10毫安连续波强流高功率质子束稳定加速是国际上近20多年来投入巨资建设并长期追求的目标,无论物理上还是技术上都存在前所未有的巨大挑战。

2011年,中科院提出了中国ADS发展路线图:第一阶段为原理验证阶段,即建立加速器驱动嬗变研究装置;第二阶段为技术验证阶段,即要建立加速器驱动嬗变示范装置;第三阶段为工业推广阶段。

同年,中科院启动战略性先导专项(A类)“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”,旨在通过3个阶段的研发,自主发展ADS从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术。

根据介绍,2014年实现了射频四极加速器10毫安连续波质子束稳定运行,国际评审专家评价达到国际领先水平;2015年完成5兆电子伏、3毫安质子超导直线加速器研制和测试;2016年完成10兆电子伏、2毫安质子超导直线加速器研制;2017年25兆电子伏质子超导直线加速器通过专家测试和验收,在财政部的绩效评估中名列第一。

2019年1月,实现了 30千瓦连续波质子束功率大于100小时长时间稳定运行这一重要阶段性成果;2021年1月,再次取得突破性进展,连续波质子束最大束流强度5.6毫安、最大束流功率达到110.9千瓦,具备了百千瓦连续波束流运行的能力。


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