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　　“太過(guò)先進(jìn)，無(wú)法展示?！?br/>　　近日，微信上一篇關(guān)于加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS）的文章引發(fā)熱議。ADS是什么？到底有多先進(jìn)，以至于無(wú)法展示？這項(xiàng)核能新技術(shù)靠譜嗎？《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者帶著這些問(wèn)題采訪了從事ADS研究的有關(guān)專家。
　　最具潛力的核廢料嬗變裝置
　　“因?yàn)檫@個(gè)新興研究方向還不為人所知，才會(huì)弄出‘太過(guò)先進(jìn)，無(wú)法展示’的爭(zhēng)議話題。”中核集團(tuán)中國(guó)原子能科學(xué)研究院研究員史永謙迫不及待地給記者做起科普。
　　ADS裝置由強(qiáng)流質(zhì)子加速器、重金屬散裂靶和次臨界反應(yīng)堆三大分系統(tǒng)組成，其原理是利用加速器產(chǎn)生的高能質(zhì)子轟擊重金屬靶，產(chǎn)生散裂中子，作為外中子源以驅(qū)動(dòng)次臨界反應(yīng)堆，與次臨界反應(yīng)堆內(nèi)的核材料發(fā)生核反應(yīng)，維持次臨界反應(yīng)堆的穩(wěn)定運(yùn)行。
　　史永謙告訴記者，目前國(guó)際上重點(diǎn)是利用ADS嬗變的作用。
　　核燃料使用到一定程度后就需卸出，成為乏燃料。乏燃料的安全處理和處置是我國(guó)乃至國(guó)際核能界無(wú)法回避的重大問(wèn)題，也是尚未解決的世界性難題。
　　中科院合肥物質(zhì)研究院研究員吳宜燦在《工程學(xué)》上撰文指出，由于ADS具有中子能譜硬、通量高、能量分布范圍廣，次錒系核素嬗變和長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物能力強(qiáng)的特點(diǎn)，利用它對(duì)核廢料進(jìn)行嬗變處理，可大幅降低核廢料的放射性危害，實(shí)現(xiàn)核廢料的最小化處置，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)能量放大，提高核資源的利用率。
　　“ADS的次臨界反應(yīng)堆還可以發(fā)電，等于將核廢料變成了可以用于發(fā)電的核燃料，且發(fā)電后產(chǎn)生的廢料可以相對(duì)安全地處理?！笔酚乐t說(shuō)。
　　據(jù)估算，2030年核電裝機(jī)容量將達(dá)到150—200百萬(wàn)千瓦，屆時(shí)乏燃料累積存量將達(dá)到2.35萬(wàn)噸左右。乏燃料特別是其中的長(zhǎng)壽命高放射性核廢料的安全處理處置，將成為影響我國(guó)核電可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題之一。
　　原子能院研究員朱慶福表示，作為國(guó)際上公認(rèn)的最具潛力的核廢料嬗變裝置，ADS將在我國(guó)核能大規(guī)?？沙掷m(xù)發(fā)展的閉式燃料循環(huán)戰(zhàn)略中發(fā)揮重要作用。
　　探索先進(jìn)核能系統(tǒng)的戰(zhàn)略性舉措
　　ADS的概念最早是在意大利科學(xué)家Carlo Rubbia上世紀(jì)90年代初提出的“能量放大器”的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。
　　“我國(guó)起步并不晚?！笔酚乐t從上世紀(jì)90年代參與ADS研究。他回憶說(shuō)，當(dāng)時(shí)中科院院士丁大釗、何祚庥和方守賢等科學(xué)家認(rèn)為“這是很有前途的一個(gè)方向，可以發(fā)展”，應(yīng)積極推動(dòng)我國(guó)ADS研究。
　　“起初許多人并不看好ADS，但隨著研究的推進(jìn)，大家覺(jué)得這個(gè)方向還是很有前途的?！笔酚乐t說(shuō)。
　　2011年，中科院提出了我國(guó)ADS發(fā)展路線圖：第一階段為原理驗(yàn)證階段，即建立加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置；第二階段為技術(shù)驗(yàn)證階段，即要建立加速器驅(qū)動(dòng)嬗變示范裝置；第三階段為工業(yè)推廣階段。
　　同年，中科院?jiǎn)?dòng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)”，旨在通過(guò)3個(gè)階段的研發(fā)，自主發(fā)展ADS從試驗(yàn)裝置到示范裝置的全部核心技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。
　　中科院院士詹文龍表示，我國(guó)長(zhǎng)期持續(xù)開(kāi)展ADS研究，是在國(guó)際核能發(fā)展大局下，作為負(fù)責(zé)任的發(fā)展中大國(guó)，對(duì)核廢料處理處置提前布局謀篇的戰(zhàn)略性舉措。
　　難度堪比“兩彈一星”
　　縱觀全球，歐盟各國(guó)以及美、日、俄等核能科技發(fā)達(dá)國(guó)家均有對(duì)ADS的長(zhǎng)中期發(fā)展計(jì)劃，正處在從關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)逐步轉(zhuǎn)入建設(shè)系統(tǒng)集成的ADS原理驗(yàn)證裝置階段。
　　“從技術(shù)發(fā)展階段來(lái)看，中國(guó)的ADS發(fā)展處在第二階段，與世界先進(jìn)ADS研發(fā)國(guó)處于同一發(fā)展階段。”朱慶福說(shuō)。
　　去年年底，我國(guó)首座鉛基反應(yīng)堆零功率裝置“啟明星Ⅱ號(hào)”的成功建成就是第二階段的重要成果?！皢⒚餍洽蛱?hào)”創(chuàng)新地采用了水堆和鉛堆“雙堆芯”的結(jié)構(gòu)，以不同富集度的固體鈾棒柵作為核燃料，以水或鉛為介質(zhì)的多功能反應(yīng)堆作為物理綜合實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)。
　　“所謂零功率反應(yīng)堆，指的是運(yùn)行功率一般只在千分之一瓦到幾十瓦之間的研究實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆?！痹幽茉悍磻?yīng)堆物理研究室理論組組長(zhǎng)周琦解釋說(shuō)，“它的主要用途是獲取新的知識(shí)，就像航空工程中的風(fēng)洞。任何一種新堆型的物理設(shè)計(jì)，都需要在零功率堆上進(jìn)行研究和優(yōu)化?！?br/>　　在很多專業(yè)人士看來(lái)，ADS的難度堪比“兩彈一星”，沒(méi)有任何的經(jīng)驗(yàn)可供學(xué)習(xí)借鑒?！胺磻?yīng)堆和加速器都是很大的工程，兩個(gè)聯(lián)系到一起涉及到很多新的問(wèn)題?！痹幽茉焊呒?jí)工程師張巍坦言。
　　中國(guó)是世界上首個(gè)開(kāi)展ADS系統(tǒng)大工程項(xiàng)目研制的國(guó)家。目前國(guó)際上尚未有ADS嬗變系統(tǒng)工程化應(yīng)用的先例，“啟明星Ⅱ號(hào)”將為ADS嬗變系統(tǒng)工程化研究提供關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2017-02-22 第1版 要聞)