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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【新華網(wǎng)】中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)取得一批重大成果

2017-06-09 新華網(wǎng) 王瑩

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　ADANES系統(tǒng)讓乏燃料處理更安全高效

　　核燃料的利用效率和乏燃料的安全處理處置問題，是國際核能界面臨的共同挑戰(zhàn)。加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS, Accelerator Driven Subcritical system）被國際公認(rèn)為最有前景的乏燃料安全處理的技術(shù)途徑。

　　發(fā)布會(huì)上，中科院近代物理研究所副所長(zhǎng)徐瑚珊介紹說，2011年中科院?jiǎn)?dòng)了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）——“未來先進(jìn)核裂變能-ADS嬗變系統(tǒng)”。經(jīng)過6年多的攻關(guān)，專項(xiàng)從零開始，突破ADS強(qiáng)流超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器、高功率散裂靶、次臨界反應(yīng)堆等關(guān)鍵核心技術(shù)并部分引領(lǐng)國際發(fā)展。同時(shí)，隨著專項(xiàng)工作不斷深入開展，對(duì)核裂變能可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行了再思考。在認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的ADS方案在經(jīng)濟(jì)性上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力且技術(shù)挑戰(zhàn)巨大之后，原創(chuàng)地提出了“加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)ADANES（Accelerator Driven Advanced Nuclear Energy System）”全新概念，并已通過大規(guī)模并行計(jì)算模擬研究證明了其原理上的可行性，完成了一系列實(shí)驗(yàn)室模擬原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)并取得了突破性進(jìn)展。

　　目前，團(tuán)隊(duì)已成功研制出國際上第一臺(tái)ADS超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器前端示范樣機(jī)，能量突破25MeV(兆電子伏)，成為國際同行開展合作的研究平臺(tái)；原創(chuàng)性地提出顆粒流散裂靶概念，并完成分項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，建成顆粒流靶原理樣機(jī)（調(diào)試中），引致國際跟蹤研究；原創(chuàng)提出了全新的加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)（ADANES），為探索更高效、更安全的核燃料循環(huán)體系奠定了基礎(chǔ)，有望使核裂變能成為近萬年可持續(xù)、安全、清潔的戰(zhàn)略能源；次臨界堆裝置關(guān)鍵技術(shù)研究取得重大突破。

　　據(jù)悉，這一系列重大成果在國內(nèi)外交流、中科院組織的國際評(píng)估、中期檢查、績(jī)效評(píng)估中均得到專家的高度認(rèn)可。

　　熱解是低階煤清潔高效梯級(jí)利用的龍頭技術(shù)

　　在世界能源結(jié)構(gòu)中，煤炭一直處于重要地位。在我國，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占比近70%居主導(dǎo)地位。然而，記者在發(fā)布會(huì)上了解到，占我國已探明煤炭?jī)?chǔ)量（10200億噸）55%以上的低階煤（褐煤/次煙煤）煤化程度卻偏低，“由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低、且現(xiàn)有技術(shù)無法充分利用其資源價(jià)值，導(dǎo)致了煤炭資源的巨大浪費(fèi)。”中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所所長(zhǎng)王建國指出。

　　在這一背景下，中科院2012年2月啟動(dòng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”，依據(jù)低階煤的組成與結(jié)構(gòu)特征，提出低階煤清潔高效梯級(jí)利用的整體解決方案，形成“熱解－油氣提質(zhì)－半焦燃燒－發(fā)電”、“熱解－氣化－費(fèi)托合成-油品共處理” 和“熱解－氣化－合成”三條技術(shù)路線，目標(biāo)是經(jīng)過5-10年的努力，突破十項(xiàng)以上關(guān)鍵示范技術(shù)，形成適合我國資源特征的高能效、低污染、低排放和高值化的低階煤綜合利用技術(shù)體系，使系統(tǒng)能效提高5–8個(gè)百分點(diǎn)，硫、硝和重金屬等污染物排放顯著降低，CO2減排，推動(dòng)我國煤電和煤化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

　　經(jīng)過近5年的努力，王建國指出，在低溫?zé)峤夥矫嫱ㄟ^獨(dú)創(chuàng)的固體物料加熱、物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等手段，目前已成功控制了固體熱載體燃燒床和熱解床的能量和物料交換，實(shí)現(xiàn)了雙床的有機(jī)耦合。2015年11月，240噸/天固體熱載體煤低溫?zé)峤庵性囇b置實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，這是國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)10萬噸/年規(guī)模的循環(huán)流化床粉煤熱解裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，為后續(xù)熱解半焦的燃燒和氣化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　此外，記者了解到，在干細(xì)胞、空間科學(xué)、碳收支、分子育種和中微子專項(xiàng)；核能、信息、藥物和海洋專項(xiàng)；納米、南海環(huán)境變化、智能導(dǎo)鉆等專項(xiàng)方面，也取得了重要成果。如“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)”的子宮內(nèi)膜再生臨床研究有14名嬰兒相繼誕生，脊髓損傷修復(fù)已開展61例臨床研究；“空間科學(xué)專項(xiàng)”已成功發(fā)射暗物質(zhì)衛(wèi)星、實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星和量子衛(wèi)星；“應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題專項(xiàng)”支撐國家溫室氣體排放清單編制。

　　如何更加高效的利用低階煤？在未來的能源供應(yīng)里，如何產(chǎn)生清潔、高效、安全、可靠的核裂變能？這些問題在6月8日召開的中國科學(xué)院新聞發(fā)布會(huì)上得到回應(yīng)。記者了解到，在中科院的38項(xiàng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中，13項(xiàng)A類先導(dǎo)專項(xiàng)共產(chǎn)出了一批有顯示度的階段性重大成果。
　　ADANES系統(tǒng)讓乏燃料處理更安全高效
　　核燃料的利用效率和乏燃料的安全處理處置問題，是國際核能界面臨的共同挑戰(zhàn)。加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS, Accelerator Driven Subcritical system）被國際公認(rèn)為最有前景的乏燃料安全處理的技術(shù)途徑。
　　發(fā)布會(huì)上，中科院近代物理研究所副所長(zhǎng)徐瑚珊介紹說，2011年中科院?jiǎn)?dòng)了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）——“未來先進(jìn)核裂變能-ADS嬗變系統(tǒng)”。經(jīng)過6年多的攻關(guān)，專項(xiàng)從零開始，突破ADS強(qiáng)流超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器、高功率散裂靶、次臨界反應(yīng)堆等關(guān)鍵核心技術(shù)并部分引領(lǐng)國際發(fā)展。同時(shí)，隨著專項(xiàng)工作不斷深入開展，對(duì)核裂變能可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行了再思考。在認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的ADS方案在經(jīng)濟(jì)性上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力且技術(shù)挑戰(zhàn)巨大之后，原創(chuàng)地提出了“加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)ADANES（Accelerator Driven Advanced Nuclear Energy System）”全新概念，并已通過大規(guī)模并行計(jì)算模擬研究證明了其原理上的可行性，完成了一系列實(shí)驗(yàn)室模擬原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)并取得了突破性進(jìn)展。
　　目前，團(tuán)隊(duì)已成功研制出國際上第一臺(tái)ADS超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器前端示范樣機(jī)，能量突破25MeV(兆電子伏)，成為國際同行開展合作的研究平臺(tái)；原創(chuàng)性地提出顆粒流散裂靶概念，并完成分項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，建成顆粒流靶原理樣機(jī)（調(diào)試中），引致國際跟蹤研究；原創(chuàng)提出了全新的加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)（ADANES），為探索更高效、更安全的核燃料循環(huán)體系奠定了基礎(chǔ)，有望使核裂變能成為近萬年可持續(xù)、安全、清潔的戰(zhàn)略能源；次臨界堆裝置關(guān)鍵技術(shù)研究取得重大突破。
　　據(jù)悉，這一系列重大成果在國內(nèi)外交流、中科院組織的國際評(píng)估、中期檢查、績(jī)效評(píng)估中均得到專家的高度認(rèn)可。
　　熱解是低階煤清潔高效梯級(jí)利用的龍頭技術(shù)
　　在世界能源結(jié)構(gòu)中，煤炭一直處于重要地位。在我國，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中占比近70%居主導(dǎo)地位。然而，記者在發(fā)布會(huì)上了解到，占我國已探明煤炭?jī)?chǔ)量（10200億噸）55%以上的低階煤（褐煤/次煙煤）煤化程度卻偏低，“由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低、且現(xiàn)有技術(shù)無法充分利用其資源價(jià)值，導(dǎo)致了煤炭資源的巨大浪費(fèi)?！敝袊茖W(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所所長(zhǎng)王建國指出。
　　在這一背景下，中科院2012年2月啟動(dòng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“低階煤清潔高效梯級(jí)利用關(guān)鍵技術(shù)與示范”，依據(jù)低階煤的組成與結(jié)構(gòu)特征，提出低階煤清潔高效梯級(jí)利用的整體解決方案，形成“熱解－油氣提質(zhì)－半焦燃燒－發(fā)電”、“熱解－氣化－費(fèi)托合成-油品共處理” 和“熱解－氣化－合成”三條技術(shù)路線，目標(biāo)是經(jīng)過5-10年的努力，突破十項(xiàng)以上關(guān)鍵示范技術(shù)，形成適合我國資源特征的高能效、低污染、低排放和高值化的低階煤綜合利用技術(shù)體系，使系統(tǒng)能效提高5–8個(gè)百分點(diǎn)，硫、硝和重金屬等污染物排放顯著降低，CO2減排，推動(dòng)我國煤電和煤化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
　　經(jīng)過近5年的努力，王建國指出，在低溫?zé)峤夥矫嫱ㄟ^獨(dú)創(chuàng)的固體物料加熱、物料循環(huán)控制、熱解爐排焦等手段，目前已成功控制了固體熱載體燃燒床和熱解床的能量和物料交換，實(shí)現(xiàn)了雙床的有機(jī)耦合。2015年11月，240噸/天固體熱載體煤低溫?zé)峤庵性囇b置實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，這是國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)10萬噸/年規(guī)模的循環(huán)流化床粉煤熱解裝置滿負(fù)荷運(yùn)行，為后續(xù)熱解半焦的燃燒和氣化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　此外，記者了解到，在干細(xì)胞、空間科學(xué)、碳收支、分子育種和中微子專項(xiàng)；核能、信息、藥物和海洋專項(xiàng)；納米、南海環(huán)境變化、智能導(dǎo)鉆等專項(xiàng)方面，也取得了重要成果。如“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)”的子宮內(nèi)膜再生臨床研究有14名嬰兒相繼誕生，脊髓損傷修復(fù)已開展61例臨床研究；“空間科學(xué)專項(xiàng)”已成功發(fā)射暗物質(zhì)衛(wèi)星、實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星和量子衛(wèi)星；“應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題專項(xiàng)”支撐國家溫室氣體排放清單編制。

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