《这种核电技术能帮人温暖过冬》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-01-14
  • 最近,受冷空气影响,我国南方多地气温骤降,人们对取暖设备的需求急剧增长。

    但和电热暖器、暖风机、踢脚线取暖器等供暖措施相比,一些冬季寒冷潮湿地区的城镇居民也急切盼望着集中供暖。

    从传统发电企业立场出发,燃煤热电厂不再新建,到设计寿命期限的老电厂一律关停,导致北方各地基荷热源缺乏。煤改电、煤改气也需要考虑成本和资源的掣肘。

    如果采用核电小堆(池式堆)供暖,不仅上述问题得以解决,原有的供暖管网继续利用,而且可以腾出大片土地开发利用,具有较高的商业价值。

    那么,池式堆是什么?它怎么实现供暖?

    常压低温池式堆是常压下运行的池式核反应堆,又称为游泳池式核反应堆(简称池式堆)。自20世纪60年代开始,直至现在,美国、加拿大、德国、瑞士、瑞典、法国等许多发达国家都进行了池式堆的持续研究与开发。

    20世纪80年代初,清华大学核研院就利用已建成的池式实验堆(2MWt)进行了核研院生产区与生活区的冬季集中供暖试验,取得成功。后来又推出了NHR壳式低温核供热堆,于1989年建成了5 兆瓦试验堆,并成功运行。

    但在随后的三十多年中,无论是池式堆,还是壳式堆,都一直积极推广,但是一直没有示范工程落地。

    池式堆在常压、低于100℃的参数下运行,可以实现在任何事故工况下堆芯不会裸露,燃料元件不会烧毁,达到“无放射性扩散”的核安全目标,不需要厂外应急。整体而言,该堆型温度低、压力低(常压),技术成熟,系统简单,在极端事故工况下蓄水池容量大,反应堆芯浸泡其中可阻止堆芯融化,保证放射性物质的包容,具有固有安全特征,可直接进入商业应用。

    近年来,在雾霾治理、碳减排的大背景下,核能供暖呼声渐高。核工业领域多个单位都推出了核能供热技术,主要应用是作为城市集中供热的热源,补充和部分替代燃煤锅炉和燃煤的热电联供机组。

    2017年11月28日,中国原子能科学研究院49-2池式堆改造完成,实现冬季供暖。同日,中核集团“燕龙”泳池式低温供热堆在京正式发布,标志我国在核能供热技术领域又向前走了一大步,为探索城市区域清洁供暖提供了又一新的解决路径。

    有业内人士指出,在核能供暖事业推广过程中,还存在着以下问题有待解决:

    一是最大阻力在于地方政府及公众接受度。

    由于对核能知识的匮乏,以及日积月累的恐核心理,公众对任何核设施的心理接受度都较低。提高公众接受度是示范工程实施方案的一部分,需要地方政府积极接受并大力支持,同时配合做厂址周边百姓工作。

    二是行业内技术路线差异大,未能形成合力。

    虽然技术路线丰富,但在目前商业示范堆尚未建成、核能供热推广的初期阶段,科研、设计和市场推广资源严重分散。用搞大型核电的观念、思路和方法搞核能供暖小堆,不仅会让地方政府和用户挑花眼,而且也会增加审批难度,延长审批进度。

    在气候异常概率增加,供暖需求提升的当下,各大核电集团应形成合力,在需求迫切且厂址适合的地区,批量布局十个以上的池式堆核能供暖项目,引领上下游供应商形成标准化设计、标准化制造、标准化施工、标准化运营。

  • 原文来源:https://power.in-en.com/
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    • aMOS)新技术,能加速大脑类器官发育和成熟。这是一种安全、非遗传、生物相容且无破坏性的技术,能够在数天至数周内有效调控神经活动。该技术为理解阿尔茨海默病等神经退行性疾病如何破坏大脑回路提供了新视角,还能实现类器官对机器人设备的实时控制。相关研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。 该技术能够在不改变细胞遗传密码的前提下,显著加快大脑类器官的成熟过程,从而为神经系统疾病的研究、脑机接口开发以及活体神经组织与技术系统的融合开辟全新路径。大脑类器官在研究神经系统发育和疾病机制方面具有重要价值。然而,这种类器官通常成熟缓慢。以往的神经刺激手段要么依赖基因改造,要么使用直流电刺激,而后者往往会对脆弱的神经元造成损伤。 GraMOS技术巧妙利用了石墨烯独特的光电特性,将光信号转化为温和的电刺激,从而促进神经元之间的连接与信息交流。这种方式模拟了真实大脑在自然环境中接收到的输入信号,能够在不使用侵入性手段的情况下推动神经网络的发育。研究显示,定期应用GraMOS可促使大脑类器官形成更牢固的神经连接、更有序的神经网络以及更高效的通信能力,这一效果在阿尔茨海默病患者来源的类器官模型中同样显著。这不仅有望缩短药物筛选和测试的时间周期,也对揭示神经退行性疾病的奥秘至关重要。 此外,在一项引人注目的概念验证实验中,团队将连接石墨烯的大脑类器官整合到一个配备环境传感器的机器人系统中。当机器人探测到前方障碍物时,会自动发送光信号刺激类器官,类器官随即产生特定的神经活动模式,触发机器人改变行进路线,整个感知—反应循环在短短50毫秒内完成。这一成果预示着未来可能出现的神经生物混合系统,活体神经组织将与机器人协同工作。 这项研究标志着石墨烯在神经科学、纳米技术和神经工程领域的应用取得重要突破,有望发展为研究神经退行性疾病和发育性脑病的强大平台,还可拓展至组织工程领域。 【总编辑圈点】 GraMOS有两大应用:首先,它能加速神经系统成熟,人们得以在更具生理相关性的模型中更快地观察疾病的发展过程;其次,与石墨烯界面结合的大脑类器官能够对外界环境作出响应,这种可塑性在AI领域展现出巨大潜力。可以说,石墨烯的多功能性与大脑类器官生物学特性的结合,正在重新定义神经科学的边界。这种融合不仅有助于深入理解大脑的工作机制,更可能催生全新的技术范式,推动从基础研究到AI和医疗工程的广泛变革。