《近代物理所ADS强流质子超导直线加速器样机研制取得重大进展》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-10-14
  • 中国科学院近代物理研究所承担的国家战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”超导质子直线加速器注入器II原型样机的研制取得重大进展。10月30日实现了能量为10.2MeV,流强为10.5mA的脉冲质子束加速;11月27日实现了能量为9.55MeV、流强为2.14mA的连续质子束加速,完成了ADS注入器II的专项目标。

      2016年11月28日,ADS先导专项总体部组织来自美国杰弗逊国家实验室、北京大学、中国科学院上海应用物理研究所、兰州大学和近代物理所的六位专家进行了注入器II连续波质子束流指标的测试。测试过程中多次连续束运行,最大连续质子束流强达到了~2.7mA,质子束能量9.55MeV,目前无失束运行时间长达20分钟,运行过程中加速器真空、温度、束流状态等各项指标稳定,没有探测到束流损失。

      加速器驱动次临界洁净核能系统(Accelerator Driven Sub-critical System-ADS),由强流质子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆构成。作为ADS装置的三大子系统之一,射频超导直线加速器实现平均流强大于1mA的高功率束流稳定运行,一直是国际加速器领域的挑战。ADS质子超导直线加速器注入器II成功实现9.55MeV/2.1mA连续波束流加速,代表我国连续波强流超导直线加速器的一系列关键技术取得重大突破,现在研究取得的成果标志着我国在ADS强流质子超导直线加速器技术的创新研发和系统集成保持国际最高水平,将继续聚集国际连续波超导直线加速器专家研究的热点。

      ADS注入器II的成功研制为我国“十二五”重大科技装置CIADS的建设奠定坚实的基础,同时为国际上其他同类强流加速器装置的建设提供宝贵的技术参考。项目组将继续努力,力争实现连续波质子束10-25MeV长期稳定运行。

相关报告
  • 《近代物理所在石墨烯纳米孔研制中取得进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2017-12-29
    • 石墨烯是由单层碳原子以蜂窝状点阵组成的典型二维纳米材料,完美单层石墨烯对于任何分子均不能渗透,是迄今为止厚度最薄且能分离不同两相的隔膜材料。带有纳米孔的石墨烯则表现出优异的溶液离子和气体分子选择性,在海水淡化、污水处理、空气净化等领域具有广阔的应用前景。目前国际上已发展了多种制备石墨烯纳米孔的方法,但如何在大面积石墨烯样品上快速制备高密度纳米孔仍未得到有效解决。中国科学院近代物理所材料研究中心研究人员在聚合物纳米孔研究基础上,发明了一种快速制备具有微孔支撑的大面积多孔石墨烯的新方法,解决了当前多孔石墨烯研究中的瓶颈问题。   科研人员把大面积石墨烯转移至PET膜上形成G/PET复合结构(图A),然后利用兰州重离子加速器提供的高能重离子对G/PET复合结构进行辐照,形成石墨烯纳米孔并在PET中形成潜径迹(图B);再利用非对称蚀法在PET中制备出锥形孔并形成具有微孔支撑的石墨烯纳米孔(图C)。该方法充分发挥了兰州重离子加速器离子能量高、穿透能力强的特点,可方便、快速地制备出具有微孔支撑的大面积、孔密度可控的多孔石墨烯,并获得授权发明专利。 重离子辐照技术制备石墨烯纳米孔   研究人员利用该方法制备出单个石墨烯纳米孔,精确研究了溶液中离子在纳米孔的输运特性,发现石墨烯纳米孔不仅具有良好的离子选择性,而且表现出巨大的离子整流效应,该结果在微纳流控器件开发和石墨烯纳滤膜制备方面具有重要意义。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持,相关研究成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces上。
  • 《金属所碳化硼/铝中子吸收材料研制与应用取得重要进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2017-12-28
    • 中子吸收材料又称中子毒物材料,通过其含有的大的中子吸收截面物质(如硼、镉、钆等)吸收热中子,从而抑制核裂变链式反应,主要用于核燃料与乏燃料贮存和运输中,以保证贮运的次临界安全。碳化硼增强铝(B4C/Al)中子吸收材料是由B4C颗粒添加到铝基体中形成的一种新型铝基复合材料,因其硼含量高、密度低、热导率高等优点,近年来在国外已替代传统的硼不锈钢等中子吸收材料大量应用于核燃料/乏燃料高密度贮存和运输。我国由于核电商业化较晚,中子吸收材料研发明显滞后,B4C/Al中子吸收材料长期依赖进口,严重制约了我国核电自主化与走出去的发展战略。   近年来,金属所马宗义研究员领导的课题组与中国核电工程有限公司合作,在B4C/Al中子吸收材料制备、模拟环境服役性能考核以及全尺寸工程件研制等方面开展了攻关研究。攻克了大尺寸坯锭制备过程中界面调控难题,突破了高含量B4C/Al薄板的高效、高成品率轧制成型瓶颈,开发出适用于复合材料焊接的焊接工具与焊接工艺,打通了从材料研制到器件成型的全链条技术途径,为该材料的工程化应用奠定了坚实基础。现已研制出B4C含量为15~35wt%的系列中子吸收板材,并完成了加速腐蚀、高温老化、加速辐照及硼均匀性测试(中子吸收法)等实验考核,材料性能全面达到或(如耐腐蚀性等)明显优于国外同类产品。   2014年以来,金属所先后为核电重大专项《核燃料组件运输容器设计制造技术项目》、《高温气冷堆核燃料元件运输、贮存容器设计与制造技术及运输过程技术研究项目》两个项目的样机提供了多批次B4C/Al板材,率先实现了B4C/Al中子吸收材料的国产化供货。2014年5月供货的中子吸收板用于国家科技重大专项及中核集团科技专项“龙舟-CNSC 乏燃料运输容器研制”项目中原型样机,近日该样机在西安核设备有限公司通过了验收。这标志着我国成功自主研制了大型乏燃料运输容器,填补了国内空白,这对我国乏燃料运输具有里程碑意义。作为乏燃料运输容器关键材料国产化的关键一环,金属所研制的B4C/Al中子吸收材料为容器全面国产化提供了重要支持,同时也为该材料的更广泛应用奠定了基础。   同时,金属所针对全球首台高温气冷堆新燃料元件运输、贮存容器对中子吸收材料筒状结构的需求,在国内首次实现中子吸收材料的卷板操作和搅拌摩擦焊接,实现了中子吸收材料由板状结构向筒状结构的突破。目前华能山东石岛湾核电厂高温气冷堆核电站示范工程新燃料元件运输、贮存容器已正式进入批量生产阶段,金属所承接了该容器所有中子吸收板的供货任务。   目前课题组正致力于为下一代乏燃料干式贮运容器开发耐高温结构功能一体化B4C/Al中子吸收材料。   上述研究工作得到了NSFC-辽宁省联合基金(U1508216)、面上基金(51771194)、中国科学院青年创新促进会项目(2016179)等项目的支持。