加速器驱动的核电站——干净现实的核能源

由一台１６００ＭｅＶ的强流质子加速器来辅助驱动一座熔盐核反应堆，从而组建一座新型的核电站，这座电站中裂变核燃料“燃烧”完全，没有长寿命的重钢系与裂片的核废料输出，并可以直接用天然存在的大量钍和贫铀元素作为核燃料来使用，核电站将２０％电能供给加速器运转，８０％电能并入电网，同时电站还可输出十分稀有的稳定同位素和短寿命攻髟的同位素，作为副产品供应市场。     

能量放大器——加速器驱动反应堆获得干净核能的新思路

 不久前,西欧核子中心主任、诺贝尔奖金获得者鲁比亚（C.Rubbia）领导的一个小组从高能物理实验中常用的量能器概念出发,提出了一个提供干净核能的新概念:利用高能强流质子加速器（能量0.8-1.5GeV,平均流强～7mA）产生的高能质子束,在物质中形成核级联过程而产生大量的中子,天然钍(²³²Th)俘获中子而转变为裂变元素²³³U,²³³U又裂变产生中子维持链式反应,他们将这个装置称为能量放大器,装置启动后,裂变元素在天然钍中的比例很快可以达到相对稳定,形成一个长期稳定的能量产出,装置运行于次临界状态和相当低的中子通量下(～10¹⁴cm^-2·s^-1)以确保增值过程的稳定持续和设备无临界危险。     

世界上第一座加速器驱动的核反应堆投入运行

比利时核子研究中心(SCK·CEN)第一次将粒子加速器与核反应堆成功地联合运行。演示模型GUINEVERE现在投入运行, 表明了加速器驱动的核能系统(ADS)的可行性。使用ADS 系统, 加速器停止运行, 反应堆也就立刻停止工作了。这个被称为次临界系统比现有的标准的反应堆安全的多。     

新一代干净的核能——加速器驱动的次临界堆

介绍了新一代干净的核能－加速器驱动的次临界堆的原因和国际研究进展，并对国内如何开展这方面的研究提出了建议。     

用于洁净核能源的ADS-EA方案

加速器驱动系统 (ADS)是一种新型的洁净能源装置 ,它采用加速器提供的强流高能量质子束驱动次临界的核反应堆 ,既有安全可靠和产生核废料少的优点 ,还可以处理传统反应堆留下的核废料 .能量放大器是一个基于回旋加速器组合的 ADS方案 ,由三级回旋加速器组成的加速器系统可以产生流强为12 m A和能量为1 .2 Ge V的质子束 (束流功率1 4.4MW) ,用以驱动1500 MW的核反应堆. Accelerator Driving System (ADS) is a new device for cleaning energy. A high intensity, high power proton beam provided by accelerators is used to drive a sub critical nuclear reactor. It is safe, reliable and can produce less nuclear waste, and also can be used to treat the nuclear waste from the classical reactor. An Energy Amplifier (EA), which is composed of three cyclotrons, is one type of ADS. It will be used to produce 14.4 MW proton beam (12 mA, 1.2 GeV) and to operate a 1 500 MW nuclear reactor.     

中国加速器驱动次临界系统主加速器初步物理设计

中国加速器驱动次临界系统（C-ADS）计划采用一个平均流强为10 mA的连续波质子加速器作为次临界堆的驱动器,驱动加速器的束流功率为15 MW,最终能量1.5 GeV,其中主加速器是驱动加速器的一个重要部分,完成束流能量从10 MeV到1.5 GeV的加速,所有加速腔均采用超导结构。为了避免频繁束流中断对反应堆的损坏,设计要求驱动加速器在运行过程中束流可以中断的次数非常有限,因此加速器在设计过程植入了容错机制,尝试了各种可能的方法以最大程度地满足C-ADS加速器的高可靠性和稳定性的要求。介绍了C-ADS主加速器的基本设计: 总长度306.4 m, 束流的归一化RMS发射度增长控制在5%以内。总结了各个重要参数选择过程中的考虑以及整个加速段多粒子跟踪模拟的束流动力学结果。     

中国加速器驱动次临界系统主加速器初步物理设计

中国加速器驱动次临界系统（C-ADS）计划采用一个平均流强为10 mA的连续波质子加速器作为次临界堆的驱动器,驱动加速器的束流功率为15 MW,最终能量1.5 GeV,其中主加速器是驱动加速器的一个重要部分,完成束流能量从10 MeV到1.5 GeV的加速,所有加速腔均采用超导结构。为了避免频繁束流中断对反应堆的损坏,设计要求驱动加速器在运行过程中束流可以中断的次数非常有限,因此加速器在设计过程植入了容错机制,尝试了各种可能的方法以最大程度地满足C-ADS加速器的高可靠性和稳定性的要求。介绍了C-ADS主加速器的基本设计: 总长度306.4 m, 束流的归一化RMS发射度增长控制在5%以内。总结了各个重要参数选择过程中的考虑以及整个加速段多粒子跟踪模拟的束流动力学结果。     

加速器驱动放射性洁净核能系统

 一、核能──人类能源的最终解决之道 经历数百万年而形成的煤、石油和天然气等化石能源,为人类的过去和现在提供了生存和发展的基础。２０世纪以来,人们将它们的化学能转化为更为方便的电能。经济的迅猛发展和人口的急速增长,人类正在加快耗尽这种不可再生能源。据估计,人类可以继续依赖化石能源的时间不过百来年。除了资源问题,化石能源开采和利用所带来的生态与环境问题,已经向我们这代人提出了严峻的挑战。ＣＯ２过量排放引起的温室效应以及酸雨的影响,对我们人类生活和生存的影响有多严重,还要以后才会更加充分地显露出来。无论是资源问题,还是环境问题,都要求人类找到一种可满足人类持续发展需求的洁净能源。     

中国加速器驱动系统的中能传输线-2设计

中能传输线-2（MEBT2）在中国加速器驱动次临界系统（CADS）1.5 GeV加速器的前端具有非常重要的作用。介绍了MEBT2设计思路和束流动力学分析。MEBT2的设计和模拟均使用多粒子跟踪程序TraceWin完成。给出了可以完成束流传输和匹配的消色散MEBT2设计方案。模拟结果显示:在经过此方案所设计的MEBT2后,束流横向和纵向的发射度分别有5%和13%的增长,在此系统可接受的发射度增长范围内。     

中国加速器驱动系统的中能传输线-2设计

中能传输线-2（MEBT2）在中国加速器驱动次临界系统（CADS）1.5 GeV加速器的前端具有非常重要的作用。介绍了MEBT2设计思路和束流动力学分析。MEBT2的设计和模拟均使用多粒子跟踪程序TraceWin完成。给出了可以完成束流传输和匹配的消色散MEBT2设计方案。模拟结果显示:在经过此方案所设计的MEBT2后,束流横向和纵向的发射度分别有5%和13%的增长,在此系统可接受的发射度增长范围内。     

与加速器驱动的核能系统有关的核化学研究

提出了与加速器驱动的洁净核能系统有关的核化学研究课题,研究领域涉及到散裂反应产物与它们的产额分布、长寿命废料的嬗变、中子反应参数测量以及中子的诊断． Some of research scopes on nuclear chemistry, concerning development of clean nuclear power system driven by accelerator have been proposed. The research fields proposed include spallation products and their yield distributions, transmutation of long lived radiowaste, neutron measurement and diagnosis by activation techniques. Advantages of (n, xn) reactions used for transmutation of radiowaste have been discussed.     

加速器驱动的洁净核能系统国际研究进展

简述了加速器驱动的洁净核能系统的概念,评论了国际上几个重要研究计划的状况和进展,对我国开展相关的研究提出了建议.The concept for the clean nuclear power system driven by accelerator is presented. The status and progresses of several projects in the world are reviewed. The suggestions for the work to be done in China are proposed.     

核科学百年讲座第三讲核 能与核武器

核能有两个最具影响的应用：一是它的和平利用——核电(第四讲介绍)，另一是它的军事应用——核武器．文章将介绍核能和核武器基本原理以及核燃料生产方法．首先简要介绍核裂变能与聚变能；然后比较详细地说明原子弹的基本原理，包括中子增殖、自持裂变链式反应条件、临界质量和两种形式原子弹的结构原理等，对于氢弹、中子弹的原理仅作简单介绍；最后，对核燃料的生产：铀同位素分离和钚—239的反应堆生产作了原理性的介绍。     

Nuclear binding energy and symmetry energy of nuclear matter with modern nucleon–nucleon potentials

The binding energy of nuclear matter at zero temperature in the Brueckner–Hartree–Fock approximation with modern nucleon–nucleon potentials is studied. Both the standard and continuous choices of single particle energies are used. These modern nucleon–nucleon potentials fit the deuteron properties and are phase shifts equivalent. Comparison with other calculations is made. In addition we present results for the symmetry energy obtained with different potentials, which is of great importance in astrophysical calculation.     

大亚湾核电站周围大气流场监测数据同化分析

在大亚湾核电站周围大气流场分布模拟计算中,引入了一种简化的同化技术,用以解决观测数据在时间、空间上分布不均匀导致的流场预报误差.测试并分析了该同化技术对计算模式和初始场的影响,结果表明该同化方法对模式误差和初始场误差的抑制是显著的.     

Nuclear energy density functionals constrained by low-energy QCD

A microscopic framework of nuclear energy density functionals is reviewed, which establishes a direct relation between low-energy QCD and nuclear structure, synthesizing effective field theory methods and principles of density functional theory. Guided by two closely related features of QCD in the low-energy limit: a) in-medium changes of vacuum condensates, and b) spontaneous breaking of chiral symmetry; a relativistic energy density functional is developed and applied in studies of ground-state properties of spherical and deformed nuclei.     

世界核电站发展动态及其经济环境效益

本文扼要地介绍了世界核电站运行发展动态及所取得的经济和环境效益。 The trends in nuclear power station around world and its effect obtained on economyand enviroment are briefly introduced in this peper.     

声源分布和超声频率对清洗声场均匀性的优化*

驻波和换能器指向性等影响声场均匀性,造成清洗死角,影响清洗效果。采用COMSOL仿真软件建立了单个换能器位于底部的三维模型,通过染色法实验结果验证模型的有效性。研究了换能器同时位于底部和侧面、多排换能器位于底部时的声场,用声压幅值相对标准差来量化均匀性,发现该两种换能器分布方式能够有效优化声场均匀性。通过调节频率研究频率对声场的影响,进一步优化声场均匀性。对声源分布的确定、频率的选择以满足声场均匀化需求有指导意义。