伴隨核電發(fā)展，反應(yīng)堆使用過的核燃料(乏燃料)如何處理已成為人們無法回避的難題。中國科學(xué)家最新在乏燃料的安全處置方面取得突破。

中國科學(xué)院8日在北京舉行新聞發(fā)布會，中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“未來先進(jìn)核裂變能—ADS嬗變系統(tǒng)”的專項負(fù)責(zé)人介紹了相關(guān)進(jìn)展。

中國科學(xué)院近代物理研究所副所長徐瑚珊說，ADS中文名為“加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)”，即利用加速器產(chǎn)生的高能離子轟擊散裂靶，再產(chǎn)生高通量、硬能譜的中子，驅(qū)動次臨界堆芯運行，達(dá)到乏燃料嬗變的目的。

ADS概念始于20世紀(jì)90年代初，目前尚未有建成的裝置。歐、美、日等國的ADS系統(tǒng)研發(fā)正在從關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)轉(zhuǎn)入系統(tǒng)集成建設(shè)，中國科學(xué)家在這場“競爭”中也有獨創(chuàng)成果。

“ADS系統(tǒng)主要組成就是加速器、散裂靶和次臨界反應(yīng)堆。”徐瑚珊說，本月初，研究團(tuán)隊建成國際上第一臺ADS超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器前端示范樣機(jī)，通過了中科院組織的25MeV(兆電子伏特)達(dá)標(biāo)測試。他們還原創(chuàng)性提出顆粒流散裂靶的概念并建成原理樣機(jī)。此外，研制的國際首臺ADS研究專用鉛基臨界/次臨界雙模式運行零功率裝置通過了中科院組織的臨界達(dá)標(biāo)測試，進(jìn)入實驗運行。

中國科學(xué)家不滿足于此，他們在攻關(guān)ADS的同時原創(chuàng)性地提出全新的核能系統(tǒng)概念A(yù)DANES(加速器驅(qū)動先進(jìn)核能系統(tǒng))。后者除了擁有比ADS更先進(jìn)的燃燒系統(tǒng)，還新增了“加速器驅(qū)動乏燃料再生循環(huán)系統(tǒng)”。

“由乏燃料‘分離—嬗變’策略的‘精耕細(xì)作’，改為‘吃粗糧且吃干榨凈’。”徐瑚珊解釋說，ADANES一旦實現(xiàn)，將把鈾資源利用率由當(dāng)前的不到1%提高到超過95%，處理后核廢料量不到乏燃料的4%。

專家說，2016年至2023年是ADANES原理驗證、系統(tǒng)集成及規(guī)模驗證階段，力爭到2030年時建成百兆瓦級工程示范項目。