我国强流高功率质子加速器研制再创世界纪录
2021-02-23 11:39:21 国内爆料
近日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所独立自主研制的加速器驱动次临界系统(ADS)超导直线加速器样机,在国际上首次实现束流强度10毫安连续波质子束176千瓦运行指标,并于2月12日凌晨2时20分,实现10毫安束流稳定运行。事实上,采用全超导直线加速器加速5毫安以上连续波质子束此前从未在国际上被验证或实现。
ADS实际上是加速器和反应堆的“结合体”,可将乏燃料中那些半衰期高达数十万年的放射性废物变成几百年的短寿命废物,将短寿命废物变成裂变产物,并在此过程中发电。
射频超导强流高功率质子直线加速器是ADS三大关键系统之一。实现10毫安连续波强流高功率质子束稳定加速,是国际上近20多年来投入巨资建设并长期追求的目标,无论物理上还是技术上都存在前所未有的巨大挑战。
2011年,中科院提出了我国ADS发展路线图:第一阶段为原理验证阶段,即建立加速器驱动嬗变研究装置;第二阶段为技术验证阶段,即要建立加速器驱动嬗变示范装置;第三阶段为工业推广阶段。
同年,中科院启动战略性先导专项(A类)“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”,旨在通过3个阶段的研发,自主发展ADS从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术。近代物理所自接到研发强流高功率质子超导直线加速器这一重大任务开始,10多年来埋头攻关,自立自强,始终坚持关键核心技术自主创新。
春节前,研究团队也并未松懈,仍然奋战在科研一线上,解决一个又一个难题,终于在大年三十凌晨在国际上首次实现了10毫安连续波质子束加速,并在大年初一实现10毫安下的束流快速恢复和稳定运行,功率达到176千瓦,供束可用性达到90%以上,再次刷新由他们团队自己创造的连续波质子束流强度和束流功率世界纪录。