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攻堅(jiān)“未來核能” 加速器安裝沖刺關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

來源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2026-03-02 17:11

　　2月26日，廣東惠州，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——加速器驅(qū)動(dòng)嬗變研究裝置（CiADS）建設(shè)現(xiàn)場，中國科學(xué)院近代物理研究所副所長何源和團(tuán)隊(duì)正緊鑼密鼓地安裝強(qiáng)流質(zhì)子超導(dǎo)直線加速器，全力保障加速器驅(qū)動(dòng)次臨界裝置（ADS）研發(fā)按節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。這是一條新一代核能技術(shù)路徑，旨在解決核能安全、綠色、千年供給問題。

　　“春節(jié)假期是我們最好的工作時(shí)間?！惫ぷ鏖g隙，他同科技日?qǐng)?bào)記者聊起了正在推進(jìn)的幾項(xiàng)重點(diǎn)工作，“今年的里程碑目標(biāo)是完成整個(gè)強(qiáng)流質(zhì)子超導(dǎo)直線加速器的安裝和測試。時(shí)間緊任務(wù)重，春節(jié)期間也必須連續(xù)作業(yè)。”

　　原創(chuàng)技術(shù) 破解核能發(fā)展瓶頸

　　何源所說的強(qiáng)流質(zhì)子超導(dǎo)直線加速器，是ADS的核心，也是破解當(dāng)前核能發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵。

　　“ADS利用加速器提供的高能強(qiáng)流質(zhì)子束轟擊重原子核產(chǎn)生的高通量廣譜散裂中子，驅(qū)動(dòng)次臨界反應(yīng)堆運(yùn)行。”何源介紹，“這些中子一方面維持反應(yīng)堆持續(xù)發(fā)電并增殖新燃料，另一方面將核廢料中長壽命、高放射性的核素‘嬗變’為短壽命、低放射性或穩(wěn)定的核素，實(shí)現(xiàn)核廢料的轉(zhuǎn)化與資源化。這是國際公認(rèn)的核燃料增殖與核廢料處理的理想途徑?！比欢捎诩夹g(shù)難度極高，全球范圍內(nèi)尚未有ADS裝置建成。

　　2011年，中國科學(xué)院近代物理研究所原創(chuàng)性地提出了“加速器驅(qū)動(dòng)先進(jìn)核能系統(tǒng)”。十年磨一劍，2021年，他們成功研制出ADS超導(dǎo)直線加速器樣機(jī)（設(shè)計(jì)能量20兆電子伏特），并在國際上首次實(shí)現(xiàn)10毫安連續(xù)波質(zhì)子束加速和百千瓦、百小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。這也是自20世紀(jì)80年代現(xiàn)代ADS概念提出以來，超導(dǎo)直線加速器流強(qiáng)首次達(dá)到可工業(yè)化應(yīng)用的指標(biāo)。同年，CiADS在惠州開工建設(shè)。

　　“現(xiàn)在是強(qiáng)流質(zhì)子超導(dǎo)直線加速器安裝的關(guān)鍵期。當(dāng)技術(shù)難題逐一攻克后，絕對(duì)嚴(yán)苛的質(zhì)量控制成為工程成敗的生命線?！焙卧凑f，“我們拒絕‘經(jīng)驗(yàn)主義’，堅(jiān)持嚴(yán)控每一步流程。任何未達(dá)標(biāo)的組件一旦安裝進(jìn)裝置中，便再無機(jī)會(huì)補(bǔ)救。因此，上百道工序，均須在源頭杜絕任何出錯(cuò)?！?/p>

　　精密裝配 匠心打造大國重器

　　何源帶著科技日?qǐng)?bào)記者乘坐電梯深入地下13米，抵達(dá)加速器隧道。在這里，全球首臺(tái)兆瓦級(jí)加速器驅(qū)動(dòng)次臨界裝置正從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

　　看似樸實(shí)無華的各種“管道”和精密部件，其中大有乾坤?！凹铀倨髅棵腌娍蓪⒊^3億億個(gè)質(zhì)子加速至光速的0.8倍，轟擊液態(tài)鉛鉍合金，產(chǎn)生出海量中子，進(jìn)而把鈾-238轉(zhuǎn)變成新的核燃料钚-239，變‘廢’為寶。”何源說，“在這里，我們要安裝5種類型的超導(dǎo)加速單元，目前已完成其中的兩種。今年要在6個(gè)月內(nèi)完成全部32臺(tái)超導(dǎo)加速單元的總裝任務(wù)，將面臨最高8臺(tái)并行建造的極端挑戰(zhàn)。”

　　離開加速器隧道，記者來到潔凈車間，身穿潔凈服的科研人員正進(jìn)行極致潔凈的精密裝配。超導(dǎo)加速腔和超導(dǎo)磁鐵在安裝之前，需經(jīng)歷多道工序，表面清潔度達(dá)到“純凈”標(biāo)準(zhǔn)：化學(xué)刻蝕、電化學(xué)拋光、超聲清洗、100個(gè)大氣壓的超純水沖洗，最后在比ICU（重癥監(jiān)護(hù)室）還要潔凈百倍、千倍的超凈間進(jìn)行裝配。

　　“即便這樣，為防止氣流擾動(dòng)卷起微塵，安裝人員的操作速度得像電影里的慢動(dòng)作，還得用高純氮?dú)獯祾呙恳粋€(gè)零部件。”何源笑著說，“我們沒有驚心動(dòng)魄的大場面，就是跟‘灰塵’這種小事死磕，把涉及物理過程的每一個(gè)工程細(xì)節(jié)都摸透，只有這樣，才能‘于無聲處聽驚雷’?！?/p>

　　預(yù)計(jì)到2027年，CiADS將建成全球首個(gè)兆瓦級(jí)加速器驅(qū)動(dòng)次臨界裝置，使我國率先全面掌握加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)集成和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在滿足國家重大戰(zhàn)略需求的同時(shí)，該大科學(xué)裝置也強(qiáng)力帶動(dòng)了當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展。它吸引了多家粵企參與超導(dǎo)腔、精密磁鐵、電子學(xué)設(shè)備、核能裝備的制造，形成了本地供應(yīng)鏈，為粵港澳大灣區(qū)打造國際一流的核能產(chǎn)業(yè)高地提供了核心支撐。

　　何源自信地說，裝置可將鈾燃料的利用率提高百倍，并將核廢料的壽命縮短至千分之一以下，有望使核能成為綠色、安全、穩(wěn)定的千年能源，支撐未來人類社會(huì)對(duì)能源日益增長的需求。（葉青）

責(zé)任編輯：王奕博