核废物处置战略和加速器驱动次临界嬗变系统研究展望(PPT 93页)

清华大学2011年7月14日
水能:
理论蕴藏量:767GW,
技术可开发:379GW
68%集中在西南地区
极限装机容量:
240～260GW 
其它可再生能源：
潮汐发电：
可经济开发1000万千瓦
1985年建成浙江江厦电站,0.32万千瓦
地热发电：
到88年地热利用折合38万千瓦
海洋能(温差发电,波浪发电等):
理论储量4.6亿千瓦,开发难度极大
从资源的层面看,可以大规模替代化石能源的只有核能
设临界堆(k=1)中子余额为Nc
次临界堆中子余额为Nk
则在简单的模型下可以导出
Nk=Nc+(1-k)/k
ADS有外中子源，其中子余额要多于临界堆，这
一点对于核废料的嬗变和核燃料的增殖有利
中能强流质子直线加速器拟解决的关键科学问题
在物理基础方面：
研究强流束加速与传输中的束晕形成的机理
进行束流动力学分析和模拟以评价使束晕最小
发展束流损失小的加速结构
目标是将束流损失控制在1W/m以内
在工程技术方面：RAMI问题
提高加速器运行的可靠性和可使用率
发展提高束流可靠性的技术
目的是将失束频率降低3到4个数量级
次临界反应堆拟解决的关键科学问题
堆物理方面：
由于外中子源的存在
堆芯功率密度分布的不均匀问题
需要解决功率展平的问题
元件和材料方面：
由于加速器失束带来热冲击问题
由于燃耗加深带来的元件问题
由于能谱更硬、中子通量更高带来的辐照损伤问题
强辐照、高温、强腐蚀条件下的材料问题
嬗变器件对堆芯性能的影响和特殊安全问题
目前的国际态势已从概念研究进入
物理过程、技术部件的研究及核能
系统的概念性设计阶段，目标是在
五至十年左右时间内建成小尺度的
技术集成装置
1994-1999:ADS的概念及物理可行性研究
在CNNC和国家自然科学基金的支持下进行
2000-2005:ADS的物理及技术基础研究
国家973项目,5年约3000万
主要参加单位:
中国原子能科学研究院
中科院高能物理研究所
及北京大学等国内其他一些研究单位
正在进行的研究计划
中科院的设想
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