加速器驱动次临界系统

格式：ppt
大小：1.70 MB
文档页数：16

下载文档原格式

加速器驱动的次临界铀溶液同位素生产堆概念设计

加速器驱动的次临界铀溶液同位素生产堆概念设计
李焕星;夏兆东;刘锋;周琦;朱庆福;宁通;孙旭;柯国土
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2024(58)2
【摘要】加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。

本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临界堆芯的概念设计并给出了一系列设计参数,此外,对堆芯长寿期燃耗特性和^(99)Mo产能进行了计算分析。

结果表明,该方案^(99)Mo的年产能可达20 kCi(1 Ci=3.7×10^(10)Bq)以上,考虑运输过程中衰变损失,保守估计可满足全国
1/3的临床需求,对后续掌握^(99)Mo生产技术并实现工程应用具有重要的现实意义。

【总页数】8页(P393-400)
【作者】李焕星;夏兆东;刘锋;周琦;朱庆福;宁通;孙旭;柯国土
【作者单位】中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TL416
【相关文献】
1.加速器驱动次临界钍焚烧堆初步中子学设计与分析
2.加速器驱动次临界堆换料系统概念设计与分析
3.加速器驱动次临界反应堆次临界度测量方法研究
4.中国加速
器驱动嬗变研究装置次临界反应堆概念设计5.加速器驱动的次临界系统快堆次锕系核素非均匀布置堆芯的中子学研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

加速器驱动的次临界系统散裂靶泄漏中子谱研究

加速器驱动的次临界系统散裂靶泄漏中子谱研究谭新建;李金英【摘要】为研究加速器驱动的次临界系统（ADS ）散裂靶的散裂中子学特性，采用Geant4计算不同能量质子轰击铅铋靶产生的泄漏中子产额、能谱、轴向积分分布。

模拟得到1 GeV质子对应的靶的优化尺寸及优化后泄漏中子谱，计算结果可为ADS散裂靶件和堆芯设计提供参考。

%To study the neutron leakage spectrum of spallation target of ADS , the neutron leakage spectrum of lead-bismuth eutectic target with 1 GeV proton was simulated by Geant4 toolkit . T he simulated neutron leakage spectrum and target optimization parameters ,which will be beneficial to the reactor core design ,are obtained .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】4页(P1590-1593)【关键词】ADS;散裂靶;中子泄漏谱【作者】谭新建;李金英【作者单位】华润电力控股有限公司,广东深圳,518000;华润电力控股有限公司,广东深圳,518000【正文语种】中文【中图分类】TL32加速器驱动的次临界系统（ADS）是20世纪50年代末提出并发展的，它同时结合了粒子加速器和反应堆两项技术。

一方面，装置内的强中子场可将装填的长寿命放射性废物嬗变为短寿命的可裂变核材料，极大提高铀资源的利用率，另一方面，它不同常规动力堆那样依赖堆内苛刻的反应性要求。

因ADS技术的诸多优势，使其一直成为国际核能领域研究的重点[1－2]。

ADS一般包括加速器、散裂中子靶和次临界堆芯3个子系统，本文拟采用Geant4计算不同能量质子轰击铅铋靶产生的泄漏中子产额、能谱和轴向积分分布，同时计算1GeV质子对应的靶的优化尺寸及优化后泄漏中子谱，结果可为散裂靶和堆芯设计提供参考。

中国加速器驱动次临界装置的功率控制特性初步分析

ｌ
（２）
式中，Ｐ为总的热功率，ｋＷ；西为燃料宏观裂变截面，ｍ～；１，为中子平均速率，ｍ／ｓ；Ｕ为总的有效传热系数；厂为冷却剂质量流量；Ｖ为堆芯体
积，ｉｎ；Ｍ为物质的质量；Ｔ为温度，ｏＣ；Ｃ为
式中， Ⅳ 为中子密度；Ｃｉ为第组缓发中子先驱核密度（ｉ＝１，２，…，６）；为总的有效缓发中子
关键词：加速器；控制棒；次临界深度；动态响应；失束失流
中图分类号：ＴＬ４１１文献标志码：Ａ
１引言中国加速器驱动次临界实验装置ＣＬＥＡＲ．ＩＡ
（简称ＣＩＡ）是一个热功率为１０ＭＷ的小型次临界反应堆系统，冷却剂为铅铋合金（ＬＢＥ：４４．５％Ｐｂ．５５．５％Ｂｉ［１Ｊ），堆芯功率采用控制棒和加
有效中子增殖因数＝Ｏ．９４～Ｏ．９６且加速器束流稳定时，棒控系统可有效调节堆芯功率，次临界深度较浅时（如ｆｆ＞０．９８），功率响应出现较大超调量；控制系统引入功率速率前馈信号后，可有效改善功率控制效果并肖除 ≤１００×１０的扰动；加速器失流的事故工况下，棒控系统使堆芯反应性出现发散性振荡；加速器引入的外源Ｑ与ｆｒ的最优匹配值为０．９４ ≤ ≤ Ｏ．９６、１．２ｘｌＯ加ｃｒｆｌ－３－ｓ。 ≤９ ≤１。８５￣１Ｏｃｍ－３．ｓ～。
３控制棒驱动机构
控制棒驱动机构主要由比较、放大、功放驱动电机、减速器和控制棒等环节组成ｌ１。其中驱动电机采用步进电机，并简化为１个１阶环节。

加速器驱动的次临界10MW气冷快堆物理方案研究

ｆｅａｔｕｒｅｗｉｔｈｄｅｅｐｓｕｂ～ｃｒｉｔｉｃａｌｓｔａｔｕｓｉｎｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｂｕｒｎｕｐｉｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｐｈｙｓｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎＯｆａ１０ＭＷａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ — ｄｒｉｖｅｎｓｕｂ— ｃｒｉｔｉｃａｌｇａｓ — ｃｏｏｌｅｄｆａｓｔｒｅａｃｔｏｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｐｒｏｇｒａｍＣＯＵＰＬＥ２．０ｗａｓａｐｐｌｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｐｌｅｓＭＣＮＰＸａｎｄＯＲＩＧＥＮ．Ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｋｏｆ｛，ｐｒｏｔｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，
ｂｕｒｎｕｐｔｉｍｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓａｆｅｔｙｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂｙ
ｆｕｒｔｈｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｔｈｅ３５０ｄｂｕｒｎｕｐｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｍｕｔａｔｉｏｎ

加速器驱动的10 MW次临界反应堆物理方案研究

加速器驱动的10 MW次临界反应堆物理方案研究付元光;赵晶;顾龙;杨永伟【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(047)0z1【摘要】加速器驱动的次临界系统(ADS)是未来最有可能实现工业化嬗变核废料的装置.通过设计1个10 MW的ADS物理方案,研究ADS的嬗变能力.采用MCNPX和ORIGEN的耦合程序,利用基于ENDF6.8处理所得的6个温度(300、600、900、1 200、1 500、1 800 K)下连续能量核数据库,计算得到ADS随燃耗时间变化的有效增殖因数keff、功率峰因子和质子束流强度.同时通过计算给出了该设计方案下ADS燃料多普勒系数、冷却剂空泡系数和有效缓发中子份额,利用这些物理量研究了该ADS方案的安全特性,并通过燃耗计算研究了ADS的嬗变能力.结果表明,在1 000 d燃耗时长内,keff和质子流强随时间的波动较小,燃料燃耗深度较浅,系统可提升功率运行,在假想事故下系统能保持次临界状态.系统嬗变支持比约为8.【总页数】4页(P261-264)【作者】付元光;赵晶;顾龙;杨永伟【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084;清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000;清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TL329【相关文献】1.加速器驱动次临界反应堆次临界度测量方法研究 [J], 魏书成;蒋校丰;张少泓2.中国加速器驱动嬗变研究装置次临界反应堆概念设计 [J], 彭天骥;顾龙;王大伟;李金阳;朱彦雷;秦长平3.加速器驱动的次临界10MW气冷快堆物理方案研究 [J], 秦长平;顾龙;李金阳4.加速器驱动10 MW快热耦合气冷堆物理方案研究 [J], 李金阳;顾龙;秦长平;王大伟;刘璐5.加速器驱动的10MW次临界反应堆物理方案研究 [J], 付元光;赵晶;顾龙;杨永伟;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

关于加速器驱动次临界系统(ADS)研发促进我国核能可持续发展的建议

关于加速器驱动次临界系统(ADS)研发促进我国核能可持续发
展的建议
中国科学院学部
【期刊名称】《中国科学院院刊》
【年(卷),期】2009(024)006
【摘要】@@ 1 分离.嬗变是实现核能可持续发展不可缺少的环节rn目前,我国的核电事业即将进入快速发展期.根据发改委2005年发布的核电发展规划,2020年核电总装机容量将达到4 000万千瓦,另有1 800万千瓦在建,核电在总发电量中所占比重将提高到4%左右.根据对国家中长期能源发展形势和前景的分析,中国工程院在<2050年我国的能源需求>咨询报告中指出,到2050年,我国核电占一次能源总量的比重要求提高至12.5%(占电力装机容量的20%).
【总页数】4页(P642-644,641)
【作者】中国科学院学部
【作者单位】中国科学院学部,北京,100864
【正文语种】中文
【相关文献】
1.加速器驱动次临界系统(ADS)与核能可持续发展 [J], 赵志祥;夏海鸿
2.外中子源驱动的次临界堆核能系统--可预见的更安全的核能源 [J], 宋文杰
3.工业用铅冷加速器驱动次临界系统(ADS)初步概念设计 [J], 黄锦华;阳彦鑫
4.加速器驱动次临界系统(ADS)与核能可持续发展 [J], 赵志祥;夏海鸿
5.加速器驱动次临界系统(ADS)及其散裂靶的研究现状 [J], 徐雅晨;亢方亮;盛选禹;;;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

质子加速器束流位置与相位测量需求

研究内容
BPM束流信号处理系统原理框图
ADS质子加速器束流结构
❖ 研究出的原理样机可以直接应用于ADS质子直线加速器RFQ后的BPM探头信号处理分析。
❖ ADS质子加速器束流频率为162.5 MHz，束团宽度为大概为1ns，相宽60 度，束流流强范围约为0.5mA10mA。
Amplitude
Phase calculation through IQ 1
立项背景
❖ 加速器驱动次临界洁净核能系统（Accelerator Driven Sub-critical System， ADS）是利用加速器加速的高能质子与重靶核发生散裂反应，一个质子引起的散裂反应可产生几十个中子，用散裂产生的中子作为中子源来驱动次临界包层系统，使次临界包层系统维持链式反应以便得到能量和利用多余的中子增殖核材料和嬗变核废物。
-0.8
-1 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
基频信号采样时域波形图
原理方法的仿真确认 ❖ 1）固定基频信号初始相位，改变二次谐波信号相位，测量相位差。仿真结果表明
测量值与设置值完全吻合，表明测量方法是正确的。
❖ 2）其次考虑不同的起始采样时刻对测量结果的影响。固定两信号相位，改变起始采样时刻，测量相位差的变化。仿真结果表明测量值与起始采样时刻无关。
0.8 Q
0.6
0.4
I
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
I
Q
-0.8
-1
0
1
2
3
4
5
6
Time
arctan
I Q
相位测量
位置测量

ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序系统开发

ADS质子与中子输运及核子耦合燃耗程序系统开发加速器驱动的次临界系统以质子束流轰击散裂靶产生的外源中子驱动次临界堆芯运行,可进行放射性核废料的嬗变并具备能量输出的功能。

ADS系统具有嬗变能力强、固有的系统安全性、高的支持比等特点,世界各国争相设置研究计划进行研究,我国也提出了自己的ADS建设路线,目前已经进入CiADS工程建设阶段。

燃耗计算在反应堆设计、分析研究中起着非常重要的作用。

燃耗计算软件一般采用耦合输运燃耗计算及直接燃耗计算两种计算方法,现有的耦合燃耗计算程序Monteburns、MCBurn（瑞典）、MCNP-ORIGEN2、MCBurn（清华）、COUPLE3.0等都是将蒙特卡洛程序MCNP与燃耗分析程序ORIGEN耦合起来,而直接燃耗计算程序有MCNPX、Serpent、SuperMC、RMC等。

能够直接用于ADS系统燃耗计算的程序仍然很少,有中国科学院近代物理研究所开发的COUPLE3.0程序。

国际上对中国在MCNP,Serpent等程序使用上有很强的限制,而蒙卡程序OpenMC则是开源程序,没有版权限制,因此我们编写了OpenMC与ORIGEN2耦合燃耗计算程序IMPC-Burnup。

对于编写的燃耗计算程序,进行了IAED-ADS及OECD-NEA基准题的测
试,k<sub>eff</sub>的计算结果与各国计算趋势一致,主要燃耗核素的质量变化趋势也符合预期,同时利用IMPC-Burnup及COUPLE3.0对一种小型铅冷快堆CLSMR及CiADS模型进行了耦合燃耗计算,两者计算结果符合良好,验证了IMPC-Burnup耦合燃耗程序的正确性。

加装辅助停堆系统的加速器驱动系统次临界实验装置初步设计

按照ＡＤＳ的设计概念，加速器驱动系统中次
２加速器驱动系统
加速器驱动系统包括：中能强流质子加速器、外源中子产生器和次临界反应堆。次临界反应堆的运行工况要求有持续供给的外中子源维持其链式反应；这种外中子源由ＨＰＰＡ打击重金属靶提供。根据次临界度的不同，在次临界反应堆内，除维持链式反应外，还可富裕出一部分 “ 中子余额” ，可以用于 “ 焚烧 ” 自生或外加乏燃料中所含的长寿命核废料；次临界运行工况及加速器的快速响应为ＡＤＳ的运行提供了更高的灵活性及对
收稿日期：２０ —８２：修回日期：２０．８００７０ —３０８０ —４
中子源区简称 “ 源区” 从快中子能谱区正中。心拔出７根燃料元件，在此７根燃料元件区域内
基金项目：国家“７ ” 划资助项目（９９２６２ｏ７ＢＯ９Ｏ９３计Ｇ１９０２０，２Ｏｃ２９Ｏ）
增殖系数进行计算和比较分析，实现了不同堆芯参数下七ｆｅ值可调；对几种不同热区栅距和热区燃料棒根数ｆ
所对应的停堆深度和控制棒价值进行了计算，结果表明，辅助停堆系统提高了加速器驱动系统（ＤＳ的安全Ａ）
性。
关键词：辅助停堆系统；加速器驱动系统；ＭＣ；次临界；ｋｆＮＰｅｆ中图分类号：Ｔ３９Ｌ２文献标识码：Ａ
ｂ
直径６５ｍｍ，热区芯体长７０ｍｍ。芯块为二氧．０化铀陶瓷体；Ｕ富集度为３；芯块密度为％１．５Ｃｍ０４ｃ。包壳厚度为０６６ｅ．５ｍｍ，材料为ｚ。ｒ

2018核电科普知识竞赛题库及分析资料报告

核科技未来1、核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。

自然界中最容易实现的聚变反应是氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了50亿年。

未来可控核聚变能够一劳永逸的解约人类的能源问题，请问用于核聚变的氘和氚是哪个元素的同位素？A、氦B、锂C、氢答案：C解析：氚和氘的质量数分别为3和2，均为氢的同位素。

2、利用核能的最终目标是要实现受控核聚变，现有的反应堆依靠重原子核裂变而释出能量，如铀、钚等，而聚变反应则由较轻的原子核聚合而释出能量，如氢的同位素氘和氚聚合形成氦元素，反应产物是无放射性污染的氦，因此你认为聚变能具有如下哪个优点？A、清洁，不产生长半衰期的重放射性元素，如锶-90、铯-137B、经济，发电成本比传统核电厂低C、工程上更容易建造和运行聚变反应堆答案：A解析：聚变反应堆使用轻核聚变产生能量，不会产生重放射性元素，因此更为清洁。

B选项经济性没有提及，C选项表述也未提及。

3、聚变反应堆利用的氘是氢的一种同位素，天然氢中含氘0.0153%, 氘在水中存在。

1L 水中含氘相当于300L 汽油的能量，海洋3m厚的水层含氘可供世界5000万年能源需要，取之不尽用之不竭。

因此你认为聚变反应堆具有如下哪个优点？A、聚变堆的燃料储量丰富B、聚变反应堆更容易建造C、聚变反应堆体积更小答案：A解析：建造可控的聚变反应堆是利用核能的最终目标，聚变反应则由较轻的原子核聚合而释出能量，如氢的同位素氘和氚聚合形成氦元素，而海水中蕴含着大量的氘和氚元素，氘可从海水中提取，储量极为丰富，因此选A。

B和C题目未提及。

4、加速器驱动的次临界系统——ADS嬗变系统，可以使长寿命高放核废料嬗变为短寿命低放核废料，因此ADS可以用于：A、实现稳定的氢核聚变反应B、处理乏燃料，降低核废料放射性C、产生淡化海水答案：B解析：乏燃料中含有长寿命的放射性核素，难以处理，ADS系统可以是的这些核素转变成为短寿命的放射性核素，可用于处理乏燃料，降低放射性，选择B。

加速器驱动快-热包层耦合次临界系统的性能研究

核素
７Ｎｐ
热中子谱
００２１４
．
快中子谱
０１８．３
Ｎｐ
０ＩＰｌ
。
２．５７５
００５５５
．
３．２０１
ｌ３４＿６
９ｕＰ
Ｐｌｌ２ＩＡｍ
２２ｍＡ
ｌ７＿ｌ９
０Ｏ２．Ｏ４０ｏ９ｏ５
能力进行了研究。研究表明，ＡＤＳ具有比常规临界反应堆更高的增殖能力。
关键词：嬗变；放大系数；耦合系数；增殖
中图分类号：Ｔ３９２Ｌ２．文献标识码：Ａ．
１前
言
以产能，相当于能量放大器，同时装有Ｆ，使Ｐ
ＦＰ得到嬗变。
２ＡＤＦＳ的嬗变优势Ｔ
２１Ｍ在不同能谱下的嬗变研究．Ａ
它通过快包层的中子放大和快、热包层的单向耦
合设计提高了散裂源中子的效率，从而大大降低
了对加速器的要求，克服了ＡＳ作为能量放大器Ｄ的主要困难。本文在Ｂｒｉｖ等人的研究基础上对该系统ａｌｚｏ进行了初步的性能研究。主要工作有：①对锕系元素（）ＭＡ和裂变产物（）Ｆ嬗变行为的研究；②对ＰＤＴＡＦＳ的能量放大行为的研究； ③提出了快包层中子放大系数和快－热包层中子耦合系数等概念，
最近Ｂｒｉｖａｌ等人提出了加速器驱动快．ｚｏ热包层耦合次临界系统（ｃｅｒｏＤｉｎＣｕｌＡｃｌａｒｒｅｏｐｄｅｔｖｅ
ＦｓＴｅｍａＳｅｔｍｙｔｍ，ａｔｈｒｌｐｃｒＳｓ／ｕｅＡＤＦＳｔ的概念，ｒ）ｕ

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

三.ADS的发展现状及趋势
目前国际上关于ADS的学术交流、研讨会及科技合作日益活跃与频繁，欧盟各国以及美、日、俄等核能科技发达国家均制定了ADS中长期发展路线图，正处在从关键技术攻关逐步转入建设系统集成的 ADS原理验证装置阶段。欧盟联合了40 多家大学和研究所等机构，充分利用现有核设施合作开展实验研究。如MUSE 计划开展ADS 中子学研究；MEGAPIE 计划开展MW级液态Pb—Bi 冷却的散裂靶研究；MYRRHA计划期望在2023 年左右建成由加速器驱动的铅铋合金(Pb—Bi)冷却的快中子次临界系统，其主要设计指标为功率85 MWth 的反应堆，600 MeV/4 mA的强流加速器，铅铋合金作为靶和冷却剂； MAX 计划的目的是为 MYRRHA 的加速器装置的最终设计方案提供第一手的实验与模拟数据；FRERA 计划主要专注于ADS 系统在线反应性监测方法的实验验证。
五. ADS未来展望
ADS系统是为解决核裂变能可持续发展所面临的核废料安全处理处置而提出来的，ADS 系统除在核废料嬗变方面有独特的优势，其在增殖和产能方面也有巨大的潜力。在中国科学院先导专项实施的基础上，进而提出了ADANES的全新概念和方案，并基本完成了原理的模拟试验验证。 ADANES 将充分发挥ADS 系统增殖和产能的潜力，提高核能资源的利用效率，使基于铀资源的核裂变能成为可持续数千年的低碳排放、安全可靠、高性价比、防核扩散的战略能源，应成为我国ADS 研究的未来发展方向。如果得到国家及时和稳定的支持，有望在2022 年左右基本完成乏燃料循环利用验证以及ADS 燃烧器原理样机(10 MWth)等阶段性工作，引领国际核裂变能的创新发展，并在2030 年左右实现工业级示范。
创造性地提出了新型流态固体颗粒靶概念并完成初步设计。该方案融合了固态靶和液态靶的优点，通过固体小球的流动实现了靶区外的冷却，规避了液态铅铋合金靶放射产物毒害性高、温度—材料腐蚀效应严重以及固态靶热移除难等缺点，物理上具有承受几十兆瓦束流功率的可行性。
在材料研究方面，自主配方、自主研制的SIMP 钢是一种新型抗辐射、抗腐蚀的低活化耐热合金结构材料，其性能指标均优于或不亚于目前国际主流核能装置用抗辐照结构材料，有望成为一种新的核能装置候选结构材料。目前已实现5 吨级工业规模制备；同时开展了SiC 复合纤维材料研发，完成碳化硅纤维纺丝和不熔化装置设计、加工和组装。在核燃料制备方面，完成了铀纳米材料的制备和系列锕系有机化合物晶体的合成。
加速器驱动次临界系统
Accelerator Driven Sub-critical Systems
2016/12/19 蒋伟
目录
加速器驱动次临界系统(ADS)的研发背景加速器驱动次临界系统(ADS) ADS的发展现状及趋势 ADS先导专项研发进展 ADS未来展望一.Leabharlann 速器驱动次临界系统(ADS)的研发背景
1.核裂变能的快速发展
发展清洁能源是我国及全球能源可持续发展的战略选择。核裂变能是技术成熟的清洁能源，具有高效、低碳排放、安全可靠和可规模生产的突出优势，是解决未来能源供应、保障经济社会可持续发展的战略选择。
2.乏燃料与核废料
要实现核裂变能的快速、可持续发展，在确保安全的前提下必须解决两个重大问题：核燃料的稳定可靠供应和乏燃料(尤其是其中的长寿命高放射性核废料)的安全处理和处置。后一个问题是我国乃至国际核能界无法回避的重大问题，也是尚未解决的世界性难题。 3.核燃料的“分离—嬗变”循环策略根据乏燃料和高放射性核废料处理处置方式的差异，国际上主要有三种核燃料循环模式：一次通过的“开环”模式，铀/钚再利用(MOX燃料)的 “闭式循环”模式，和“分离—嬗变”(partition—transmutation)闭式循环模式。
2. “加速器驱动嬗变研究装置”项目正式立项
2015 年 12 月，国家发改委正式批准“加速器驱动嬗变研究装置”(China Initiative Accelerator Driven System，简称CIADS)的立项。 CIADS 是国家“十二五”期间优先安排建设的16 个重大科技基础设施之一。其主要设计指标为：强流质子加速器质子束流能量 250 MeV、束流强度10 mA，实现连续波(CW)工作模式，并具备可升级到更高能量的能力；高功率颗粒流散裂靶最大可承载质子束流功率2.5 MW，具备与加速器和次临界堆耦合工作的能力；液态铅铋次临界堆在加速器中子源驱动下的最大热功率可达10 MW(含质子束流功率2.5 MW)，并留有实验孔道开展嬗变等相关实验研究。
3. ADS的技术挑战
目前世界上尚无建成ADS集成系统的先例，这在一定程度上阻碍了 ADS技术的深入研究，特别是系统集成及核废料嬗变的实验验证等方面的研究。 ADS次临界反应堆系统面临的主要问题为散裂中子源带来的堆芯内功率分布不均匀，新型冷却剂的热工及材料相容性，加速器失束时对反应堆的热冲击，长时间强中子辐照等极端环境下的燃料元件及材料问题等。同时还要解决ADS的核燃料所涉及的乏燃料的铀、钚分离，次锕系核素的分离以及新型燃料组件的制备等难题。
1. 国外的发展现状及趋势
2. 我国ADS研究现状及发展路线
四. ADS先导专项研发进展
1 . ADS单项技术突破 ADS超导质子直线加速器系统的各单项技术已实现突破，开始向系统集成研究阶段转换。在单项技术突破方面，成功研制了高稳定度的强流质子源； 162.5 MHz@2.1 MeV ADS 射频四极加速器是国际上第二个超过10 mA的连续波质子束射频四极加速器，也是目前国际上稳定运行的连续波离子束射频四极加速器中束流强度最高的；325 MHz @3.2 MeV ADS 射频四极加速器束流平均功率位于世界最高；研制的Spoke 超导腔的测试性能指标达到了国际先进水平。在系统集成方面，实现了7 个超导腔稳定加速能量为6.05 MeV、流强为10.4 mA的脉冲质子束，是国际上首台由多个Spoke 超导腔构成的低能量段加速装置；实现连续波模式运行，束流强度达到3.9 mA，最长运行记录为7.5 小时，标志着我国在ADS系统研究领域的创新研发能力达到国际领先水平。
2.ADS的构成与原理
ADS系统由强流质子加速器、重金属散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成，它集成了20 世纪核科学技术发展的两大工程技术——加速器和反应堆技术。其基本原理是，利用加速器产生的高能强流质子束轰击重核产生宽能谱、高通量散裂中子作为外源来驱动次临界堆芯中的裂变材料发生链式反应。散裂中子和裂变产生的中子除维持反应堆功率水平所需以及各种吸收与泄露外，余下的中子可用于核废料的嬗变或核燃料的增殖。次锕系核素与快中子发生裂变核反应，生成半衰期较短和毒性较小的裂变产物；长寿命裂变产物的嬗变主要通过热中子俘获、衰变等核反应过程生成短寿命或稳定的核素。如99Tc 俘获一个中子后生成半衰期为15.8 s的100Tc，再经过β衰变后变成稳定核素100Ru；129I 中子俘获生成半衰期为12.4小时的130I，最终经过β衰变至稳定核素130Xe。
参考文献 [1]Wakabayashi T et al. Nuclear Technology，1997，118：14 [2] IAEA. Implications of Partitioning and Transmutation in Radioactive Waste Management，IAEA-TECDOC-435，2004 [3] Kadi Y，Revol J P. Design of an Accelerator-driven System for the Destruction of NuclearWaste. LNS0212002，2001 [4] Stanculescu A. Accelerator Driven Systems (ADS) and Transmutation of NuclearWaste：Options and Trends. LNS015022，2000 [5] 何祚庥. 世界科技研究与发展，1996，6：1 [6] Andriamonje S et al. Physics Letters B，1994，348：697 [7] Arnould H et al. Physics Letters B，1999，458：167 [8] Abderrahim H A et al. WIREs Energy and Environment，2014，3(1)：60 [9] 戴光曦. 科技导报，1996，8：38 [10] 戴光曦. 核物理动态，1996，13(4)：53 [11] 丁大钊，方守贤，何祚庥. 中国科学院院刊，1997，(2)：116 [12] 赵志祥，丁大钊. 物理，1997，26(4)：221
二.加速器驱动次临界系统(ADS)
1.ADS概念的形成
由Brookhaven 国家实验室H.Takahashi 和G.VanTuyle 领导的研究团队最早在80 年代的后期发展起来的具有现代意义的、旨在探索先进核能系统、提高核安全和解决核废料安全处置的ADS的概念。 1991 年，Los Alamos 国家实验室的C. Bowman 第一个给出了嬗变装置的详细设计方案，该方案利用来自加速器的高能质子束流产生散裂中子去驱动次临界、热中子反应堆，目的是实现核废料嬗变与核能发电。此外，Brookhaven国家实验室的H.Takahashi 提出了基于快中子次临界包层的设计方案，其主要目的是焚烧次锕系核素。 1993 年，Carlo Rubbia 和他领导的工作团队提出了“能量放大器” 的概念。这是一个基于铀—钍循环的次临界核能系统，通过一个强流质子加速器产生的外中子源驱动进行核能发电，同时大大减少次锕系核素和长寿命裂变产物的量。随后开展了一系列实验研究，验证了加速器驱动次临界系统的原理与可行性[6，7]。
谢谢观看
CIADS建成后将成为世界上首个兆瓦级加速器驱动次临界系统研究装置。目前， CIADS 项目建设地点已确定为广东省惠州市惠东县东南沿海，中国科学院已同广东省人民政府签署协议，并成立院省领导小组，共同推进项目建设。