adsphpid技巧_太过前辈无法展示核能新技能ADS真的靠谱吗

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先大略先容一些干系观点：

加速器驱动次临界系统（ADS）

目前说到核能一样平常是裂变核能。
只要有中子，就能诱发裂变（自发裂变的可能性很低）。
一样平常反应堆依赖自己裂变产生的中子临界运行，依赖掌握裂变燃料的浓度，几何形状等，担保用掉一个中子恰好产生出一个可以再次引起裂变的中子。
如果欠妥心多了一点，中子就会越来越多，导致反应失落控，这便是超临界。
一样平常还利用温度高低、气泡多少、掌握棒等掌握链式反应。
但一样平常临界到超临界的余量很小。
次临界系统便是不到临界状态运行，一次裂变产生的有效下一代中子数少于1，能够担保反应堆不超临界。
但这样，裂变反应无法自持，因此须要一个比较大的中子源供应第一代中子。
加速器产生的高能质子打到重的原子核上，能把核内的很多中子打出来。
这些中子能量高，诱发裂变能力强。
这便是加速器驱动次临界系统的观点。

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ADS的优点是第一是次临界，第二是中子能量高，比快堆里的中子还快。
快堆能做的事情它都能做，而且做得更好，比如燃烧超铀元素（核废估中最讨厌的那部分），增殖（生产更多核燃料）等。
缺陷是技能繁芜，发电须要的加速器还做不出来，还有一些技能也不知道能不能实现。
里面的反应过程远比普通的水堆快堆繁芜，基本的理论和实验都还有很多欠缺。

（图片来自网络侵删）

启明星1号、2号

启明星1号是原子能院研制的，在次临界条件下，一个测不同核燃料构形下中子倍增率的一个装置，2005年建成。
同类装置国际上是上世纪四五十年代的主要研究内容，是中子学研究的根本实验装置。

启明星2号没有公开技能信息。
我推测是像法国/比利时2009年做的那样，实现了高通量聚变中子源与次临界堆芯的耦合，但从宣布上看不出来。
推测的情由是，该装置是原子能院和近代物理所联合研制的，原子能院会做堆芯，近代物理所会做加速器。

嬗变

嬗变是导致原子核种类发生变革的核反应。

核能运用中，特指将龟龄命高放射性核废物（超铀元素）裂变掉，变成短寿命放射性元素的反应。

ADS中的高能中子能够使超铀元素裂变。
因此，嬗变超铀元素是ADS的紧张运用领域之一。

但是实际运用起来并没有想象的那么好。
一是这种燃烧并不干净，只能减少并不能消灭超铀元素。
如果直接在乏燃估中利用的话，乃至不能减少，由于还会同时天生超铀元素。
如果将乏燃估中的超铀元素提取出来，那么须要极其昂贵和风险巨大的后处理，还不能完备分离。

那么ADS究竟出息如何呢？

自上世纪90年代以来，美国的科学家就在倡导ADS观点。
欧洲、日本、印度、中首都产生了兴趣。
2010年，美国能源部约请当时干系领域的多国专家对该方案进行了评估，评估报告形成了一份白皮书。
白皮书详细先容了ADS的观点、干系技能和前景。
紧张成果是对不同运用处所下，干系各种技能的成熟度进行了仔细的评估。
运用处所包括嬗变示范，工业嬗变，和发电。
评估结果如下，个中绿色表示可行，黄色表示“可能可以，但是须要进一步的剖析或者示范”，赤色表示“须要进一步研究”，也便是现在还弗成。

白皮书说话和结论都倾向于推进ADS的研究。
但美国政府评估之后，并没有启动任何专门的ADS操持，只有与ADS观点干系的一些研究，是原来就在进行的，并不是专门为ADS启动的，如超导射频加速、散裂中子源、费米实验室的Project-X等，仍旧在做。
日本与美国类似，感兴趣，有干系研究，但是没有专门的项目。
印度的兴趣紧张在将ADS运用于他们核能三步走计策中，同样也没有直接的专门操持。
俄罗斯比较早就对ADS感兴趣，并做了一些根本研究。

只有欧洲的比利时和中国有专门的ADS项目，比利时的MYRRHA项目操持在2024年建成一个示范的低功率（5到10万千瓦热功率）ADS，紧张用于各种研究。
工业发电并没有操持支持，但是谈论的韶光表是2040-2050年。
中国的操持详细而且激进，操持到2022年完成ADS示范，2030年旁边实现工业示范。

那么，操持按时完成的希望大不大呢？

比利时的研究开始比我们早，进展比我们快，但安排的完成韶光比我们晚。

2010年美国能源部ADS白皮书中的技能就绪程度评估表，现在已经由去6年多，评估表的结论却没有什么变革，没有哪个框的黄变成绿，红变成黄。
作为一个根本中子学研究装置，启明星2涉及的技能没有涌如今ADS关键技能就绪程度评估表中。
同在即代物理所ADS强流质子超导直线加速器样机研制取得的重大进展，也没有改变评估表的状态。
作为关键参数的流强仍旧显著低于国际上十几年前已经实现的离子源流强（10毫安对超过100毫安），但该装置在不失落束和超导加速注入等方面另有上风。
以是，这些成果对付我们来说可以算是进展，但对付ADS技能的整体推进来说，还不能算是重大进展。

根据白皮书的技能评估表，作为第一目标的ADS示范装置，要实现技能上并没有太多困难，只是多项技能的可靠性须要验证。
紧张参数（中子流强、功率）和2006年在美国橡树岭国家实验室建成的散裂中子源没有多大差别，但是须要办理较永劫光的持续运行问题。

这一示范工程和工业运用还有很大的间隔，技能上有较大的不愿定性。
由于ADS投资巨大，而且是难以操作掩护的强放射性装置，技能上还不愿定，因此可以理解，为什么多数国家持慎重态度。

美国能源部评估后采纳的行动，已经表明该技能当时还不成熟。
美国的这一技能白皮书政策值得我们借鉴。
当有很多科学家提倡一项技能的时候，不是匆匆忙忙启动大项目，而是先多花一点力气评估，评估后确定是否启动。
我们一样平常是只要有几个资深专家院士提倡，国家就直接启动。
大型科研项目风险也很大。
风险末了都是国家承担。
对付提倡的专家们，只有好处没有坏处，最多一句科学许可失落败。
可是国家经不起太多的投资失落败。

实在，纵然ADS项目能够战胜浩瀚的技能障碍，准期建成，方案本身仍有大量问题很难办理，或者不能接管：

燃耗很低，不随意马虎提高

与传统临界堆不同，ADS的中子倍增系数k严格小于1，一样平常取0.92~0.98之间。
反应堆的功率即是散列中子引起裂变的功率乘以一个倍增系数1/(1-k)。
如果k=0.98，功率放大50倍，k=0.95，放大20倍。
也便是如果k从0.98降到0.95，反应堆的功率将降落到原来的40%。
这时候燃料的燃耗只有约3%，还不到一样平常二代堆的燃耗。
要坚持反应堆功率，只能提高第一代裂变功率，也便是散裂中子功率，即加速器功率。
问题是加速器功率本来便是瓶颈，要实现一定燃耗下的功率稳定，没有那么大的加速器功率余量可用。
纵然有了上面例子中须要的2.5倍功率余量，燃耗还不到区区3%（27百万千瓦天每吨重金属，GWD/tHM，低于二代堆33-40GWD/tHM）。

随燃耗上升，裂变产物增加，不裂变的元素浓度增加，中子接管增加，能谱软化，反应性降落。
保持反应性须要就只能降落燃耗，频繁换料，并后处理。
频繁后处理是做不到的，由于燃料下线后必须有很长的冷却韶光，否则放射性太强。

注：传统临界堆中，燃料开始的反应性有剩余（也便是超临界的，这也是被质疑的一个缘故原由），须要用掌握棒降落反应性。
随着燃耗的增加，掌握棒逐渐退出，再加上一些别的调节方法，一贯坚持中子倍增系数为精确的1。
ADS由于中子谱非常硬，掌握棒效果有限，一样平常不设计掌握棒。
如果加上掌握棒，会带来很多别的问题，如堆芯掌握更繁芜，高能中子对掌握机构的损伤和活化等。

一回路放射性超高

一样平常的热堆或快堆中，一回路冷却剂虽然也有较大的放射性，但是仍旧远远不能和乏燃料比较。
ADS中的一回路冷却剂直接管到能量高达GeV的质子和中子的轰击，本来不随意马虎活化的元素也会活化，因此，一回路冷却剂的放射性将与乏燃料可以比拟，远远大于普通热堆或者快堆。
一回路难以设计，防护，和掩护，二回路也随意马虎活化，或受到放射性污染，因而全体系统极难掩护。

更繁芜的核反应

由于极高能质子和中子的存在，ADS第一级及次级核反应种类繁多，天生物繁芜，涉及的元素数目巨大。
一样平常核反应堆须要考虑的元素数目大约是百的量级，而ADS中是千的量级。
这给理论剖析、仿照打算、实验丈量都带来了极大的寻衅。

功率密度问题

普通热堆热功率大约是每立方米10万千瓦，快堆是每立方米40万千瓦，热量如何快速带走已经是一个问题，而ADS每立方米超过100万千瓦，能否稳定带走如此巨量且空间分布很不屈均的热量，还须要验证。

衰变余热问题

跟所有核反应堆一样，当系统故障、外接或备份电源失落效，ADS也须要坚持永劫光的逼迫冷却，以带走反应堆不断产生的衰变余热。
否则，会产生融堆这样的极恶劣后果。
由于ADS功率密度高、核反应繁芜、涉及的元素种类繁多，余热问题至少不比普通热堆大略。
困扰普通反应堆的衰变余热问题在ADS中一样存在，并且更糟。

根本研究缺少问题

坚持普通反应堆运转的中子来源与中子触发的裂变，能量低。
中子能量最高不超过10兆电子伏。
各种反应截面在实验上就可以测得很清楚。

ADS中，涉及的入射粒子（质子，中子）能量高达10亿电子伏，是裂变中子最高能量的100倍，能引发的核反应自由度比低能中子高许多数量级，理论上写出所有的核反应险些不可能。
实验上，由于天生物繁芜，同样难以确定发生了哪些核反应。
实验室里，单一能量中子源的最高能量只有14兆电子伏特，更高能量中子的产生只有靠散裂反应。
散裂反应产生的中子能谱很宽（从0到10亿电子伏），中子数不定，不知道发生了那些反应。

因此，核反应道，随中子能量变革的各种反应截面曲线都画不出来，或者说，根本研究缺少，并且困难。
没有这些根本数据，反应堆的设计和打算都缺少依据。

经济性问题

快堆已经很繁芜了，经济性是一个大问题。
ADS比快堆还繁芜，有一套繁芜的性能和可靠性都须要验证的加速器系统，有强大的一回路放射性，有超高的功率密度。
加速器效率和散裂中子效率都不高，除了常日的反应堆低发电效率外，还要支出额外的电力坚持一个更繁芜的系统运行，燃料须要频繁改换，如果要做后处理则本钱更高……从发电来说，看不出来这样一套系统经济上是可行的。
如果只是为了燃烧超铀元素，本钱依然非常高，且仍旧须要后处理，过程中还会产生新的超铀元素。

烧不干净问题

如果不能发电，ADS的最主要用场便是嬗变核废物。
从我们上面关于燃耗和功率的谈论来看，核废物很难烧干净。
由于烧的同时，还在产生新的超铀核废物。
再加上高能质子中子引发的核反应，燃烧后的乏燃料身分也更繁芜，难往后处理。
末了的结果是，冒巨大风险，花巨额资金后处理得到的ADS嬗变燃料，烧了一点点，就没有办法了。
还要地质处置，还要上百万年。

靶的问题

ADS中的靶是指直接管到加速器高能质子束轰击，产生大量高能散裂中子的材料/部件。
如果要达到发电的哀求，质子束的功率必须达到数十万千瓦，约90%的能量直接以热的形式沉积在靶上，最大能量沉积区体积很小。
除了超高的热能沉积，还有直接的多种模式活化。
靶的放射性与乏燃料相差不远。
海内提出来的固体流动靶，只要掌握流动的机构出了一点问题，靶或者靶部件将被质子束融化乃至热爆，从而不可整顿。

除了上面说到的问题，“启明星1号”“启明星2号”项目还有一点非常令人费解：

启明星1号是一个根本研究装置，晚于天下同类研究装置40年以上建成。
这类装置全天下没有几个，而再与ADS干系的，全天下可以说只有其余一个，便是法国的零功率装置VENUS，翻译过来也是启明星（或金星、维纳斯）。
人家上世纪50年代就建好了，我们2005年才建好，为什么要取一个跟人家一样的名字呢？我们自己的文献中，启明星的翻译是venus。
一个装置代号一样平常整年夜写，我们全小写是为了和别人差异吗？还是自降身份？问题是全小写就不能叫启明星了。
作为行星，第一个字母必须大写。
全小写的单词venus跟金星没有关系，不能叫启明星，而只能是自创的一个新词。
难道我们一贯不知道存在这么一个装置？还是便是要让人家没有名字可叫？问题是人家早了我们那么多年建好，文献中到处都有该装置代号，我们没有读过那些文献吗？我们不参加国际会议吗？报告的时候怎么阐明这一名称？别人会怎么想？为什么要无端给自己找麻烦？

科学操持，或者装置名称应该避免与同类操持/装置重名，否则会带来不必要的混乱。
如果是缩写或简称，同名尚情有可原，可是“启明星”根本不是一个简称或者缩写，自由度很大，为什么偏偏要跟一台比你资格老的、该领域中唯一的其余一台同样功能的装置同名？

我个人的预测是，我们取名的时候不知道法国的装置，虽然这也非常不应该，但是公道地说，由于继续了过去的管理系统编制，原子能院国际互换很未便利，可以理解。
但中科院近代物理所出国交流长期没有障碍，在进行该方向研究的条件下，不知道该装置说不过去。
如果对别人的研究和进展一点不理解，怎么知道我们说的重大造诣，不是闭塞视听、闭门造车，不是自我觉得良好的评价？

比利时/法国2009年完成的同类装置，个中的堆名Venus便是金星（启明星）

跟大多数人一样，我本人认为海内的ADS操持该当是一个科学操持。
既然是科学操持，就该当按照科学的方法和态度来进行，遵守大家都认可的科学规范，包括老例。
科学的评估应该只管即便全面、中立。
科学的宣布该当尊重事实。

可是这次关于“启明星2号”的宣布实在不能算是一次科学宣布。
第一没有任何技能细节，取得什么进展，实现哪些参数一个字没有，只是笼统的一个“实现临界”。
作为以亚临界为事情目标的项目，实现临界的造诣本身也有些令人费解。
“过于前辈，无法展示”，实在不是一种科学的描述办法。
科学不是不可知论。

考虑到核工业长期地、系统地将片面的“科普”信息传播给大众，这一宣布尤其欠妥，令人不适。

在我看来，这次宣布不是一次科学宣布，而是一次营销宣扬，一次非常成功的营销。
由于：第一，没有任何信息表明这一造诣是一次重大的技能打破，前面已有解释；第二，看看各大网站的转载评论，一篇没有本色内容的报导居然能引起一片惊叹膜拜，“男默女泪”，比如天涯这个帖子后面的回帖：

图片来源：http://bbs.tianya.cn/post-worldlook-1759498-1.shtml

做科学的该当实事求是，不要随意浮夸自己研究的主要性，该当主动避免利用“前辈”之类的主不雅观描述措辞。
做了什么就说做了什么，不要用营销办法，那么难吗？对我来说，就像看到一张过渡润色的美女照片，然后见了真人后的觉得。
科学不要过度润色，否则会失落去公民的信赖。

作为一个技能行业，核能是唯一设有公共关系研究方向的工业行业，专门研究若何“让"大众年夜众接管核能”，其宣扬能力和生理战能力不逊于专门的公关、大众传媒机构。
由于中国宣扬路子的分外性，中国的核能宣扬尤其有效。
大多数中国人瞥见的、理解的核能，跟天下上大多数其它国家，紧张是工业化国家的人们眼中的核能，是不一样的。

这次关于ADS的宣布，或者说是宣扬，充分利用生理暗示，利用人们对不理解的事物、对神秘事物的好奇，对科学的敬仰和爱国的情怀，达到了极具影响力的营销宣扬效果。

核能在安全性、经济性等方面都存在巨大风险。
这些风险大多已经被天下各国的研究和商业经历证明。
海内片面的宣扬和营销并不会降落这些风险。
面对强大的公关与宣扬，"大众应该保持高度当心。

参考资料

1. Analysis of the Parameters of the Target Unit of a Molten-Salt Subcritical Electronuclear Facility

http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10512-014-9882-4

2.“太过前辈，无法展示”的技能是什么？

http://www.nuclear.net.cn/portal.php?mod=view&aid=11676

3. 加速器驱动次临界系统—前辈核燃料循环的选择

http://www.wuli.ac.cn/fileup/PDF/2016-45-9-003.pdf

4. 美国能源部2010年ADS白皮书

https://science.energy.gov/~/media/hep/pdf/files/pdfs/ADS_White_Paper_final.pdf

5. 启明星2#反应堆临界运行办法的堆芯物理方案初步研究