NPR_V181_用于洁净核能源的ADS-EA方案.pdfVIP

第 18卷 第 1期 原 子 核 物 理 评 论 Vo】．18．No．1 2001年 3月 NuclearPhysicsReview M ar．．2001 文章编号 ：1007--4627(2001)01--0050--05 用于洁净核能源的ADS—EA方案’ 李浩虎，唐靖宇 (中国科学院近代物理研究所，甘肃 兰州 730000) P．Mandrillon (IahoratoireduCyc|otro~，227Ave~tuede a【Lant㈣ ，06200N e，Frmtce) 摘 要：加速器驱动系统(ADS)是一种新型 的洁净能源装置 ，它呆用加速器提供的强流高能量质 子束驱动次临界的棱反应堆，既有安全可靠和产生桉废料少的优点，还可以处理传统反应堆留下的 棱废料．能量放大器是一个基于画旋加速嚣组合的ADS方案，由三级 回旋加速器组成的加速器系 统可以产生流强为12mA和能量为1．2GeV 的质子束(束流功率14．4MW)，用以驱动1500Mw 的 棱反应堆． 关 键 词 ：洁净核能；加速器驱动系统；能量放大器 中图分类号 ：TM613 文献标识码 ：A l 引言 决上面问题 的一条重要途径．对于发达国家而言， ADS的主要用途是消除核废料 ；而对于发展中国家 能源短缺 目前已经成为大多数发展中国家所面 而言，它同时也可 以用作一种新的能源装置．能量 临的主要问题之一 ，对于发达国家 ，尽管无能源短 放大器方案是众多ADS方案中的一种． 缺的问题，但是传统燃料的使用带来的负面效应 (如 CO。造成的地球温度升高，环境污染，核废料 2 ADS的基本工作原理 等)也成为其深感头痛的问题之一．因此，能否找到 一 种新 的洁净能源就成为各 国的主要研究课题之 ADS是一个次临界系统 ，由加速器提供的强流 高能质子柬轰击反应堆中的重靶，产生高通量的快 毫无疑问，核能应该是这一研究课题 的一个重 中子，从而使反应堆达到临界状态_l-．反应堆发电 要组成部分．但现有的核能利用方法却受到越来越 除小部分供给加速器运行外 ，绝大部分可供给民用 多的公众的反对，其原 因主要有：(1)同军事的联系 电网．重靶采用熔化铅或铅一铋共熔体，同时超到几 及对核武器 的恐惧；(2)对核事故的恐惧 ；(3)核 个方面的作用 ：(1)高能量质子柬使铅核裂变并产 废料的处理等．如果消除了这些原因，核能显然是 生30个以上的快中子 ；(2)用作中子的减速剂 ；(3) 较为理想的能源之一，因为它不会生成 CO 、化学 作为冷却剂 ，通过 自然对流 的方式传输热量；(4) 污染、粉尘污染、甚至于一些放射性颗粒．自50年 用作辐射防护罩． 代末建成了世界上第一座核电站至今，人们为了提 高能质子束产生的快中子除了慢化后作为支持 高其安全性做了大量的技术改进 ，然而我们已经看 链式反应达到临界值外，它还可以将普通核反应堆 到，这些改进并非是最崔 决方案． 不能燃烧而作为核废料 留下的一些超铀元素和长寿 采用加速器产生的强流高能质子束驱动次临界 命裂变产物进行燃烧或嬗变为短寿命的同位素，即 反应堆 ，即加速器驱动系统 ADS(A