中核集团推出2014年上半年多项自主创新科技成果

来源：亚欧能源网    发布时间：2014-08-04 11:33:51 

　　亚欧能源网：8月1日，中核集团在京举办科技成果媒体座谈会，展示了上半年来中核集团全产业链上连续取得的科技成果。

　　基础科研：我国建成世界先进质子回旋加速器

　　7月4日，中国原子能科学研究院自主研发的世界先进质子回旋加速器首次调试出束，这标志着原子能院承建的国家重点科技工程——HI-13串列加速器升级工程的关键实验设施建成。

　　此次建成的100兆电子伏质子回旋加速器直径6.16m，总重量为475t，可将质子加速至接近一半光速，是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，也是中国目前自主创新、自行研制的能量最高的质子回旋加速器，无论是经济性还是实用性上而言都达到了国际先进水平。

　　从研究层面而言，质子回旋加速器的研发非常具有实际意义。物理学家利用加速器解决了宇宙从何而来，能量如何产生等基础物理学问题。同时其在我们的生活中也有着广泛的应用，如在医疗方面，多数大中型医院都利用其生产治疗用同位素，以及中子测井，食物的消毒也都对于该项技术有所应用。

　　作为核科学研究的重要平台，该加速器一旦投入使用即可开展中子物理、新核素合成、核天体物理、质子生物医学效应、质子辐照效应、现代医疗等方面研究，特别是有望在癌症的早期诊断与治疗的研究方面取得重大突破。放射性治疗是目前癌症治疗的重要手段之一。与X射线和电子束照射相比，质子束对正常组织损伤小、副作用小，因此在轰击癌细胞的过程中将最大限度地保护人体正常组织。

　　此次建成的回旋加速器是国家重点科技工程——HI-13串列加速器升级工程的重要组成部分。为适应国内外科学技术发展形势，构筑我国加速器装置先进试验平台，2003年7月，HI-13串列加速器升级工程经原国防科工委批准立项。主要建设内容是在原子能院已有的HI-13串列加速器前端，新建一台100兆电子伏强流回旋加速器，一台高分辨率的在线同位素分离器；在HI-13串列加速器后端，新建一台重离子超导直线增能器。串列加速器升级工程建成后，将在已有串列加速器实验室的基础上，逐步形成一器多用、多器合用、多领域、多学科的科学研究平台，填补我国中能强流质子回旋加速器、高分辨同位素分离器和超导重离子直线加速器的空白，达到目前国际同类装置的先进水平，使我国成为少数几个拥有新一代放射性核束加速器的国家。

　　原子能院的回旋加速器设施基本历经了“四代”技术升级的历程：1958年，我国第一台回旋加速器在这里建成，开创了我国原子能事业的新时代；上世纪70年代，Y-120回旋加速器由固定能量改建成我国第一台可变能量等时性回旋加速器，为低能核物理实验和“两弹一星”的研究作出了突出贡献；1994年，第一台强流紧凑型回旋加速器也在这里研制成功，并被两院院士评为“中国重大科技事件”；如今，100兆电子伏质子回旋加速器建成，有望在强流质子加速器及其广泛的应用领域取得突破性科研成果，有望支撑国防科技、生命科学、材料科学等多学科领域取得突破性进展。

　　60年来，中核集团形成了门类齐全、专业配套的核科技创新体系，拥有23家基础较好的核科技研发机构和较为先进的实验设施，建立了一套完整、科学的科技创新管理机制。

　　国家工程技术中心1个；国家企业技术中心 1个；国家能源研发中心3个；国防科技企业技术中心 2个；国防科技重点实验室5个；集团级工程技术研究中心11个；集团级重点实验室20个。从2011年开始，共获国家科技进步二等奖5项，国防科技奖120项。获国土资源部科技进步一等奖1项。

　　核燃料：中核集团核燃料元件产能跻身世界前列

　　6月30日，中核集团两大核燃料元件基地之一中核建中核燃料元件生产线400吨扩建技改工程全线正式投产，实现了年产金属铀从400吨到800吨的跨越，产能跻身世界前列，可满足30多个百万千瓦级压水堆核电机组的换料需求。

　　据悉，中国大陆在运核电机组20台，在建核电机组28台。为进一步提高核燃料保障供应能力，做强做优核燃料产业，中核集团正式成立了中国核燃料有限公司，主要负责铀纯化、铀转化、铀浓缩、核燃料元件的生产、供应与服务；核材料的研发、加工与供应；核产品专用机器设备的研发、制造及销售等。

　　目前中核集团已经掌握了世界上主要类型的压水堆、重水堆等核燃料组件制造技术，产能可完全满足国内所有核电所需的全部核燃料元件。中核集团具备300WM、AFA-2G、AFA-3G、全M5AFA-3G、VVER-1000、TVS-2M等各种类型的压水堆燃料元件制造能力，还拥有重水堆、AP1000压水堆和高温气冷堆等核燃料元件生产线。20余年来，为大亚湾、岭澳、秦山、田湾、福清、宁德、红沿河、阳江、巴基斯坦等核电基地提供了高质量的核燃料组件，无一因制造质量原因破损，质量达到国际先进水平。

　　中核集团自主研制的CF3燃料元件实现入堆

　　7月10日，中核集团自主研制的CF3燃料元件实现入堆，这标志着CF3完成研究、设计、试验、制造等主要研制工作，进入随堆运行考验阶段，对其关键性能指标进行最后验证。CF3具备优良的性能，可用于长周期换料，可为我国自主三代核电建设及“走出去”提供更加有力的保障。

　　核燃料元件研制项目是中核集团首批重点科技专项、“龙腾2020”科技创新计划的重要组成部分。四年来，项目组克服了重重技术难关，掌握了多项关键技术，在材料、设计、验证、加工制造和辐照考验等多个环节，取得了全面的突破。

　　目前，具有自主知识产权的CF系列核燃料元件研发获得了突破性进展，解决了元件自主设计、锆合金技术问题。2017年开始，CF系列将陆续实现工业化应用。

　　铀资源：CO2 + O2 地浸采铀技术 “盘活”数万吨复杂砂岩型铀矿

　　日前，新疆、内蒙古两个CO2 + O2 地浸采铀矿山已建成投产，我国成为继美国之后全球第二个成功掌握CO2 + O2地浸采铀技术、并已工业化应用的国家。这一在国内首创的技术，颠覆了传统的铀矿开采模式，拓展了砂岩型铀资源开采利用范围，目前，这项技术在我国北方地区得到了全面推广应用，盘活了数万吨复杂砂岩型铀资源。

　　地浸采铀是一种不使矿石发生位移的集采、冶于一体的新型铀矿采冶方法。简单来说，通过注液孔将溶浸液注入地下矿层，溶浸液在矿层与矿石发生反应，形成含铀溶液，再通过抽液孔用潜水泵将含铀溶液提升至地表，然后用地表水冶设施进行处理，加工成铀的初级产品。

　　CO2 + O2地浸采铀技术，是核工业北京化工冶金研究院专门针对我国北方低品位、低渗透、高碳酸盐、高矿化度等复杂砂岩型铀矿资源开发的。

　　与以往的酸法、碱法浸出工艺比，这一技术资源利用率高，生产成本低，应用前景广，实际生产表明，这一技术铀的浸出率（相当于采矿环节的采矿回收率）达到75%，可使铀的开采边界品位由原来的万分之一下降到十万分之五；如全部应用这一技术开采，我国目前已探明的砂岩型铀矿的可采资源量将成倍增加。

　　与传统的采矿工艺比，这一技术建设周期短、形成产能快，建设一个年产300吨“111”天然铀产品的地浸矿山，只需要3年左右。该技术更加绿色环保，配制的溶浸液其实就是CO2和O2含量更高的水，注入矿层后既不会像酸性溶液那样对地下水环境有较大的改变，也不会对原有的地层结构形成大的破坏，更不会在地表形成大面积的尾矿渣堆存、地面塌陷和次生环境污染，还节约了大量的矿山建设用地。

　　这一技术在我国新疆、内蒙古的大规模工业应用将加速提升我国天然铀产品的生产能力，预计到2016年，应用这一技术生产的天然铀产品将占我国年生产量的50%。

　　铀资源保障能力，是中核集团有别于其他核电集团的独有优势。一直以来，拥有完整核工业产业链的中核集团承担着“铀矿报国”的国家使命。经过60年的发展，我国已经形成了集铀矿勘查、铀矿采冶为一体的完整的军民两用天然铀生产体系，为国防建设和核能发展做出了重要贡献，也为进一步增强铀资源保障能力奠定了坚实基础。

　　后处理：我国首个高放废液处理设施开工 填补国内空白

　　6月27日，国内首个处理高放废液玻璃固化工程实现第一罐混凝土浇筑，这标志着该工程正式进入工程建设阶段，将填补国内在高放废液处理方面的空白。

　　高放废液通常是指放射性核素寿命长放射毒性高的放射性液体废物。从20世纪40年代,美苏等国开始研究放射性废物管理技术以来,低、中放废液的管理技术已发展得比较成熟,而高放废物由于产生的数量少,处理难度大、技术复杂、耗资大等原因,致使目前在这方面的管理技术进展缓慢。而此次建设的玻璃固化工程可以说是在高放废液后处理方面一次长远的进步。

　　玻璃固化是目前世界上最有效的高放废液处理技术，它的优势在于，能够长期保持高放废液的稳定。早在上个世纪70年代，中核集团公司已经开始了与国外有关部门、科研院所和实业公司在玻璃固化技术研究方面的合作，并取得了重要的阶段性成果。

　　高放玻璃固化工程是一项技术最为复杂的放射性三废治理项目，其建设内容包括新建玻璃固化厂房、玻璃产品容器暂存库及其配套工程。该工程引进国外关键技术设备，该工程技术复杂、安全等级要求高。

　　2014年2月，该工程取得工程建造许可证。截至目前，工程已完成工艺区及实验区基坑负挖、防水层以及保护层施工等工作。

　　中核集团拥有完整的核工业产业体系，包括铀矿地质勘探、铀矿冶生产、核燃料加工、核电及乏燃料后处理等，中国核电的大发展给核燃料循环后端事业的发展带来机遇。中核集团将抓住机遇，促使后端产业全面提升。一方面加大科技投入，在后处理、MOX元件等领域加强研发工作，提升技术水平。另一方面，加快能力建设，建设乏燃料后处理厂等，实现核电站乏燃料的离堆贮存、后处理、铀资源的再利用以及高放废物的深地处置。

　　中核集团自主攻克了乏燃料后处理系列关键技术，建成了我国第一座动力堆乏燃料后处理中间试验厂，打通了核燃料闭合循环关键环节，为大幅提升铀资源利用率奠定坚实技术基础。

　　此外，在乏燃料后处理等方面，中核集团按照“以我为主，中外合作”的原则开展工作，积极开展国际合作，上半年，中核集团和法国阿海珐集团签署了关于后处理再循环长期合作谅解备忘录；中核集团与意大利国家电力公司签署了《核能合作谅解备忘录》，双方将在核电建设、核电站运营和维护、燃料供应、退役及废物管理等方面开展合作；中国国家原子能机构、英国能源与气候变化部、中核集团、国际核能服务公司签署了《关于加强民用核工业燃料循环全产业链合作的谅解备忘录》，中英两国将进一步深化在核燃料循环全产业链的合作，特别是在燃料循环和运输、核设施退役、放射性废物管理和处置等领域。