加速器驱动嬗变研究装置建设取得阶段性进展

近日，记者从中国科学院近代物理研究所获悉，加速器驱动嬗变研究装置（CiADS）建设取得阶段性进展。

加速器驱动嬗变研究装置项目总工程师、中科院近代物理所直线加速器中心主任何源介绍，目前，超导直线加速器常温前端全部在线设备研制完成，具备集成测试条件；液态散裂靶热工样机和集成测试系统平台研制完成，已进入运行状态并用于开展相关实验研究；次临界反应堆核岛主工艺总体设计完成，非核集成验证装置主设备进入加工阶段；生态环境部批复CiADS项目第一阶段环境影响报告书；第一阶段土建已于10月1日开始施工。

CiADS是在建国家重大科技基础设施，于2021年7月正式启动建设，建成后将是全球首个实现高功率耦合运行的兆瓦级加速器驱动嬗变研究装置。该项目的法人单位为中科院近代物理所，中国核工业集团有限公司部分出资参与建设，参建单位为中国原子能科学研究院。

目前，超导直线加速器常温前端关键设备均已完成研制，正在进行测试和集成安装。首个流强闭环控制的高精度离子源系统完成集成安装和初步测试，发射度、流强达到设计要求；射频四极加速器（RFQ）腔体完成射频性能测量和调试，电场对称性、纵向平整性均小于1%，Q值超过13000，频率162.566MHz，满足工程设计要求。下一代高稳定的超导腔体、固态功率源、模块化磁铁电源等关键设备完成了原型样机验证，为项目的规模化实施打下坚实的基础。

超导直线加速器常温前端-离子源系统 近代物理所供图（下同）

超导直线加速器常温前端-RFQ腔体

CiADS散裂靶热工样机及其测试平台，由近代物理所、先进能源科学与技术广东省实验室（东江实验室）联合研制完成，已经连续稳定运行超340小时，完成了多个预设实验测试项目，通过了专家组现场测试验收。

“该样机为我国首台液态铅铋高功率靶热工样机，采用了多腔体紧凑型结构，解决了面向CiADS系统的液态铅铋高功率散裂靶设计难题，并实现了紧凑结构下液态铅铋流体的压力、温度、液位的高精度测量及流量标定。”何源说，“该平台和样机建成后，将系统深入开展CiADS高功率散裂靶的各项验证实验，获取多种运行工况下的关键数据，全面评估液态铅铋靶的各项热工性能指标，掌握热工样机的运行特性，为最终攻克CiADS液态铅铋高功率散裂靶的工程建设难题提供重要技术支撑。”

CiADS散裂靶热工样机

次临界反应堆核岛主工艺部分由中核集团中国原子能科学研究院负责设计、建造，已完成总体设计，正在开展工艺系统和设备的深化设计工作。同时，原子能院与近代物理所工程团队不断强化协作，开展联合设计，持续攻关堆靶耦合等难题并已取得初步成果。近代物理所研制的非核集成验证装置的主设备完成设计评审，主容器、堆内构件、换热器、铅铋泵、熔料罐、储料罐等已按照设计方案开工制造。

生态环境部正式批复了CiADS超导直线加速器部分环境影响报告书，批复范围包括加速器建造和调试。许可调试束流能量500MeV，束流功率25kW，满足国家发改委批复的CiADS第一阶段验收指标要求。“该报告书的批复，标志着工程团队提出的分阶段取证、分阶段建设的方案获得正式许可，为确保工程建设按期推进创造了条件，同时也为国家重大科技技术设施的建设管理提供了一种新的模式。”何源表示。

据了解，CiADS装置建成后，我国将率先全面掌握加速器驱动次临界系统涉及的关键技术、系统集成和运行经验，将显著提升我国在先进核能领域的自主创新能力和研究水平，也为未来建设加速器驱动核能系统工业示范装置奠定基础，使我国在核废料嬗变和加速器驱动先进核能系统技术领域实现创新引领。