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我國首座鉛鉍零功率反應堆——啟明星Ⅲ號首次實現臨界
文章來源:中核集團 日期:2019年10月11日

  2019年10月9日上午11:05分,隨著控制棒緩緩升起,我國首座鉛鉍合金零功率反應堆——啟明星Ⅲ號,在中核集團中國原子能科學研究院實現首次臨界,并正式啟動我國鉛鉍堆芯核特性物理實驗,這標志著我國在鉛鉍快堆領域的研發跨出實質性一步,進入工程化階段。同時也意味著我國在鉛鉍快堆研發領域已躋身國際前列。

  國防科技工業局等相關領導見證了這一重要時刻。中核集團黨組成員、副總經理曹述棟在現場宣布了啟明星Ⅲ號首次臨界成功的重大信息。中國工程院院士徐銤出席見證儀式。

  啟明星系列零功率堆,是中核集團為開發先進反應堆工程技術而自主設計和建造的國內唯一的重要反應堆物理實驗平臺。啟明星III號針對鉛鉍反應堆工程技術目標,歷時近兩年建成。該反應堆瞄準鉛鉍快堆工程化重點難點問題,在大尺寸鉛鉍合金冷卻劑材料中準確構建了核燃料和鉛鉍合金冷卻劑材料交互方式,更加準確地模擬鉛鉍反應堆的堆芯物理特性;配備了基于不同原理的多套非能動安全停堆系統,固有安全性強;實現了集成化控制、運行和數據采集,運行與操作更便利,配備了多套實驗測量系統,能夠獲取豐富精確的實驗數據。

  此前,我國首座快熱耦合ADS次臨界反應堆——啟明星I號于2005年7月在原子能院建成臨界,并成為國際原子能機構開展ADS實驗研究的基準裝置。啟明星II號鉛基雙堆芯零功率裝置于2016年12月在原子能院成功實現臨界。

  據了解,原子能院數十年來致力于包括鈉冷快堆在內的液態金屬冷卻快堆技術的開發,積累了豐富經驗。自主開發的小型鉛鉍快堆已經基本具備工程化條件。啟明星III號成功實現臨界后,將開展一系列實驗工作,取得的堆芯核參數實驗數據,將直接用于各型號鉛鉍反應堆工程化設計基礎核數據的宏觀檢驗、堆芯設計與安全分析方法的全面驗證,以及反應堆運行技術的創新研發,將為我國在先進反應堆工程技術領域盡早達到世界領先水平做出基礎性和創新性貢獻。

  同期聲

  移動式小型鉛鉍反應堆核電源走進現實 指日可待

  10月9日上午11時,中核集團核臨界安全中心鉛鉍零功率反應堆主控室座無虛席,電腦屏幕上不斷上揚的數據線、緩緩升起的控制棒牽動著所有人的心。11:05分,當中核集團黨組成員、副總經理曹述棟宣布:我國首座鉛鉍零功率反應堆—啟明星Ⅲ號首次臨界成功時,現場爆發出一片掌聲。鉛鉍反應堆及零功率實驗項目總負責人楊紅義以及團隊人員笑逐顏開。

  “啟明星Ⅲ號首次臨界成功,標志著我國在鉛鉍堆堆芯關鍵技術上取得里程碑式重大進展,也標志著我國鉛鉍快堆研發從物理基礎研究階段進入工程階段。”振奮人心的成果讓楊紅義感慨不已,亦讓其憶起鉛鉍堆多年研究歷程。

  這一回憶就追溯到20年前。彼時,原子能院啟動了ADS和鉛鉍反應堆相關技術的研發工作,歷經多年發展積累了多座鉛鉍反應堆研究設施,豐富的設計軟件和關鍵領域核心人才技術基礎。“鉛鉍快堆是世界上先進核反應堆的代表,我們把鉛鉍快堆研究成功,我國將在世界新一代核反應堆的研發中占據引領地位。”楊紅義介紹。與此同時,在國家和中核集團發展戰略需求牽引下,我國啟動快堆及閉式燃料循環發展計劃。大背景以及科技創新的不斷進步,讓屬于液態金屬冷卻快堆的鉛鉍快堆研發不斷取得新進展。多年來,除了啟明星系列零功率反應堆以外,原子能院還先后建成了多座鉛鉍冷卻劑臺架,以用于材料腐蝕、綜合性能試驗、系統及關鍵設備的設計和運行驗證。“20年不容易,我們爬坡過坎,熬了很多夜、吃了很多苦,但最終獲取了很多寶貴的第一手數據,取得了里程碑節點,所有的付出是值得的。”

  而多年的執著研發,正是源于“鉛鉍快堆有著諸多優勢。”楊紅義介紹,鉛鉍合金熔點低、沸點高,相比傳統的反應堆,具有更高的固有安全性和抵御嚴重事故的能力,更高的能量密度和更長的運行壽期。在應用方面,既可以設計為百萬千萬級的大型電廠,也可設計為兆瓦級小型模塊化核電源。

  “它能有多小呢,公路上跑的汽車就能運載它,是真正的可移動核電源。”楊紅義說。

  其自身的優勢,以及核工業發展的戰略需求讓中核集團早早就將其列為重點。目前,“鉛鉍冷卻反應堆作為一種新型的快堆技術,已經列入中核集團的研發重點。”在我國首座鉛鉍合金冷卻反應堆首次臨界儀式上,曹述棟指出,“要以2025年完成小型鉛鉍堆示范堆建設為階段目標,盡快實現小型鉛鉍堆工程技術突破,形成型號譜系化開發能力和批量化生產應用能力,為我國在先進反應堆工程技術領域盡早達到世界領先水平作出創新性貢獻。”(文 胡春玫 影 馬瀚)

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