[定向增发对股价的影响]国家自然科学基金如何导出全文

编者按

前不久，我国科学院两大科学设备项目总部区工程在广东省惠州市开工。按方案，强流重离子加速器（HIAF）和加速器驱动嬗变研讨设备（CIADS）这两台“国之重器”，将在2021年中建成。建成后，有望成为世界最先进的核物理研讨设备，并带动构成世界抢先的核物理研讨中心。

其间，CIADS作为我国加速器驱动先进核能体系的焚烧器部分，将深化探究核废料嬗变进程中的科学问题，打破系列中心技能、查验体系稳定性和可靠性，为未来工业演示设备奠定根底。

这一先进设备的研制，离不开科学家对根底科学问题的长时刻探究。2010年，自然科学基金委设立了严峻研讨方案“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”，旨在以该范畴要害根底科学问题为中心，在先进核能体系中的核燃料及其核进程、核燃料在先进反响堆焚烧进程中的根本行为及其增殖与嬗变、乏燃料后处理的新办法与新机理等方面获得立异性效果，终究处理战略性和前瞻性严峻科学问题。

该严峻研讨方案历经8年，获得了丰硕效果。本期基金版将总结该严峻研讨方案获得的经历，展现获得的成果。

詹文龙（右一）在惠州CIADS设备场区现场辅导工作。

本报见习记者程唯珈

近来，日本政府发布第5次修改正的福岛榜首核电站作废方案道路图，将从2021年开端取出核燃料残渣，并力求在2031年将一切燃料棒取出。

怎么处理核燃料的运用功率和乏燃料的安全处理处置问题，是世界核能界面对的一起应战。

自2010年起，在国家自然科学基金严峻研讨方案“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”及之后的中科院战略性先导科技专项A类支持下，历经8年，我国科学家将核燃料运用率从“不到1％”进步到“超越95％”，有望使核裂变能从现在的百年变为近万年可持续、安全、清洁的战略动力。

“棘手”的乏燃料

核燃料是核电站的“粮食”，持续不断地在反响堆内焚烧，以供给核电运转。但是，焚烧后卸出的许多乏燃料，却成了“棘手山芋”。

“就像烧煤球，有些外面烧透了里边仍是没有烧掉。”该严峻研讨方案辅导专家组组长、我国科学院院士詹文龙告知《我国科学报》，实际上，核反响堆真实焚烧的东西很少。一般核能的功率密度是化学能的百万倍，现有核燃料可以焚烧的不到1％，剩下99％多为乏燃料，具有很大的放射毒性，损害时刻长达10万年之久。

“和世界上大多数核电站相同，我国核电站的乏燃料多暂存在核岛内的水池中。”詹文龙介绍，一般核电站的水池规划容量仅能满意其15~20年的乏燃料总量。

而与之构成比照的是，全世界核电每年卸出的乏燃料大约10500吨，到2008年累计总量已超越270000吨。

怎么处理这些“棘手山芋”？现在世界上一般有两种办法。

一种是“一次通过”方法，行将乏燃料作为“废物”。通过暂时贮存和恰当包装后，直接进行终究地质处置，将废物埋藏在500~1000米深的地质层中，使之与周围的生物圈阻隔。

另一种是“闭合燃料循环”方法，行将乏燃料视为“资源”。通过后处理别离出铀和钚等有用的核资料，回到热中子或快中子反响堆循环运用。后处理产生的高放废液通过玻璃固化之后，再进行终究地质处置。

乏燃猜中仍有95%的铀没有焚烧，一起还会产生一些新核素，如1%的钚和4%的其他核素。

“法国的燃料闭环方案是收回铀、钚等易裂变资料，以及可以运用的次锕系元素等物质，并制成核燃料组件再次运用，而其他放射性核素固化制成玻璃块状的高放废物封存。”詹文龙弥补道。

其间，核燃料的增殖是铀钍资源运用最优化的中心，而乏燃料的别离嬗变则关系到核废物的最少化。

2010年，国家自然科学基金委员会发布严峻研讨方案“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”请求攻略，詹文龙带领的团队获批。

次年，福岛榜首核电站产生严峻走漏事端，再度为全球核安全蒙上暗影，研讨团队益发觉得肩上的责任严峻。

“日本多运用的是法国的闭合燃料循环方法，投入很大，只进行别离无法有用处理乏燃料问题。咱们觉得应该赶快开发出新的彻底循环运用方法，促进全球核能可持续开展。”他说。

从1％到95％

想要完成核燃料的增殖与嬗变，需求依托加速器驱动次临界体系（ADS）。

这套体系是加速器、散裂靶和反响堆的“结合体”。“简略地说，咱们筛选出乏燃猜中毒性最高的那一部分，用加速器把它给打碎，这样其寿数可大大缩短，放射性毒性可以消减。”詹文龙说。

2012年，该核能体系中关于优化资源和废物的新思路在詹文冰片海中构成了雏形。他的主意是，首要简化乏燃料再生，先扫除大于50%裂变产品再转化为再生乏燃料。然后运用可控高反响性快中子焚烧器，焚烧含大于50%裂变产品的再生乏燃料。

在下降毒性方面，则只需对50%的裂变产品提纯，剩下50％坚持不动。这样削减了别离的难度，也没有核扩散的风险。

此外，团队还原创性提出颗粒流散裂靶的概念并建成原理样机。其原理和沙漏相似，高密度散裂靶热可导出异地实时处理，有用削减引起的放射性次级污染。

不过，传统的ADS仅仅把长寿数高放核废料进行嬗变处理为短寿数或低放核废料后再进行地质永久处置。从商业上来说只要投入没有产出，是“赔钱”的体系，因而，团队后又原创性地提出了加速器驱动先进核能体系（ADANES）这一全新概念。

ADANES是集核废料的嬗变、核燃料的增殖以及核能发电于一体、具有固有防核扩散特性的先进核燃料闭式循环技能。可将铀资源运用率由现在的不到1%进步到超越95%，处理后核废料量不到乏燃料的4%，放射寿数由数10万年缩短到约500年。

“不但做嬗变，把毒物削减，一起进步核资源的运用率，使燃料增殖，进程中还能正常发电，一起也进步了经济竞争力。”詹文龙表明，现在他们已完成了一系列试验室模仿原理验证试验并获得了打破性开展和使用。

AB方案同台“竞技”

据了解，该严峻研讨方案聚集了国内相关范畴的各研讨单位。自施行以来，为保证ADS/ADANES的顺畅施行，项目实行了A/B角、A/B方案，同台“既协作又竞技”。

詹文龙回想，样机制造进程中技能改变很大，尤其在强流超导直线加速器研制方面，许多小组都提出了不同的技能道路。“往往上半年提出的方案，下半年就有或许被推翻。”

所以，项目组让中科院近代物理研讨所和中科院高能物理研讨所作为A/B角按照各自方案施行制造。通过比照研讨、攻关，我国终究引领了这一严峻中心技能。

现在，项目中的加速器技能在国家严峻科技根底设施中已有使用，并遭到部分企业的喜爱，还可衍生至药物的靶向同位素医治。

值得一提的是，该严峻研讨方案大大促进了根底放射化学的学科开展。

不过，核能研讨具有高门槛、高投入、高风险和高效益等特色，所需经费往往是其他一些学科的数倍或几十倍。一起，核能研讨周期较长，一般每一代核电晋级需求20~30年。

詹文龙指出，核能研讨特别注重根底、使用和工程之间的协同开展，在根底研讨效果为国家严峻工程项目服务方面还需求进一步加强。

“期望相关部分可以连续对先进核裂变能方向的赞助，持续培养学科力气，更好地发挥核能在交叉学科中的支撑效果以及为国家严峻需求服务。”他说。

《我国科学报》(2020-01-20第4版自然科学基金)