中国十大核科技进展发布 “神龙二号”直线感应加速器首度公开
近日，中国核学会发布“2013-2015年度中国十大核科技进展”，涉核物理、核能发电、铀矿采冶等领域。其中“神龙二号”系首次公开，为世界首台以猝发方式工作的兆赫兹重复率强流多脉冲直线感应加速器，是直线感应加速器和我国核武器闪光照相技术发展的一个里程碑。
22日，在四川绵阳举行的中国核学会2015年学术年会上，中国核学会发布“2013—2015年度中国十大核科技进展”，该成果展示了我国从2013年6月30日至2015年6月30日在核科学领域取得的重大成果，涉及核物理、核能发电、装备技术、铀矿采冶、燃料元件、医用航天等多个科学领域，为我国核电产业、国防科研以及核能的可持续发展发挥重要作用。
经学术委员会推荐评议和投票表决，按得票由多至少，“2013—2015年度中国十大核科技进展”分别为：（1）100兆电子伏强流质子回旋加速器建成、（2）CO2+O2绿色地浸采铀技术实现规模化工程应用、（3）中国自主研发的第三代压水堆核电技术“华龙一号”开工建设、（4）中国核燃料后处理放化实验设施建成、（5）世界最大单机容量核能发电机研制成功、（6）中国绵阳研究堆及中子科学研究平台建成并投入使用、（7）世界首台以猝发方式工作的兆赫兹重复率强流多脉冲直线感应加速器“神龙二号”研制成功、（8）大型先进压水堆核电站重大专项CAP1400通过国家能源局组织的示范工程核准评估、（9）中国自主设计的燃料元件CF3先导组件入堆考验、（10）高温气冷堆示范工程燃料元件完成堆内辐照试验。
9月22日，由中国核学会主办，中国工程物理研究院、绵阳市人民政府承办的中国核学会2015年学术年会在绵阳开幕。
中国核学会学术年会是我国核科技界学科设置最全、规模最大、最具影响力的学术交流平台，每两年召开一次。9月22日，由中国核学会主办，中国工程物理研究院、绵阳市人民政府承办的“中国核学会2015年学术年会” 在绵阳市中国工程物理研究院科学会堂隆重揭幕。为积极推进我国核电建设，中国核学会、中国核学会24个专业分会和全国22个省级核学会在年会上首次发出倡议书。
直线感应加速器（LIA）是20世纪60年代发展起来的一种新型加速器，其独特的能力是可产生非常强束流、非常高峰功率及高束品质的脉冲粒子束（电子束或离子束）。直线感应加速器产生的束脉冲重复频率低得多，但束流却高得多（例如可大于10kA），直线感应加速器是世界上现有功率最强大的加速器之一。
至今，全世界共建成各类直线感应加速器100多台，已广泛应用于科学研究、国防领域和国民经济领域，包括闪光X光照相、高功率微波和自由电子激光、重离子聚变，以及在高能物理和能源科学的应用。
世界上第一台直线感应加速器ASTRON-I, 由N. Christofilos发明，并于1963年在美国劳伦斯利弗莫尔实验室（LLNL）建成。
我国的直线感应加速器研究始于1982年，通过自主创新的发展道路取得一系列的成果：1989年研制成功我国首台1.5MeV直线感应加速器；1991年建成3.3MeV加速器用于曙光一号自由电子激光研究，最大输出功率达140MW，为当时亚洲同类实验的最好结果；1993年建成我国首台用于闪光X光照相的10MeV直线感应加速器，1995年该机升级为12MeV；上世纪90年代至2000年代初期我国自主研制成功“神龙一号”直线感应加速器总体性能达到国际先进水平。
“神龙一号”加速器的研制，除被加速电子的能量提高到20MeV外，关键技术指标是将X光焦斑直径（FWHM）减小到1.5mm以下，以提高闪光X光照相分辨率。
**“神龙一号”直线感应加速器位于四川绵阳中国工程物理研究院，主要用于核武器流体动力学试验闪光X光照相，是中国自行研制的核武器模拟试验关键设备。**有了这种设备，就可以在实验室进行模拟核弹头初级模型的内爆试验、校验巨型计算机的数值模拟计算程序，也就是采用实验室模拟 + 数值模拟，可以解决核弹头从原理设计到武器化、工程化的一系列问题，不用进行地下核试验就能进行新弹头的设计、评估核材料的老化效应以确保核武器的可靠性和安全性。 另外直线感应加速器还用来进行高功率微波和自由电子激光、重离子聚变研究。
“2013—2015年度中国十大核科技进展”具体介绍：
一、100兆电子伏强流质子回旋加速器建成
2014年7月4日，中国原子能科学研究院承建的100兆电子伏质子回旋加速器首次出束，这标志着国家重点科技工程--串列加速器升级工程的关键设施全面建成。该加速器是国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，也是我国自行研制的能量最高质子回旋加速器。其设计突破70兆电子伏以上能区回旋均采用分离扇或螺旋扇的国际惯例，表明我国已掌握该领域一系列创新技术。工程建成后将填补我国中能强流质子回旋加速器的空白，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。在国防核科学研究、新核素合成、天体物理研究、医用同位素研发、治癌技术研究等前沿领域中有望取得突破性成果。获评“2014年中国十大科技进展新闻”和“2014年度国防科技工业十大新闻”。
二、CO2+O2绿色地浸采铀技术实现规模化工程应用
由核工业北京化工冶金研究院等单位研究开发的CO2+O2地浸采铀技术2014年荣获国家科技进步二等奖，该技术采用CO2和O2无污染试剂配制浸出剂，通过钻孔注入铀矿层，选择性的浸出矿层中的铀，实现了我国低品位、低渗透、高碳酸盐、高矿化度砂岩型铀矿资源的高效、安全和绿色开采，整体技术达到国际领先水平。2015年1月和6月，新疆蒙其古尔一期、内蒙古通辽二期地浸采铀工程相继建成投产，至此，采用CO2+O2地浸采铀技术生产的天然铀占全国地浸采铀总产能的50%以上，标志着CO2+O2绿色地浸采铀技术实现规模化工程应用。该技术的应用不仅促进了铀矿勘查和采冶的技术进步，而且拓展了我国铀资源的利用范围，使我国近十万吨低品位铀资源得到开发利用。
三、中国自主研发的第三代压水堆核电技术“华龙一号”开工建设
“华龙一号”是中国两大核电企业--中国核工业集团公司和中国广核集团公司在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上，根据福岛核事故经验反馈及国内外最新安全要求，研发的具有完全自主知识产权的先进百万千瓦级压水堆核电技术。“华龙一号”提出“能动加非能动”的安全设计理念，堆芯采用177组燃料组件，单堆布置，双层安全壳，具备完善的严重事故预防和缓解措施,技术和安全性能指标达到国际上三代核电技术的先进水平。2014年8月22日，“华龙一号”总体技术方案通过审查；2014年11月和12月，国家能源局分别复函同意福清5、6号机组和防城港3、4号机组采用“华龙一号”技术方案；2015年4月15日，“华龙一号”示范工程获国务院会议批准；2015年5月7日，福清核电厂5号机组浇灌第一罐混凝土，标志着我国自主研发的第三代压水堆核电技术开工建设。
四、中国核燃料后处理放化实验设施建成
核燃料后处理放化实验设施（以下简称放化大楼）是重要的先进后处理技术和核材料提取研究设施，以高燃耗(62000MWd/tU)动力堆乏燃料后处理流程研发和钚的应用研究为主要目标，采用自主研发的先进无盐全分离流程为基础开展设计，并完成了台架式热室和台架转运箱、移动式维修气闸等八项关键设备的研发，达到国际先进水平，是国家级核燃料后处理实验研究基地的重要组成部分。该项目自2003年批复以来，历经11年，于2014年竣工验收，并计划2015年9月开展首次热实验研究。放化大楼投入运行后，将为我国后处理厂的建设、国防科研项目的开展、核能的可持续发展发挥重要作用。
五、世界最大单机容量核能发电机研制成功
2013年8月24日上午，目前世界最大单机容量核能发电机--台山核电站1号1750兆瓦核能发电机由中国东方电气集团东方电机有限公司完成制造，并从四川德阳市顺利发运。台山核电站是我国首座、世界第三座采用EPR三代核电技术建设的大型商用核电站。东方电机为台山核电站提供首期全部两台核能发电机，单机容量高达1750兆瓦，是东方电机迄今为止制造的技术难度最高、结构最复杂、体积最大、重量最重的核能发电机。东方电机开发设计了转子线圈装配新工艺、定子线棒制造新工艺、护环装配新工艺、油密封系统装配新工艺等一系列创新成果。该项成果获得由中国科学院、中国工程院院士评选的2013年中国十大科技进展新闻。
六、中国绵阳研究堆及中子科学研究平台建成并投入使用
中国绵阳研究堆（CMRR）是一座热功率为20MW的池式多功能反应堆，能够提供快、热、冷等能量的中子场，热中子注量率大于2×1014n/cm2?s。基于CMRR及其冷中子源配套建设了六台中子散射谱仪、两台中子成像装置、一台中子深度分析装置等无损检测装置，于2014年10月全部完成建设，它是我国首个建成并投入运行使用的中子大科学研究平台，总体性能指标达到国际先进水平。包括应力分析谱仪实现工程部件级的分析检测；国内首台高压衍射谱仪，获得10GPa压力的在线数据；国内第一个极化中子反射测试线站和冷中子非弹性散射装置等。编撰中子散射应用的国家标准。在该平台上，国内首次完成堆照样品的中子散射测试，可促进核能材料的研发；首次获得了发动机构件应力分布，为其寿命评估提供重要数据。目前已与国内多家高水平科研单位在国防、核能、航空航天、材料、生命等学科领域开展了合作研究。项目获国家科技进步二等奖1项，获军队科技进步奖10余项。
七、世界首台以猝发方式工作的兆赫兹重复率强流多脉冲直线感应加速器—“神龙二号”研制成功
神龙二号是世界上首台以猝发方式工作的兆赫兹重复率强流多脉冲直线感应加速器，它由中国工程物理研究院流体物理研究所独创设计，历时近十年研制而成，并于2014年全面达到设计指标。 2015年1月，由十四名院士组成的鉴定委员会一致认为：“该项目系统复杂，研制难度很大，有重大创新，总体技术处于国际先进水平，部分重要指标国际领先”。神龙二号研制成功是直线感应加速器和我国核武器闪光照相技术发展中的一个重要里程碑。
八、大型先进压水堆核电站重大专项CAP1400通过国家能源局组织的CAP1400示范工程核准评估
CAP1400是由上海核工程研究设计院作为总体技术责任单位研发的具有自主知识产权的大型先进非能动压水堆核电型号，在消化AP1000技术与非能动安全理念基础上，充分借鉴国内外核电经验的再创新，满足最新的安全法规和标准，考虑福岛事故后的相关要求，深入贯彻纵深防御理念，全面提升了应对超设计基准事故和外部事件的能力，具备优越的安全性、经济性和环境友好性，具有建设工期短、运行灵活、维护简单、国产化率高（85%以上）等特点。2014年1月，全面完成初步设计并通过了国家能源局审查。2014年9月，初步安全分析报告通过了国家核安全局审评。2014年12月，完成全部非能动安全和设备试验任务及目标。2015年4月，顺利通过国家能源局组织的CAP1400示范工程核准评估。预计将于2015年实现浇灌第一罐混凝土（FCD）。
九、中国自主设计的燃料元件CF3先导组件入堆考验
CF3燃料元件是中国核工业集团公司在研制出自主品牌CF2燃料组件基础上，充分考虑了三代核电对燃料组件安全性和先进性的需求，采用自主研发的N36高性能锆合金，对管座、定位格架、导向管等关键结构进行了多项创新设计，其综合性能与当前国际先进燃料组件相当，可满足华龙一号、核电出口项目及现役电厂未来大规模应用需求。四组CF3先导组件于2014年7月在中核运行第二核电厂2号机组顺利入堆，开始随堆考验，运行状态良好，标志着我国燃料组件研发重大里程碑的实现。通过该项目的实施，即实现了锆合金的国产化，也为全面实现压水堆燃料组件国产化打下基础。
十、高温气冷堆示范工程燃料元件完成堆内辐照试验
2014年12月30日，我国拥有完整自主知识产权的高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）燃料元件在荷兰高通量堆完成了堆内辐照试验，居于世界上高温堆燃料元件辐照结果的最好水平，远优于设计指标,为HTR-PM装料许可提供了重要的技术支持。辐照样品是从在完成工艺和设备研究的基础上生产了批量为1千个的球燃料元件中随机抽取的。该工艺和设备正用于HTR-PM年产30万个球形燃料元件的生产线建设。