我国首座数字微堆开发成功：可用于全面数字化模拟核反应堆

据科学网7月29日报道，记者当日从中核集团中国原子能科学研究院获悉，该院在数字反应堆领域取得最新进展，成功开发出数字微堆系统。这标志着我国已经全面掌握了数字微堆技术，也标志着中核集团在数字反应堆技术开发领域取得了重要突破。

数字微堆

设计开发一个新的核反应堆通常是一个漫长、耗费巨大的过程。不仅如此，原子能院堆工部主任杨红义接受《中国科学报》采访时表示，为了满足反应堆技术对安全性、可靠性、经济性、可持续性的要求，对反应堆工程的研究、设计、建造、运行、延寿、退役等方面均提出了新的挑战。

“比如，需要开展大量的材料和燃料研究、热工流体和物理试验，进行协同设计和优化；希望降低初期建造投资并减少建造周期，降低燃料成本，减少核废料的产生，保证各种环境条件下的安全运行；需要开展大量的反应堆安全评价工作，优化退役流程，减少放射性废物和对环境的影响。”杨红义列举道。

如何解决这些问题？杨红义认为，数字反应堆将成为未来核能系统的先进研究平台。

所谓数字反应堆，就是基于高精度模拟技术、大数据应用技术和高速数据传输技术，应用先进的反应堆物理、热工水力、安全、燃料、结构力学、三维设计等计算机软件，对反应堆进行全方位、全周期的数字化模拟，使之具有可视及可操作性等，以完成反应堆现实的或超越现实的研究。

一般而言，数字反应堆有三大优势：降低反应堆工程建设成本、提高反应堆安全性、协助促进核废物最小化。

基于在反应堆工程基础技术和设计开发方面的雄厚经验，以及在反应堆研究、设计和安全分析软件方面的领先技术，原子能院近年来一直致力于开发先进的数字反应堆技术，目前首先在数字微堆（数字微型中子源反应堆）方面获得突破。

数字微堆采用三维建模、蒙卡方法、计算流体力学、屏蔽计算、燃料性能分析、系统瞬态分析、虚拟现实等先进设计技术，构建了一个虚拟数字反应堆集成开发环境，在该环境下可进行微堆“沉浸式”全厂漫游和设备展示，以及对安装、首次临界、运行、应用、退役和安全等全方位的模拟仿真，可为设计人员、建造人员、运行人员、维修人员、参观者等各类人员带来“所见及所得”的真实体验。

杨红义表示，数字微堆更加直观地展现出微堆结构简单、易于操作和固有安全性好等优点，可大大提高公众对微堆的认知度和接受度**。**采用数字微堆技术后，新设计和建造一个微堆将显著缩短建设周期，节省建设投资，并可为用户提供数字化运行和维修的培训和教学系统，这将为微堆走出国门插上数字化的翅膀，为和平利用原子能做出更大的贡献。

据了解，后续原子能院将加快开发各种类型数字反应堆，为中核集团正在推进的数字核工业技术增添新的内容，也将助力研究堆更快、更好地走出去。