中國科學(xué)家離能夠運行一個核反應(yīng)堆而不產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)又近了一步。這一方面可消除熔毀風(fēng)險，另一方面可以更快、更安全地清除成堆的核廢料。
現(xiàn)今的所有反應(yīng)堆都依靠鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但鏈?zhǔn)椒磻?yīng)有可能失控并導(dǎo)致大爆炸，1986年烏克蘭的切爾諾貝利災(zāi)難就是這樣發(fā)生的。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)還產(chǎn)生大量放射性廢料，需要數(shù)百萬年才能安全地生物降解。
報道稱，中國的研究團隊嘗試用一種新辦法來解決這兩個問題，他們探索把質(zhì)子束用于次臨界反應(yīng)堆。核科學(xué)家?guī)资陙硪恢眽粝虢ㄔ爝@樣一個反應(yīng)堆，但由于諸多科學(xué)難題，到目前為止這始終只是理論上的建構(gòu)。
中國的研究團隊使用外部高能質(zhì)子束來促發(fā)和維持核裂變過程。其結(jié)果是，質(zhì)子束一中斷，核燃料就停止燃燒。這消除了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的風(fēng)險，目前的反應(yīng)堆要用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來維持核裂變。
此外，質(zhì)子束在擊中靶件后能以足夠快的速度產(chǎn)生中子來消耗其他裂變材料，比如釷和商用反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢棄物。這被譽為一個重要的核“廢料處理”措施。
中國科學(xué)院高能物理研究所加速器驅(qū)動次臨界潔凈核能系統(tǒng)（ADS）項目的首席科學(xué)家潘衛(wèi)民教授表示：“我們非常激動。我們解決了發(fā)動（反應(yīng)堆）‘引擎’直接冷啟動運行的難題?！?/p>
潘教授把生成質(zhì)子束比作在大冷天發(fā)動一部舊汽車引擎，因為兩者的困難不相上下。一旦啟動，它的運行很平穩(wěn)，但完成比較初的“點火起飛”殊非易事。
為了順利地“發(fā)動引擎”，中國的研究團隊今年10月在北京成功進行了一次實驗。根據(jù)中科院網(wǎng)站發(fā)布的消息，就技術(shù)而言，他們能夠穩(wěn)定加速超過10.4毫安流強的脈沖質(zhì)子束至6.05兆電子伏特。
潘教授表示，這意味著他們能夠?qū)崿F(xiàn)比較初的“點火起飛”來啟動次臨界反應(yīng)堆。這一突破清除了妨礙建造這個迄今為止停留在紙上的反應(yīng)堆的一大技術(shù)障礙?！拔覀冊炝艘粋€全新的核‘引擎’，”他說，“它還沒有全速運轉(zhuǎn)，但已經(jīng)啟動且運行穩(wěn)定。”
從近來的技術(shù)發(fā)展步伐來看，潘教授表示，有信心在十年內(nèi)建成新一代發(fā)電站。但其他中國研究人員聲稱，他的解決方案未必是比較好的，因為還有別的新反應(yīng)堆設(shè)計和方法。
次臨界反應(yīng)堆理念比較早于20世紀(jì)50年代由美國物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯提出，在1984年諾貝爾物理學(xué)獎得主之一卡洛·魯比亞的支持下引起全世界關(guān)注。報道稱，但事實證明，這是一塊難啃的骨頭。除了生成強大而穩(wěn)定的質(zhì)子束這個難題外，還有許多其他結(jié)構(gòu)和機械方面的挑戰(zhàn)有待征服。
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