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可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成

国家重大科技基础设施加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)正在广东惠州建设,预计 2027 年建成,这是全球首个兆瓦级加速器驱动次临界系统验证装置,能通过核嬗变技术把核电站产生的长寿命高放射性核废料转化为短寿命或者稳定核素,通俗说法就是把难处理的核废料 “烧掉”,同时还能把原本无法利用的铀资源转化成新核燃料,解决核能行业长期面临的核废料处置难题。传统核电站只能利用天然铀不到 1%,剩下绝大部分会变成高放核废料,部分核素放射性持续数万年,长期储存难度很大。CiADS 整套系统由强流质子超导直线加速器、铅铋散裂靶、铅铋冷却次临界反应堆三大模块组成,加速器打出高能质子轰击铅铋靶产生大量中子,中子送入次临界堆,一方面嬗变消耗长寿命核废料,另一方面增殖新燃料,这套装置始终处于次临界状态,外部中子源一旦停止,裂变反应就会终止,安全性更高。项目 2021 年在惠州开工,现在已经进入核心超导加速设备安装阶段,超净车间内开展精密装配,建成后将用于验证 ADS 整套技术的耦合运行,为下一代先进核能商业化落地提供实验数据支撑,同时带动超导腔、精密磁铁、核能装备等高端制造产业发展。

CiADS 装置建设关键节点清单

  • 2021 年 7 月:加速器驱动嬗变研究装置在广东惠州正式开工
  • 当前阶段:土建完工,进入强流质子超导直线加速器精密安装与样机调试
  • 计划完工:2027 年完成建设,成为全球首个兆瓦级 ADS 集成验证装置
  • 实验目标:实现大于 24 小时满功率耦合运行,验证核废料嬗变与核燃料增殖技术
  • 项目定位:国家重大科技基础设施,由中科院近代物理研究所牵头建设

CiADS 三大核心组成模块表

模块名称核心功能技术特点
强流质子超导直线加速器产生高能质子束,作为整套装置的驱动源500 兆电子伏特,2.5 兆瓦高功率,超长超导加速段,超高束流稳定性
铅铋合金散裂靶质子轰击后产生海量中子,相当于 “中子工厂”液态铅铋作为靶材,承受高功率束流冲击
铅铋冷却次临界反应堆利用中子完成核废料嬗变与燃料增殖次临界设计,撤去外源中子链式反应立刻停止,固有安全性强

装置核心技术价值要点

  1. 核废料处理:将长达数万年半衰期的长寿命高放核素嬗变,放射性周期缩短至数百年级,大幅降低长期储存压力
  2. 提升铀利用率:铀资源利用率从传统核电不足 1% 提升至 90% 以上,让铀资源可以支撑更久的核能发展
  3. 安全优势:次临界堆设计,没有外部中子源就无法维持裂变链式反应,不存在堆芯熔毁风险
  4. 产业带动:推动超导、真空、精密测控、特种核材料等高端装备国产化,助力大湾区核能产业集群建设

【常见问题】

问题 1:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,它是怎么 “烧掉” 核废料的?

回答 1:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,依靠加速器打出高能质子轰击铅铋靶产生大量中子,中子轰击长寿命放射性核素,将其嬗变成短寿命或者稳定核素,实现核废料无害化转化。

问题 2:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,CiADS 相比传统核电站安全性好在哪里?

回答 2:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,CiADS 属于次临界反应堆,链式反应依赖外部中子源,一旦加速器停机,中子供给中断,裂变反应马上停止,降低堆芯失控风险。

问题 3:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,建成之后能带来哪些产业价值?

回答 3:可 “烧掉” 长寿命核废料,全球首个加速器驱动嬗变研究装置预计明年在广东惠州建成,装置用来验证新一代 ADS 核能技术,同时带动超导腔、精密磁铁、特种核能装备等高端制造,助力粤港澳大湾区核能产业高地建设。

【参考资料】

[2026-11-11](惠州两大科学装置建设提速,CiADS 预计 2027 年建成)惠州发布

[2026-07-01](能让核废料 “变废为宝”,我国加速器驱动嬗变研究装置是如何工作的?)中科院近代物理所

[2026-03-16](全球首个!在惠州加速建设)惠州市发展和改革局

[2026-03-02](攻坚 “未来核能” 加速器安装冲刺关键节点)科技日报

【免责声明】

本文资讯仅为大科学装置项目信息整理,不构成能源项目、投资相关建议。加速器驱动嬗变研究装置属于科研实验平台,距离商业化应用还有较长研发周期,项目建设进度、技术指标请以中科院及官方主管部门发布的权威信息为准。

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