強(qiáng)流中子源HINEG產(chǎn)生十二次方氘氚聚變中子

　　中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所•FDS團(tuán)隊(duì)最新建成的強(qiáng)流氘氚聚變中子源HINEG（High Intensity D-T Fusion Neutron Generator）于2016年1月2日第I階段實(shí)驗(yàn)成功產(chǎn)生氘氚核聚變中子，流強(qiáng)高達(dá)1.1x10¹²n/s，強(qiáng)流加速器和高速旋轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，主要實(shí)驗(yàn)參數(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事新型核能系統(tǒng)中子學(xué)理論和中子高效利用方法研究，取得了一系列具有重要國(guó)際學(xué)術(shù)影響的成果，創(chuàng)建了中科院中子輸運(yùn)理論與輻射安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。為進(jìn)一步開(kāi)展創(chuàng)新中子學(xué)理論模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和相關(guān)核技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)外20余家單位合作支持下組織專業(yè)隊(duì)伍歷經(jīng)6年持續(xù)攻關(guān)，突破了氘離子強(qiáng)束流傳輸、旋轉(zhuǎn)氚靶高功率散熱、聚變中子源集成測(cè)控等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了包括大功率直流高壓電源、強(qiáng)流離子注入系統(tǒng)、高壓強(qiáng)流加速管、高載熱氚靶、強(qiáng)流中子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等十余個(gè)重要子系統(tǒng)、數(shù)百臺(tái)套關(guān)鍵設(shè)備，新建了兩千余平方米特種專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，獲取了一系列國(guó)家規(guī)定的專業(yè)許可證。其中，高速旋轉(zhuǎn)載熱氚靶系統(tǒng)攻克了強(qiáng)束流轟擊下的高效散熱難題，成功將10kW/cm²熱負(fù)載條件下的靶點(diǎn)溫度控制在200℃以下，成為繼德國(guó)和日本后為數(shù)不多的目前可以穩(wěn)定運(yùn)行的高載熱旋轉(zhuǎn)靶。HINEG裝置設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，擬通過(guò)兩步實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)，本次10¹²n/s中子的成功引出，標(biāo)志著第一階段目標(biāo)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)。

　　中子是核能系統(tǒng)運(yùn)行和安全控制的“靈魂”，中子源是研究核能與核安全技術(shù)的必備實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。HINEG強(qiáng)流中子源通過(guò)加速器加速氘離子后轟擊氚靶產(chǎn)生能量為14.1MeV的聚變中子，可以用于模擬未來(lái)聚變堆內(nèi)的中子環(huán)境，開(kāi)展氚增殖、能量提取、材料活化與損傷、輻射防護(hù)等聚變能技術(shù)相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)；經(jīng)過(guò)慢化的中子也可用來(lái)模擬正在發(fā)電的裂變核反應(yīng)堆和未來(lái)其他先進(jìn)反應(yīng)堆堆內(nèi)的中子環(huán)境，開(kāi)展核輻射安全相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究；同時(shí)HINEG中子源實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也可在核醫(yī)學(xué)與放射治療、核測(cè)井與探礦、同位素生產(chǎn)和中子照相等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活直接相關(guān)的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)研究應(yīng)用，帶動(dòng)新型產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。HINEG裝置的建成對(duì)我國(guó)和世界核能與核技術(shù)應(yīng)用研究都具有重要意義。

強(qiáng)流氘氚聚變中子源HINEG