加速器驅動嬗變研究裝置建設取得階段性進展

加速器驅動嬗變研究裝置項目總工程師、中科院近代物理所直線加速器中心主任何源介紹，目前，超導直線加速器常溫前端全部在線設備研制完成，具備集成測試條件；液態散裂靶熱工樣機和集成測試系統平臺研制完成，已進入運行狀態并用于開展相關實驗研究；次臨界反應堆核島主工藝總體設計完成，非核集成驗證裝置主設備進入加工階段；生態環境部批復CiADS項目第一階段環境影響報告書；第一階段土建已于10月1日開始施工。

CiADS是在建國家重大科技基礎設施，于2021年7月正式啟動建設，建成后將是全球首個實現高功率耦合運行的兆瓦級加速器驅動嬗變研究裝置。該項目的法人單位為中科院近代物理所，中國核工業集團有限公司部分出資參與建設，參建單位為中國原子能科學研究院。

目前，超導直線加速器常溫前端關鍵設備均已完成研制，正在進行測試和集成安裝。首個流強閉環控制的高精度離子源系統完成集成安裝和初步測試，發射度、流強達到設計要求；射頻四極加速器（RFQ）腔體完成射頻性能測量和調試，電場對稱性、縱向平整性均小于1%，Q值超過13000，頻率162.566MHz，滿足工程設計要求。下一代高穩定的超導腔體、固態功率源、模塊化磁鐵電源等關鍵設備完成了原型樣機驗證，為項目的規模化實施打下堅實的基礎。

超導直線加速器常溫前端-離子源系統 近代物理所供圖（下同）

超導直線加速器常溫前端-RFQ腔體

CiADS散裂靶熱工樣機及其測試平臺，由近代物理所、先進能源科學與技術廣東省實驗室（東江實驗室）聯合研制完成，已經連續穩定運行超340小時，完成了多個預設實驗測試項目，通過了專家組現場測試驗收。

“該樣機為我國首臺液態鉛鉍高功率靶熱工樣機，采用了多腔體緊湊型結構，解決了面向CiADS系統的液態鉛鉍高功率散裂靶設計難題，并實現了緊湊結構下液態鉛鉍流體的壓力、溫度、液位的高精度測量及流量標定。”何源說，“該平臺和樣機建成后，將系統深入開展CiADS高功率散裂靶的各項驗證實驗，獲取多種運行工況下的關鍵數據，全面評估液態鉛鉍靶的各項熱工性能指標，掌握熱工樣機的運行特性，為最終攻克CiADS液態鉛鉍高功率散裂靶的工程建設難題提供重要技術支撐。”

次臨界反應堆核島主工藝部分由中核集團中國原子能科學研究院負責設計、建造，已完成總體設計，正在開展工藝系統和設備的深化設計工作。同時，原子能院與近代物理所工程團隊不斷強化協作，開展聯合設計，持續攻關堆靶耦合等難題并已取得初步成果。近代物理所研制的非核集成驗證裝置的主設備完成設計評審，主容器、堆內構件、換熱器、鉛鉍泵、熔料罐、儲料罐等已按照設計方案開工制造。

生態環境部正式批復了CiADS超導直線加速器部分環境影響報告書，批復范圍包括加速器建造和調試。許可調試束流能量500MeV，束流功率25kW，滿足國家發改委批復的CiADS第一階段驗收指標要求。“該報告書的批復，標志著工程團隊提出的分階段取證、分階段建設的方案獲得正式許可，為確保工程建設按期推進創造了條件，同時也為國家重大科技技術設施的建設管理提供了一種新的模式。”何源表示。