【科技】中国目前是世界上唯一完全掌握微堆研究建造技术的国家

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第四届核安全峰会闭幕，围绕峰会的议题正在发酵。

最近，没有散热塔，烟囱高高耸立，反应堆堆芯只有高压锅大小的微型炉(全名的微型中子源炉)，成为了话题。

3月末，低浓度化改造圆满完成后，微堆首次实现了全功率运行。 因此，世界眼球聚焦微堆的诞生地位于北京西郊的中国原子能科学研究院(以下简称原子能院)。

这一重要进展写入了《中美核安全合作联合声明》。

国防科学技术局局长、国家原子能机构主任许达哲评价说，微堆低浓度化改造是降低高浓度铀流失风险、提高核安全水平的有力措施。

但是，其实离我们的生活不远。

从1984年到现在，我们利用微堆分解的样品多种多样，从上到天文、从下到地理，涉及地质学、地球化学、生命科学等多学科。 原子能院微炉室主任李义国说，拆除结果为许多研究提供了科学依据。

解开百年之谜使脉搏苍生

原子能院原型微堆的每根燃料元件的直径只有5毫米，换言之约5张纸的厚度，2根元件的间隙只有5.48毫米，这些燃料元件放在实验用的笼子内。 鸟笼架是直径240毫米、高270毫米的狭窄空间，也就是该炉的堆芯。

在业界，微栈也被称为傻瓜栈。 类似实验仪器，操作简单，使用方便，但用途不少。 可以进行中子活化分解、核仪器探针的考验、教育和训练、少量同位素生产等。

2008年，容貌精巧的微叠表现出很大的威力，与中央视、清西陵及北京市法医学检查鉴定中心等共同查明了困扰历史学界的百年神秘事件清光绪帝的死因。

本主题的研究从光绪帝遗物辫开始，历时5年，采用微绒中子活化降解技术测定辫子中砷的含量，结合其他技术手段，科学研究分析表明，光绪的头发切片和衣物中含有剧毒砷

光绪死因的确认是利用现代科学技术和侦察思维处理历史难题的成功尝试，为学术文化研究开辟了新的道路。

由于具有小型化、操作容易、电力低、固有安全性好等优点，对在大中城市生活的人口密集的大学和研究机构有很小的影响。

在改革开放的前沿深圳，原子能院支持深圳大学设计建设的微栈已经安全运行了28年，这也是目前我国唯一运行的商用微栈。 与原子能院的原型微堆相比，两者的区别在于堆芯尺寸、燃料元件尺寸。

深圳微栈建成后，利用中子活化法填补了深圳微量元素质量检查的空白。

用手搭便车

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1985年，原子能院开始进行商用微栈的定型设计，主要由大学、科研机构等进行教育、活化分解、训练等。

过去，我们的微堆采用武器级高浓度铀作为燃料。 燃料棒流失可能会构成核材料扩散的威胁。 李义国解释说，由于使用燃料的特殊性，微堆在宣传中一直受到限制。

受国际大环境等多种因素的影响，国际原子能机构( iaea )多次提出希望对微堆燃料实施低浓度铀转化。

微堆的低浓度化转换是将以往的高浓度铀燃料置换为低浓度铀燃料，转换后需要利用以往的筒体投入运转。

最难的是堆芯设计。 李义国说，由于低浓度铀堆芯的燃料芯体和包壳材料与以前不同，热工、物理性能等也大不相同，需要重新进行物理、热工和结构设计，而且只能在原来的小尺寸堆芯空间内合理调整，设计难度大幅度增加

经过5年的难关，原子能院成功地将微堆中核燃料的富集度从90%降低到12.5%，实现了满功率运转。

核心集团理事长孙勤认为，第一批微堆低浓度化后，首次以全功率运转，意味着原子能院完全掌握了微堆低浓度化的全套技术。