強流中子源HINEG產(chǎn)生十二次方氘氚聚變中子

　　中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院核能安全技術(shù)研究所•FDS團隊最新建成的強流氘氚聚變中子源HINEG（High Intensity D-T Fusion Neutron Generator）于2016年1月2日第I階段實驗成功產(chǎn)生氘氚核聚變中子，流強高達1.1x10¹²n/s，強流加速器和高速旋轉(zhuǎn)靶系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，主要實驗參數(shù)指標達到國際先進水平。

　　項目團隊長期從事新型核能系統(tǒng)中子學理論和中子高效利用方法研究，取得了一系列具有重要國際學術(shù)影響的成果，創(chuàng)建了中科院中子輸運理論與輻射安全重點實驗室。為進一步開展創(chuàng)新中子學理論模型的實驗驗證和相關(guān)核技術(shù)實驗研究，項目團隊在國內(nèi)外20余家單位合作支持下組織專業(yè)隊伍歷經(jīng)6年持續(xù)攻關(guān)，突破了氘離子強束流傳輸、旋轉(zhuǎn)氚靶高功率散熱、聚變中子源集成測控等多項關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了包括大功率直流高壓電源、強流離子注入系統(tǒng)、高壓強流加速管、高載熱氚靶、強流中子實驗系統(tǒng)等十余個重要子系統(tǒng)、數(shù)百臺套關(guān)鍵設(shè)備，新建了兩千余平方米特種專業(yè)實驗室，獲取了一系列國家規(guī)定的專業(yè)許可證。其中，高速旋轉(zhuǎn)載熱氚靶系統(tǒng)攻克了強束流轟擊下的高效散熱難題，成功將10kW/cm²熱負載條件下的靶點溫度控制在200℃以下，成為繼德國和日本后為數(shù)不多的目前可以穩(wěn)定運行的高載熱旋轉(zhuǎn)靶。HINEG裝置設(shè)計參數(shù)指標處于國際領(lǐng)先水平，擬通過兩步實現(xiàn)最終目標，本次10¹²n/s中子的成功引出，標志著第一階段目標已經(jīng)成功實現(xiàn)。

　　中子是核能系統(tǒng)運行和安全控制的“靈魂”，中子源是研究核能與核安全技術(shù)的必備實驗平臺。HINEG強流中子源通過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，可以用于模擬未來聚變堆內(nèi)的中子環(huán)境，開展氚增殖、能量提取、材料活化與損傷、輻射防護等聚變能技術(shù)相關(guān)科學實驗；經(jīng)過慢化的中子也可用來模擬正在發(fā)電的裂變核反應堆和未來其他先進反應堆堆內(nèi)的中子環(huán)境，開展核輻射安全相關(guān)實驗研究；同時HINEG中子源實驗平臺也可在核醫(yī)學與放射治療、核測井與探礦、同位素生產(chǎn)和中子照相等國民經(jīng)濟和人民生活直接相關(guān)的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)研究應用，帶動新型產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。HINEG裝置的建成對我國和世界核能與核技術(shù)應用研究都具有重要意義。

強流氘氚聚變中子源HINEG