寻找地下中子能 满足全国30%电力需求
寻找地下中子能 满足全国30%电力需求
来源:科技日报 时间:2018-06-12 字体:[ ]

作为一种全新的清洁能源,地下中子能通过中子将乏燃料、贫铀或天然铀燃料安全地循环利用,而我国已探明的铀资源可供中子能电站使用一千年以上。不久前,能源与环境(青岛)国际联合实验室(以下简称实验室)在青岛院士港启动了地下中子能电站等具有产业化前景的首批项目。

据介绍,实验室于2017年7月在青岛国际院士港建立启用,标志着青岛国际院士港成为能源与环境新地标。

实验室的领衔专家何满潮是中国科学院院士、我国矿山工程岩体力学专家,主要从事矿山岩体大变形灾害控制理论和技术研究。他近年提出的“N00工法”,大大提高了资源利用率,降低了煤炭开采成本,被誉为煤炭开采探索的第三次技术变革,并因此被授予2016年全国杰出科技人才奖、2017年全国创新争先奖。

新型电站颠覆传统核电技术

地下中子能电站是指利用地下空间提供场所,采用高能中子轰击燃料,并以热电联供的形式提供能量供给的新型电站。相对于传统核电技术,地下中子能电站具有以下优势:燃料储量充足、燃料高效利用、电价成本低(每度电价不到1角)、地下预先处置、圈层冗余防护、安全性高。

何满潮院士团队负责人介绍,地下中子能电站项目拟寻找地下中子能这种全新清洁能源,使其具备提供我国能源消耗总量30%的可能性。地下中子能电站项目的有效推进,能够降低煤炭资源的消耗,改善我国能源结构,解决雾霾等环境问题;能够提升国家能源的独立性,保障国家能源安全;能够颠覆传统的核电技术,实现核废料的再利用;能够促生新的产业,培育新的经济增长点。

该负责人表示,实验室研究方向主要为雾霾防治工程、深地灾害预测系统、立体(三维)新能源网络系统,除了地下中子能电站项目,首批启动的还包括深地灾害预测预警项目、深海灾害预测预警项目。

探索深地与深海灾害预测预警

“深部地质灾害主要指与发震构造有关的地震灾害和与地下深部滑面有关的滑坡灾害。深地灾害预测预警项目基于'牛顿力突降,灾变发生'的科学现象,证明两个块体相对运动的核心问题是构造带(面)上的牛顿力变化。在此基础上,建立了基于牛顿力变化测量的双体灾变力学模型,并提出牛顿力的测量方法。”何满潮介绍说,该项目致力于研发具有超常性能新材料和相应的一体化控制技术,为提出深部地质灾害发生的前兆信息、探索深部地质灾害致灾机理和预测预报方法、提升我国地球科学国际战略地位作出贡献。令人高兴的是,深地灾害预测预警技术已经成功预测了11起滑坡,避免了一次又一次重大的人员伤亡和财产损失。

随着海底勘探和资源开发进入更深的水域,深海滑坡可能发生在浅海、近岸带到大陆架以及远洋深处的整个海域环境内。何满潮院士团队研制的海底灾害综合观测系统,能够在最大水深1500米海底,实现连续12个月工程地质原位长期立体观测,内容包括海底沉积物工程性指标参数与超孔隙水压力累积状况、海底地形侵蚀淤积变化过程、海水动力条件。观测数据实时远程传输至服务器,同时自容存储在海底观测装置上。

据介绍,海底灾害综合观测系统总体结构由三部分组成:坐落海底的观测仪器及其搭载平台、位于海面的观测数据中继传输浮标、远程观测数据管理服务器与客户端,可应用于南海北部陆坡深水区复杂工程地质条件研究,认识海底地质灾害形成的机理,为深海石油开发及其他工程活动的地质环境安全保障提供技术支持,推进深海工程地质原位观测技术发展与实际应用。

何满潮院士满怀信心地说,力争5年内,实验室打造成国家级重点实验室或国家级工程中心。实验室将致力于为我国能源开发和环境治理服务,探索一条以技术创新为核心、以产业布局为基础、以综合利用为导向的能源与环境产业整合路线,实现人类社会的“和谐”发展。

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