尋找地下中子能 滿足全國30%電力需求
作為一種全新的清潔能源,地下中子能通過中子將乏燃料、貧鈾或天然鈾燃料安全地循環(huán)利用,而我國已探明的鈾資源可供中子能電站使用一千年以上。不久前,能源與環(huán)境(青島)國際聯(lián)合實驗室(以下簡稱實驗室)在青島院士港啟動了地下中子能電站等具有產(chǎn)業(yè)化前景的首批項目。
據(jù)介紹,實驗室于2017年7月在青島國際院士港建立啟用,標(biāo)志著青島國際院士港成為能源與環(huán)境新地標(biāo)。
實驗室的領(lǐng)銜專家何滿潮是中國科學(xué)院院士、我國礦山工程巖體力學(xué)專家,主要從事礦山巖體大變形災(zāi)害控制理論和技術(shù)研究。他近年提出的“N00工法”,大大提高了資源利用率,降低了煤炭開采成本,被譽(yù)為煤炭開采探索的第三次技術(shù)變革,并因此被授予2016年全國杰出科技人才獎、2017年全國創(chuàng)新爭先獎。
新型電站顛覆傳統(tǒng)核電技術(shù)
地下中子能電站是指利用地下空間提供場所,采用高能中子轟擊燃料,并以熱電聯(lián)供的形式提供能量供給的新型電站。相對于傳統(tǒng)核電技術(shù),地下中子能電站具有以下優(yōu)勢:燃料儲量充足、燃料高效利用、電價成本低(每度電價不到1角)、地下預(yù)先處置、圈層冗余防護(hù)、安全性高。
何滿潮院士團(tuán)隊負(fù)責(zé)人介紹,地下中子能電站項目擬尋找地下中子能這種全新清潔能源,使其具備提供我國能源消耗總量30%的可能性。地下中子能電站項目的有效推進(jìn),能夠降低煤炭資源的消耗,改善我國能源結(jié)構(gòu),解決霧霾等環(huán)境問題;能夠提升國家能源的獨立性,保障國家能源安全;能夠顛覆傳統(tǒng)的核電技術(shù),實現(xiàn)核廢料的再利用;能夠促生新的產(chǎn)業(yè),培育新的經(jīng)濟(jì)增長點。
該負(fù)責(zé)人表示,實驗室研究方向主要為霧霾防治工程、深地災(zāi)害預(yù)測系統(tǒng)、立體(三維)新能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),除了地下中子能電站項目,首批啟動的還包括深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項目、深海災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項目。
探索深地與深海災(zāi)害預(yù)測預(yù)警
“深部地質(zhì)災(zāi)害主要指與發(fā)震構(gòu)造有關(guān)的地震災(zāi)害和與地下深部滑面有關(guān)的滑坡災(zāi)害。深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項目基于‘牛頓力突降,災(zāi)變發(fā)生’的科學(xué)現(xiàn)象,證明兩個塊體相對運動的核心問題是構(gòu)造帶(面)上的牛頓力變化。在此基礎(chǔ)上,建立了基于牛頓力變化測量的雙體災(zāi)變力學(xué)模型,并提出牛頓力的測量方法?!焙螡M潮介紹說,該項目致力于研發(fā)具有超常性能新材料和相應(yīng)的一體化控制技術(shù),為提出深部地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆信息、探索深部地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理和預(yù)測預(yù)報方法、提升我國地球科學(xué)國際戰(zhàn)略地位作出貢獻(xiàn)。令人高興的是,深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警技術(shù)已經(jīng)成功預(yù)測了11起滑坡,避免了一次又一次重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
隨著海底勘探和資源開發(fā)進(jìn)入更深的水域,深海滑坡可能發(fā)生在淺海、近岸帶到大陸架以及遠(yuǎn)洋深處的整個海域環(huán)境內(nèi)。何滿潮院士團(tuán)隊研制的海底災(zāi)害綜合觀測系統(tǒng),能夠在最大水深1500米海底,實現(xiàn)連續(xù)12個月工程地質(zhì)原位長期立體觀測,內(nèi)容包括海底沉積物工程性指標(biāo)參數(shù)與超孔隙水壓力累積狀況、海底地形侵蝕淤積變化過程、海水動力條件。觀測數(shù)據(jù)實時遠(yuǎn)程傳輸至服務(wù)器,同時自容存儲在海底觀測裝置上。
據(jù)介紹,海底災(zāi)害綜合觀測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由三部分組成:坐落海底的觀測儀器及其搭載平臺、位于海面的觀測數(shù)據(jù)中繼傳輸浮標(biāo)、遠(yuǎn)程觀測數(shù)據(jù)管理服務(wù)器與客戶端,可應(yīng)用于南海北部陸坡深水區(qū)復(fù)雜工程地質(zhì)條件研究,認(rèn)識海底地質(zhì)災(zāi)害形成的機(jī)理,為深海石油開發(fā)及其他工程活動的地質(zhì)環(huán)境安全保障提供技術(shù)支持,推進(jìn)深海工程地質(zhì)原位觀測技術(shù)發(fā)展與實際應(yīng)用。
何滿潮院士滿懷信心地說,力爭5年內(nèi),實驗室打造成國家級重點實驗室或國家級工程中心。實驗室將致力于為我國能源開發(fā)和環(huán)境治理服務(wù),探索一條以技術(shù)創(chuàng)新為核心、以產(chǎn)業(yè)布局為基礎(chǔ)、以綜合利用為導(dǎo)向的能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)整合路線,實現(xiàn)人類社會的“和諧”發(fā)展。(通訊員 許夢婷 趙 倩)
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