2022年1月18-22日，上海光機(jī)所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的高放廢液冷坩堝玻璃固化項(xiàng)目新體系玻璃配方研究取得階段性突破，通過了動(dòng)力堆源項(xiàng)鐵磷酸鹽玻璃固化配方在φ350冷坩堝上連續(xù)運(yùn)行100h的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提前半年完成了項(xiàng)目總體下達(dá)的2022年度節(jié)點(diǎn)任務(wù)。

動(dòng)力堆源項(xiàng)高放廢液是未來(lái)我國(guó)高放廢液玻璃固化處理處置的主要源項(xiàng)，其特點(diǎn)為高鋯、高鉬、高稀土和高錒系元素含量，玻璃固化配方開發(fā)難度大。高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室通過組織多次配方開發(fā)討論會(huì)，結(jié)合冷坩堝玻璃固化工藝特點(diǎn)，采用玻璃固化體配方的成分-性質(zhì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)模擬設(shè)計(jì)和基于分子動(dòng)力學(xué)模擬的多尺度玻璃材料計(jì)算，經(jīng)過數(shù)十輪配方迭代實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化后的動(dòng)力堆源項(xiàng)玻璃固化配方實(shí)現(xiàn)了在φ350冷坩堝上100h的連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)備方面，在前期十四輪玻璃固化配方φ350冷坩堝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，本次實(shí)驗(yàn)完成了對(duì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高頻電源感應(yīng)加熱系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷坩堝玻璃固化熔融系統(tǒng)、漏料系統(tǒng)、溫度測(cè)量系統(tǒng)、液位測(cè)量系統(tǒng)和鼓泡攪拌系統(tǒng)的驗(yàn)證，為未來(lái)φ550冷坩堝及關(guān)鍵單元技術(shù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在工藝方面，除完成鐵磷酸鹽玻璃的φ350冷坩堝的熔制漏料工藝研究外，為適應(yīng)未來(lái)的高放廢液冷坩堝玻璃固化工藝的長(zhǎng)保溫時(shí)間和低漏料速率的特點(diǎn)，還進(jìn)行了延長(zhǎng)漏料時(shí)間間隔和降低漏料玻璃熔體溫度的工藝研究。

考核現(xiàn)場(chǎng)合影

隨著我國(guó)核電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高放廢液玻璃固化技術(shù)迫在眉睫。目前世界上僅有美、法、德、俄、日等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握了高放廢液玻璃固化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用的技術(shù)主要為以美、俄、德、日為代表的焦耳加熱陶瓷爐玻璃固化技術(shù)和以法、俄為代表的冷坩堝玻璃固化技術(shù)。我國(guó)從德國(guó)引進(jìn)的焦耳加熱陶瓷爐玻璃固化技術(shù)于2021年10月實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用，并且也已啟動(dòng)了兩步法冷坩堝玻璃固化技術(shù)的自主科研，上海光機(jī)所于2019年開始參與兩步法冷坩堝玻璃固化工程樣機(jī)研制及驗(yàn)證項(xiàng)目，力爭(zhēng)利用團(tuán)隊(duì)在玻璃配方開發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)為我國(guó)核能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。