核能是20世紀(jì)人類最偉大的成就之一。中子被稱為核能系統(tǒng)的“靈魂”，是反應(yīng)堆中核反應(yīng)的觸發(fā)粒子和能量載體，也是產(chǎn)生核熱能和引發(fā)放射性的源頭。中子源是產(chǎn)生、研究、利用中子的必備科學(xué)裝置，也是開展中子物理與輻射安全、先進(jìn)核能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及核技術(shù)交叉應(yīng)用等研究的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 ]ERPWW;^  
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日前，中科院核能安全技術(shù)研究所FDS鳳麟核能團(tuán)隊(duì)的科研人員，在中子輸運(yùn)物理與技術(shù)方面取得突破性創(chuàng)新研究成果。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)出強(qiáng)流氘氚中子源實(shí)驗(yàn)裝置HINEG，其中子源強(qiáng)度創(chuàng)現(xiàn)行同類裝置中的世界第一。那么，這個(gè)“世界最強(qiáng)氘氚中子源”究竟強(qiáng)在哪呢？ <R>qOX8  
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超強(qiáng)中子靶，承受的熱流密度是太陽表面的3倍 :.6kXX'~  
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“中子靶是HINEG的核心系統(tǒng)之一，強(qiáng)流離子加速器產(chǎn)生的高功率氘離子束轟擊含有氚的中子靶，在靶上發(fā)生氘氚聚變反應(yīng)產(chǎn)生中子�！敝锌圃汉四馨踩�技術(shù)研究所所長(zhǎng)、FDS鳳麟核能團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建人吳宜燦研究員告訴科技日?qǐng)?bào)記者。為了產(chǎn)生強(qiáng)流的中子束，靶需要承受高功率離子束的轟擊，從而帶來靶上高強(qiáng)熱流散出的難題。 h9c54Ux  
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“HINEG中子靶承受的熱流密度是太陽表面熱流密度的3倍。如果散熱問題解決不好，靶溫度迅速升高，其內(nèi)含有的氚會(huì)快速釋放，就無法實(shí)現(xiàn)中子的持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生。靶溫升高過快時(shí)，甚至?xí)�出現(xiàn)瞬間被熔穿燒毀的情形�！眳且藸N說。 a6"Pe07t  
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針對(duì)中子靶的高效散熱難題，F(xiàn)DS鳳麟核能團(tuán)隊(duì)發(fā)明了陣列射流耦合強(qiáng)剪切場(chǎng)的高效散熱技術(shù)，并通過反復(fù)驗(yàn)證測(cè)試，成功實(shí)現(xiàn)了高效散熱，將靶的溫度控制在200℃以內(nèi)。 &Cp)\`
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不帶電的中子也能做到精準(zhǔn)調(diào)控 |lAu6d !  
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氘氚聚變反應(yīng)產(chǎn)生14兆電伏(MeV)的單能中子，為模擬再現(xiàn)先進(jìn)核能系統(tǒng)的復(fù)雜中子能譜環(huán)境，需要對(duì)產(chǎn)生的單能中子進(jìn)行精確調(diào)控以便開展各類實(shí)驗(yàn)研究，這無疑是另一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 ; k{w@L.@  
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“我們知道，電子、質(zhì)子是帶電粒子，可以利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)對(duì)這些帶電粒子進(jìn)行控制，但中子是不帶電的，無法用電磁場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，不過可以通過中子與特定材料中原子核的反應(yīng)過程來進(jìn)行調(diào)控，這就需要精確的理論方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)�！眳且藸N告訴記者。 W}V L