#核聚变 不明觉厉

【核聚变大科学工程 实现百秒量级强流负离子束引出】

聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT项目建设传来捷报，中科院合肥研究院等离子体物理研究所在自主研发射频负离子束源方面取得重要进展，实现了稳定可重复的百秒量级强流负离子束引出。

基于射频负离子束源的中性束注入系统是未来聚变堆的重要子系统，作为一种更加高效的加热方式，对实现聚变堆点火和燃烧等离子体控制具有重要意义。

聚变堆主机关键系统综合研究设施项目将研发基于射频负离子束源的中性束注入系统列为必须发展的技术和必须实现的突破。

射频负离子束源是其中最关键的核心设备，具有射频馈入稳定性要求高、束引出面积大、连续运行时间长、负离子产生难且易损失的典型特征，研发射频负离子束源整套技术是国际主要核聚变研究单位及聚变界共同面临的挑战。

自聚变堆主机关键系统综合研究设施开工以来，项目团队加快推进射频负离子束源样机的研制及其性能测试实验研究，建成了射频负离子束源样机，解决了负离子产生和引出中的射频功率稳定馈入、铯注入系统研制与铯循环动力学控制、磁过滤系统研制与性能验证等难题，实现了射频负离子束源稳定可重复的105秒强流负离子束引出，负离子引出束流密度达到153A/m2，该参数是按照国际通用的利用电流传感器测量方法获得的，这也使我国成为国际上少数掌握该核心技术的国家。(中国新闻网)

#核电站 #巴基斯坦

【日经：中国核电2030年前后将成为世界第一，日美有担忧】

世界核协会（World Nuclear Association）的统计显示，截至2020年4月，中国正在运行、在建和拟建的核电站的总装机容量为1亿870万千瓦。超过美国的1亿512万千瓦。截至2019年4月美国领先，但到9月由于三里岛核电站1号机组停止运行等原因，美国的总装机容量减少，中国2019年则有3个机组新投入运行。

如果仅观察正在运行的核电站，第1位是总装机容量约为9800万千瓦的美国，约6200万千瓦的法国次之，中国以约4500万千瓦排在第3位。但中国正在建造11个核电机组，还有超过40个机组的建造计划。美国持续推进废堆，建造计划也很少。一般来说，核电站从开工建设算起需5年左右完工。有可能最快到2030年前后，中国将在实际上超过美国。

中国不仅限于国内的建造热潮。以受到电力短缺困扰的新兴与发展中国家为中心，中国正在为出口核电站而展开营销攻势。巴基斯坦运行着4个中国制造的核电机组。

美国核能研究所（NEI）表示，“中俄的核电站出口是外交政策的核心，美国正在落后”，彰显出危机感。为了卷土重来，美国参议院7月通过了倡导促进革新性反应堆开发等的“核能领导法案（NELA）”。美国国际开发金融公司（DFC）也解禁了对发展中国家等出口核电站时的金融支援。(日经中文网)

#火星 #航天 #载人航天 #经济圈 #航班化 #核热推进 #核聚变 #天梯 #近地球轨道 #地球空间驿站 #轨道转移 #重型运载火箭

【王小军：中国载人火星探测“三步走”设想】

2021年全球航天探索大会在俄罗斯召开，中国航天科技集团一院院长、IAF副主席王小军应邀作了题为《载人火星探测航天运输系统》的大会报告。、王小军简要回顾了全球火星探测的发展情况，在此基础上，提出了未来载人火星探测发展路线及任务架构，明确了载人火星探测任务航天运输系统的组成、特点、总体方案与设计参数。

1, 载人火星探测“三步走” 设想

第一步机器人火星探测（技术准备阶段）
主要任务：火星采样返回、火星基地选址考察、原位资源利用系统建设等。

第二步初级探测（初步应用阶段）
主要任务：载人环火、轨道探测、载人火星着陆探测、火星基地建设等。

第三步航班化探测（经济圈形成阶段）
主要任务：包括大规模地火运输舰队，大规模开发与应用等。

2. 载人火星探测任务架构

影响任务构架设计的因素有地火转移轨道类型、出发时间、出发点、推进技术、是否采用气动捕获等。

地火转移轨道类型：基本轨道分为长停留合式轨道和短停留冲式轨道。地球和火星之间也存在着循环轨道，可以定期重返地球和火星，适用于长期多次的载人火星探测任务。

出发时间：2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等。

出发点：选择高椭圆轨道（HEO）的出发较为合适。

推进技术：核热推进是目前载人火星探测方案设计的重要选择。核聚变推进理论上具有更高比冲性能，需要理论和技术的突破，适合作为载人火星探测更远期的研究目标。

此外，我国还研究将天梯这一新型运输系统作为空间出发点，能降低火星探测运输的规模。

3. 每个阶段技术特点

机器人火星探测阶段：
采用大型或重型运载火箭，直接将探测器发射至地火转移轨道，探测器采用化学推进，选择脉冲式合式轨道，并利用反推制动达到火星进行探测。

初期载人探测阶段：
针对轨道转移设计了一种新型任务构架，该构架采用核电核热推进组合、人货分运，在近地球轨道（LEO）组装，从HEO出发，配合使用火星气动捕获。

航班化载人火星探测阶段：
采用核动力一体化运输模式，从地球空间驿站、日地L2等基地出发，选择地火循环轨道，地火循环轨道上已布置转移飞行器，转移飞行器的推进剂由地面或空间加注站补给。

4. 任务描述

进入地球轨道+地球轨道组装+地火转移+火星登陆与上升+火星轨道对接+返回地球

飞行时间：往返数百天
飞行距离：数百万公里到数亿公里
轨道交会对接：数次甚至10余次

5. 设计参数

地球上升段：7枚重型运载火箭和1枚载人运载火箭，采用化学推进剂。

地球空间摆渡地火转移阶段：基于高比冲核电推进技术的摆渡级，以及基于高比冲大推力核热推进技术的地火转移运载器。

火星空间：基于化学推进的火星着陆与上升器。

地火转移运载器：采用核热核电双模式，以三台10吨级推力的核热发动机作为主要动力，利用核电系统为各分系统提供电源。

载人型转移运载器：总质量为246吨，加注108吨液氢，可以运送包括深空居住舱、载人飞船等共65吨的有效载荷。

载货型转移运载器：总质量为328吨，加注76吨液氢，有效载荷质量为206吨。(中国航天报 @微信)

#法国 #欧盟 #核能 #能源

【能源价格飙涨之际，法国等十国要求欧盟将核能列为绿色能源】

10个欧盟国家已经致信欧盟委员会，‌要求后者将核能列入其推进可持续发展的分类表（taxonomy）中，‌将核能视为绿色能源，‌从而鼓励对核能的投资。

‌这封信由法国发起，‌其他签署国家大多来自中东欧，‌包括保加利亚、克罗地亚、捷克、匈牙利、波兰、斯洛伐克、斯洛文尼亚和罗马尼亚，‌以及北欧的芬兰。
...
欧盟委员会此前将太阳能、地热、氢能、风能、水力和生物能列入绿色能源分类中，‌但没有将核能纳入其中，‌天然气也不在列。欧盟出台的这一分类旨在引导私有资本撤出污染较高的经济活动，‌转而投入欧盟列出的较为环保的产业。
...
‌欧盟26%的电力依赖核能。目前27个欧盟成员国中有13个国家拥有核电站。在多数签署该信的国家中，‌核能也是其较为重要的能源来源，‌如法国70%的电力来自核能，‌在捷克这一比例也有37%。

英国《金融时报》形容称，‌法国是欧洲核电的“堡垒”。法国总统马克龙执政初期虽然曾宣布计划关闭部分反应堆，‌降低核电比重，‌但是他的政策正在出现变化。据报道，‌马克龙预计在本周宣布，‌法国将建设6个被称为“迷你核电站”的小型模块化反应堆（SMR）。

对于是否要放弃核电，‌欧盟内一直存在不同的声音，‌德国、奥地利、丹麦、卢森堡和西班牙等国属于“反对阵营”，‌这些国家今年7月曾表示反对欧盟委员会将核能列为绿色能源。在2011年日本福岛第一核电站事故后，‌德国政府决定分批关闭国内的核电站，‌在2022年前全面放弃核能，‌西班牙也于2019年宣布将在2035年前逐步关闭核电站。(澎湃新闻)

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#浙江 #嘉兴 #海盐 #核电站 #供暖

【浙江嘉兴海盐县成为第二个核能供热城市】

北有山东海阳，南有浙江海盐，‌国内两大核电基地所在地相继进入核能供热时代。

12月3日，由中核集团秦山核电供热的我国南方首个核能供热示范工程（一期）正式投运，‌供暖面积达46万平方米，惠及浙江嘉兴海盐县的近4000户居民。到“十四五”末项目全部建成，能够满足海盐约400万平方米供暖需求。该项目开南方核能供热之先河，‌探索形成了江南地区集中供暖的“海盐方案”。
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澎湃新闻从业内了解到，除了浙江秦山核电站、山东海阳核电站之外，‌核能供热有望于2022年供热期在辽宁红沿河核电站落地投产。

另据中国能源报近日报道，江苏田湾核电站也正在推进筹划供热供暖事宜。此外，‌采用不同技术路线的供热小堆正在加快推进示范项目建设，相关企业已在黑龙江、吉林、贵州锁定厂址和首堆项目，并在河北、山东、青海、甘肃、辽宁、内蒙古、陕西等省区开展厂址普查、初可、可研和前期对接等筹备工作。

无论是秦山还是海阳，由于核电项目安全稳定运行，当地对核能供热的公众接受度高。据中核集团披露的数字，‌秦山核电安全发电的30年，也是海盐县发展的30年。截至2021年6月底，秦山核电累计投资833亿元、纳税478亿元。在核能供热推广的过程中，秦山核电在海盐县群众中做了广泛的调研，调研结果显示，当地群众对核能供热的接受度在90%以上。（澎湃新闻）

#山东 #荣成 #石岛湾 #核电站 #高温气冷堆

【1220 全球首座球床模块式高温气冷堆核电站并网发电】

‌12月20日，‌山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功，‌为全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目，‌设备国产化率高达93.4%。

‌石岛湾核电站的满功率运行将带来每年14亿度的发电量，‌可以为200万居民提供生活用电，‌减少二氧化碳排放90万吨。

目前，该示范工程1号反应堆正稳步向单堆满功率推进，2号反应堆并网发电前各项试验有序开展。双堆有望于2022年年中全面投入商运。

高温气冷堆不仅可以使用低浓缩铀作为燃料，也可以使用高浓缩铀和钍燃料，实现钍-铀燃料循环。高温气冷堆的设计寿命为60年。

在反应堆中氦气可以被加热到接近1,000 ℃而不产生任何化学变化，有利于提高换能效率。因此反应堆热效率可达到50%，远高于其它设计，而高温气冷堆可以建在冷却水源不足的地方。

高温气冷堆一般使用石墨作为中子减速剂。石墨具有较大的体积比热容，可以承受高温仍然维持结构稳定性。

高温气冷堆利用了氦气冷却、石墨减速剂的固有安全特性。在控制装置都失效的状态下，球床反应堆也很难导致堆芯熔化。此设计允许高燃烧深度（接近200 GWd/t）并能较好的防止裂变产物逸出，因此高温气冷堆被誉为“不会熔毁的反应堆”。

从理论上讲，出口温度可以达到1,000 ℃，远高于一般轻水堆，其产生的高温使得通过热化学硫-碘循环生产氢气等应用成为可能，温度参数也覆盖乙醇提纯、盐化工、石油化工、煤化工、制氢等领域绝大部分热源需求。(中新社)(界面新闻)(人民网)(维基百科)