近期，以上海建工為第一單位的研究論文《基于60Co輻射環(huán)境的混凝土屏蔽性能研究》在國(guó)際權(quán)威期刊Nuclear Engineering and Design上發(fā)表。該研究成果為釷基熔鹽堆工程建設(shè)提供了技術(shù)支撐，對(duì)確保核能安全具有重要意義。
釷基熔鹽堆屬于第四代先進(jìn)核能技術(shù)，能夠有效克服當(dāng)下裂變反應(yīng)堆面臨的一些難題，被稱作人類實(shí)現(xiàn)核聚變前的終極能源方案。相比于傳統(tǒng)核電系統(tǒng)，釷基熔鹽堆具有事故工況下安全性高、能源轉(zhuǎn)化率高、燃料利用率高以及可以有效利用釷資源等優(yōu)勢(shì)。
上海建工與中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所對(duì)接國(guó)家戰(zhàn)略，率先對(duì)釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)及其建造技術(shù)進(jìn)行研究，于2022年在甘肅建成世界首臺(tái)2兆瓦釷基熔鹽堆實(shí)驗(yàn)堆，并將繼續(xù)開(kāi)展研究堆、示范堆以及商用堆關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。
在核輻射屏蔽結(jié)構(gòu)中多采用重混凝土以削弱危害人類和環(huán)境的γ輻射。一般情況下，通過(guò)直線穿透型試驗(yàn)測(cè)得重混凝土的線性衰減系數(shù)，并應(yīng)用于輻射屏蔽層的厚度計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該方法通常忽略了γ射線與混凝土內(nèi)部元素相互作用引起的反射與散射，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與工程實(shí)際情況存在一定偏差。
科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究設(shè)計(jì)了一種基于環(huán)境式γ輻射的混凝土屏蔽性能測(cè)定方法：①通過(guò)60Co源將整個(gè)試驗(yàn)空間營(yíng)造為具有一定γ輻射強(qiáng)度的環(huán)境；②采用中心含空腔的圓柱體混凝土試樣，測(cè)定輻射場(chǎng)中同一三維坐標(biāo)處受屏蔽前后的劑量值；③對(duì)比屏蔽前后空腔處的劑量值來(lái)確定混凝土的γ輻射衰減系數(shù)。
基于新型環(huán)境式γ輻射試驗(yàn)方法測(cè)得的混凝土衰減系數(shù)更符合實(shí)際核工程中γ輻射的復(fù)雜擴(kuò)散模式。研究成果為釷基熔鹽堆工程建設(shè)提供了技術(shù)支撐，對(duì)確保核能安全具有重要意義。
