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迴圈利用,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, 能源與環境 (青島) 國際聯合實驗室 (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業化前景的首批項目.
據介紹, 實驗室於2017年7月在青島國際院士港建立啟用, 標誌著青島國際院士港成為能源與環境新地標.
實驗室的領銜專家何滿潮是中國科學院院士, 我國礦山工程岩體力學專家, 主要從事礦山岩體大變形災害控制理論和技術研究. 他近年提出的 'N00工法' , 大大提高了資源利用率, 降低了煤炭開採成本, 被譽為煤炭開採探索的第三次技術變革, 並因此被授予2016年全國傑出科技人才獎, 2017年全國創新爭先獎.
新型電站顛覆傳統核電技術
地下中子能電站是指利用地下空間提供場所, 採用高能中子轟擊燃料, 並以熱電聯供的形式提供能量供給的新型電站. 相對於傳統核電技術, 地下中子能電站具有以下優勢: 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) , 地下預先處置, 圈層冗餘防護, 安全性高.
何滿潮院士團隊負責人介紹, 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, 能夠降低煤炭資源的消耗, 改善我國能源結構, 解決霧霾等環境問題; 能夠提升國家能源的獨立性, 保障國家能源安全; 能夠顛覆傳統的核電技術, 實現核廢料的再利用; 能夠促生新的產業, 培育新的經濟增長點.
該負責人表示, 實驗室研究方向主要為霧霾防治工程, 深地災害預測系統, 立體 (三維) 新能源網路系統, 除了地下中子能電站項目, 首批啟動的還包括深地災害預測預警項目, 深海災害預測預警項目.
探索深地與深海災害預測預警
'深部地質災害主要指與發震構造有關的地震災害和與地下深部滑面有關的滑坡災害. 深地災害預測預警項目基於 '牛頓力突降, 災變發生' 的科學現象, 證明兩個塊體相對運動的核心問題是構造帶 (面) 上的牛頓力變化. 在此基礎上, 建立了基於牛頓力變化測量的雙體災變力學模型, 並提出牛頓力的測量方法. ' 何滿潮介紹說, 該項目致力於研發具有超常性能新材料和相應的一體化控制技術, 為提出深部地質災害發生的前兆資訊, 探索深部地質災害致災機理和預測預報方法, 提升我國地球科學國際戰略地位作出貢獻. 令人高興的是, 深地災害預測預警技術已經成功預測了11起滑坡, 避免了一次又一次重大的人員傷亡和財產損失.
隨著海底勘探和資源開發進入更深的水域, 深海滑坡可能發生在淺海, 近岸帶到大陸架以及遠洋深處的整個海域環境內. 何滿潮院士團隊研製的海底災害綜合觀測系統, 能夠在最大水深1500米海底, 實現連續12個月工程地質原位長期立體觀測, 內容包括海底沉積物工程性指標參數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. 觀測數據即時遠程傳輸至伺服器, 同時自容存儲在海底觀測裝置上.
據介紹, 海底災害綜合觀測系統總體結構由三部分組成: 坐落海底的觀測儀器及其搭載平台, 位于海面的觀測數據中繼傳輸浮標, 遠程觀測數據管理伺服器與客戶端, 可應用於南海北部陸坡深水區複雜工程地質條件研究, 認識海底地質災害形成的機理, 為深海石油開發及其他工程活動的地質環境安全保障提供技術支援, 推進深海工程地質原位觀測技術發展與實際應用.
何滿潮院士滿懷信心地說, 力爭5年內, 實驗室打造成國家級重點實驗室或國家級工程中心. 實驗室將致力於為我國能源開發和環境治理服務, 探索一條以技術創新為核心, 以產業布局為基礎, 以綜合利用為導向的能源與環境產業整合路線, 實現人類社會的 '和諧' 發展.
