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别了,加拿大最“老”反应堆

2017-10-12 09:52:40来源:海外网 字号:

 加拿大乔克河反应堆是世界上最“老”的在役核反应堆。图片来源:Canadian Nuclear Laboratories

海外网10月12日电 据《中国科学报》报道,世界上最“老”的在役核反应堆正处于其生命的黄昏,但是依靠它做研究的科学家还没有做好温柔地对它道晚安的准备。加拿大科学家对即将关闭乔克河研究反应堆感到不安,并正在游说政府拨款两亿加元(1.62亿美元),使他们能够继续用反应堆提供的中子束进行材料研究。

“需要一个机构在某种程度上为国家项目提供核心支持和管理工作。”安大略省乔克河加拿大中子束中心主任John Root说,该中心依赖于这个60年历史的反应堆。“如果没有这个中心枢纽,就没有一个真正的全国性项目。在美国或欧洲,有人给实验室寄去支票,而加拿大的研究人员只能依靠自己。”

 今年2月,卡萨斯大学和汉密尔顿麦克马斯特大学的管理人员公开启动了加拿大中子计划,游说政府进行为期10年、耗资两亿美元的投资。这个数字听起来很庞大,但与政府每年为维持反应堆运转所花费的1亿美元相比显得微不足道。Root希望看到这些基金能够在世界其他地方的中子源那里获得中子束开放时间,并在加拿大另一个潜在的大规模中子源建立之前,在该国维持一项重要的中子束研究。但到目前为止,加拿大政府对此事一直保持沉默。

 乔克河反应堆正式名称是“国家研究通用”(NRU)的反应堆,在1957年开始运行,并且在短期内成为加拿大核研究事业的中心。NRU位于渥太华河岸边一幢四四方方的建筑中,属于加拿大原子能公司(AECL),该公司是加拿大政府开发商业核技术的公司。

 几十年来,NRU一直是加拿大本土核电技术发展的试验台,也是为该国持续提供大量电力的反应堆。该反应堆则是全球放射性同位素的主要供应商,特别是钼-99,它是每年用于数百万次扫描的医学成像技术的主力。

 上世纪90年代,当AECL的管理者开始认真讨论NRU的退役问题时,这样一种至关重要的物质却依赖单一来源成了问题。相关工作从两个生产钼-99的反应堆开始,但该项目已在2008年停止。在同一年晚些时候,腐蚀引起的漏水意外导致NRU脱机,为此全球范围内的医用放射性同位素短缺随之而来。AECL允许NRU颠簸前行,并让其他医疗物资的来源上线。但政府最终在2015年宣布,该反应堆将于2018年3月关闭。

 钼-99并非唯一将与NRU一起消亡的产品。作为裂变反应的副产品,核反应堆还可以产生大量的高能中子。当作为光束时,这些粒子就成了强有力的工具,它们的中性电荷使其能够穿透高密度材料,散射核子。就像X射线晶体学揭示复杂分子的结构一样,这种散射可以用来建立物质的图像。在物理学家Bertram Brockhouse(1994年因其发展了中子散射技术而获得诺贝尔物理学奖)的带领下,NRU成为国家中子束研究中心。在20世纪80年代,高校吸引到资金来扩展NRU的能力,催生了加拿大中子散射研究所(CINS)—— 一个代表学术利益的专业协会,并将这项技术推广为材料科学的工具。今天,CINS吸引了来自加拿大几十所大学和政府部门以及其他22个国家的近400人。

 一些科学家担心,在明年NRU关闭之后,这个聚集了人才并积累了经验的组织很可能会永久地消散,这将会让许多研究人员和组织处于一个重要的十字路口。不仅仅是科学家,NRU也受到了工业客户的重视,如汽车引擎制造商,他们利用中子束检测样机深处埋藏的潜在灾难性压力。一些活动已在一个规模小得多的科研反应堆上进行,该反应堆比NRU年轻两岁,由麦克马斯特大学维护。但由于它提供的电力只是NRU的一小部分,因此无法接管这个被撤销的科研通道。用户将需要到更远的地方寻找出路,比如位于田纳西州橡树岭国家实验室的美国中子束旗舰设施——散裂中子源。然而作为外来者,在这些地方谋求科研时间注定会存在挑战。一些人还担心,相关实验设计专业会随着NRU的退役而消失。

 “这种专业知识是循序渐进逐步成长的,而且需要持续性。”蒙特利尔麦吉尔大学物理学家Dominic Ryan说,他每年会在NRU上度过约100个研究日,以预测可降低风力涡轮部件和电动汽车电机成本的新材料的磁性。“我所做的事情很可能会停止。”

 Ryan曾设法在法国格伦布尔学院获得一些有限的中子源,但发现这很难。他希望能在澳大利亚的OPAL反应堆那里碰碰运气,但“这样的通道太艰难了”。(晋楠编译)

责编:关皓、马泽晖

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