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资讯 近年，上海建工集团中央研究院先进核能工程屏蔽材料研究团队围绕长期高温、辐照等条件下混凝土的核辐射屏蔽性能及微结构演化机理等方面牵头开展创新研究并取得系列进展。相关成果发表于Progress in Nuclear Energy等核能领域国际权威期刊，论文第一完成单位均为上海建工，获相关授权发明专利10余项，主编中国核能行业协会团体标准《钍基熔盐堆蛇纹石混凝土技术规程》。
钍基熔盐堆（TMSR）核能系统是我国在第四代先进核裂变能领域的重大部署，对保障国家能源安全和双碳重大战略的实施具有非常重要的意义。TMSR是第四代反应堆技术中唯一的液态燃料堆型，具有核废料少、失效安全、结构紧凑、高温输出、地域适应性强等突出优点。上海建工集团股份有限公司与中国科学院上海应用物理研究所对接国家战略，率先对TMSR核能系统及其建造技术进行研究，于2022年在甘肃武威建成世界首台2兆瓦TMSR实验堆，并继续开展研究堆和示范堆关键技术攻关。
TMSR运行期间，高温燃料熔盐在一回路中循环，导致核心区域遍布高能γ辐射，同时高通量快中子与热中子并存，因此核辐射屏蔽设计需兼顾宽能谱中子与γ射线的综合需求。现有混凝土屏蔽能力有限，且长期处于高温辐照场中面临水分流失、微结构劣化的风险。因此，研发适用于TMSR高温、高能、高通量辐照环境的新型屏蔽工程材料体系，具有十分迫切的工程意义和战略价值。
上海建工科研团队开展了高温、辐照等极端环境下混凝土的γ、中子辐射屏蔽性能演化及微结构机理相关研发工作。在γ辐射屏蔽方面，总结了重混凝土的γ辐射屏蔽机理及长期辐照下强度、收缩、内部水分以及屏蔽性能的演化规律，提出了新型环境式Co源辐照高精度测试方法，揭示了长期γ辐照对混凝土中硬化净浆的微结构影响机制，形成了一种含稀土元素的γ辐照屏蔽新材料。在中子辐射屏蔽方面，结合电子加速器驱动的白光中子源试验与蒙特卡洛数值模拟，揭示了热中子散射效应对低能段中子透射的影响机制，阐明了高温服役条件下复合胶凝改性蛇纹石混凝土的综合性能优势，形成了防中子辐射混凝土智能设计技术。
上述成果完善了核辐射屏蔽混凝土技术体系，填补了相关领域国内外空白。目前，相关研究成果已在钍基熔盐实验堆、上海质子重离子医院等工程中成功示范应用，有效保障了人员与环境的辐射安全，为先进核能设施及核技术应用工程的辐射防护提供了可复制、可推广的创新技术方案。
供稿：占羿箭
商务合作：18017803537@163.com
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