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循環(huán)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(huán)境(青島)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室(以下簡稱實(shí)驗(yàn)室)在青島院士港啟動(dòng)了地下中子能電站等具有產(chǎn)業(yè)化前景的首批項(xiàng)目。

據(jù)介紹，實(shí)驗(yàn)室于2017年7月在青島國際院士港建立啟用，標(biāo)志著青島國際院士港成為能源與環(huán)境新地標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)銜專家何滿潮是中國科學(xué)院院士、我國礦山工程巖體力學(xué)專家，主要從事礦山巖體大變形災(zāi)害控制理論和技術(shù)研究。他近年提出的“N00工法”，大大提高了資源利用率，降低了煤炭開采成本，被譽(yù)為煤炭開采探索的第三次技術(shù)變革，并因此被授予2016年全國杰出科技人才獎(jiǎng)、2017年全國創(chuàng)新爭先獎(jiǎng)。

新型電站顛覆傳統(tǒng)核電技術(shù)

地下中子能電站是指利用地下空間提供場所，采用高能中子轟擊燃料，并以熱電聯(lián)供的形式提供能量供給的新型電站。相對于傳統(tǒng)核電技術(shù)，地下中子能電站具有以下優(yōu)勢：燃料儲(chǔ)量充足、燃料高效利用、電價(jià)成本低(每度電價(jià)不到1角)、地下預(yù)先處置、圈層冗余防護(hù)、安全性高。

何滿潮院士團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，地下中子能電站項(xiàng)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(xiàng)目的有效推進(jìn)，能夠降低煤炭資源的消耗，改善我國能源結(jié)構(gòu)，解決霧霾等環(huán)境問題;能夠提升國家能源的獨(dú)立性，保障國家能源安全;能夠顛覆傳統(tǒng)的核電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核廢料的再利用;能夠促生新的產(chǎn)業(yè)，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

該負(fù)責(zé)人表示，實(shí)驗(yàn)室研究方向主要為霧霾防治工程、深地災(zāi)害預(yù)測系統(tǒng)、立體(三維)新能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，除了地下中子能電站項(xiàng)目，首批啟動(dòng)的還包括深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項(xiàng)目、深海災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項(xiàng)目。

探索深地與深海災(zāi)害預(yù)測預(yù)警

“深部地質(zhì)災(zāi)害主要指與發(fā)震構(gòu)造有關(guān)的地震災(zāi)害和與地下深部滑面有關(guān)的滑坡災(zāi)害。深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警項(xiàng)目基于‘牛頓力突降，災(zāi)變發(fā)生’的科學(xué)現(xiàn)象，證明兩個(gè)塊體相對運(yùn)動(dòng)的核心問題是構(gòu)造帶(面)上的牛頓力變化。在此基礎(chǔ)上，建立了基于牛頓力變化測量的雙體災(zāi)變力學(xué)模型，并提出牛頓力的測量方法。”何滿潮介紹說，該項(xiàng)目致力于研發(fā)具有超常性能新材料和相應(yīng)的一體化控制技術(shù)，為提出深部地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆信息、探索深部地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理和預(yù)測預(yù)報(bào)方法、提升我國地球科學(xué)國際戰(zhàn)略地位作出貢獻(xiàn)。令人高興的是，深地災(zāi)害預(yù)測預(yù)警技術(shù)已經(jīng)成功預(yù)測了11起滑坡，避免了一次又一次重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

隨著海底勘探和資源開發(fā)進(jìn)入更深的水域，深海滑坡可能發(fā)生在淺海、近岸帶到大陸架以及遠(yuǎn)洋深處的整個(gè)海域環(huán)境內(nèi)。何滿潮院士團(tuán)隊(duì)研制的海底災(zāi)害綜合觀測系統(tǒng)，能夠在最大水深1500米海底，實(shí)現(xiàn)連續(xù)12個(gè)月工程地質(zhì)原位長期立體觀測，內(nèi)容包括海底沉積物工程性指標(biāo)參數(shù)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(dòng)力條件。觀測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸至服務(wù)器，同時(shí)自容存儲(chǔ)在海底觀測裝置上。

據(jù)介紹，海底災(zāi)害綜合觀測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)由三部分組成：坐落海底的觀測儀器及其搭載平臺(tái)、位于海面的觀測數(shù)據(jù)中繼傳輸浮標(biāo)、遠(yuǎn)程觀測數(shù)據(jù)管理服務(wù)器與客戶端，可應(yīng)用于南海北部陸坡深水區(qū)復(fù)雜工程地質(zhì)條件研究，認(rèn)識(shí)海底地質(zhì)災(zāi)害形成的機(jī)理，為深海石油開發(fā)及其他工程活動(dòng)的地質(zhì)環(huán)境安全保障提供技術(shù)支持，推進(jìn)深海工程地質(zhì)原位觀測技術(shù)發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用。

何滿潮院士滿懷信心地說，力爭5年內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室打造成國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或國家級工程中心。實(shí)驗(yàn)室將致力于為我國能源開發(fā)和環(huán)境治理服務(wù)，探索一條以技術(shù)創(chuàng)新為核心、以產(chǎn)業(yè)布局為基礎(chǔ)、以綜合利用為導(dǎo)向的能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)整合路線，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的“和諧”發(fā)展。