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(chǎn)業(yè)化前景的首批項目。

據(jù)介紹，實驗室于2017年7月在青島國際院士港建立啟用，標志著青島國際院士港成為能源與環(huán)境新地標。

實驗室的領銜專家何滿潮是中國科學院院士、我國礦山工程巖體力學專家，主要從事礦山巖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，降低了煤炭開采成本，被譽為煤炭開采探索的第三次技術變革，并因此被授予2016年全國杰出科技人才獎、2017年全國創(chuàng)新爭先獎。

新型電站顛覆傳統(tǒng)核電技術

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，地下中子能電站具有以下優(yōu)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、圈層冗余防護、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(jié)構，解決霧霾等環(huán)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(tǒng)的核電技術，實現(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(tǒng)、立體(三維)新能源網(wǎng)絡系統(tǒng)，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(zhì)災害主要指與發(fā)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于‘牛頓力突降，災變發(fā)生’的科學現(xiàn)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，建立了基于牛頓力變化測量的雙體災變力學模型，并提出牛頓力的測量方法。”何滿潮介紹說，該項目致力于研發(fā)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(zhì)災害發(fā)生的前兆信息、探索深部地質(zhì)災害致災機理和預測預報方法、提升我國地球科學國際戰(zhàn)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(jīng)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(chǎn)損失。

隨著海底勘探和資源開發(fā)進入更深的水域，深海滑坡可能發(fā)生在淺海、近岸帶到大陸架以及遠洋深處的整個海域環(huán)境內(nèi)。何滿潮院士團隊研制的海底災害綜合觀測系統(tǒng)，能夠在最大水深1500米海底，實現(xiàn)連續(xù)12個月工程地質(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、海水動力條件。觀測數(shù)據(jù)實時遠程傳輸至服務器，同時自容存儲在海底觀測裝置上。

據(jù)介紹，海底災害綜合觀測系統(tǒng)總體結(jié)構由三部分組成：坐落海底的觀測儀器及其搭載平臺、位于海面的觀測數(shù)據(jù)中繼傳輸浮標、遠程觀測數(shù)據(jù)管理服務器與客戶端，可應用于南海北部陸坡深水區(qū)復雜工程地質(zhì)條件研究，認識海底地質(zhì)災害形成的機理，為深海石油開發(fā)及其他工程活動的地質(zhì)環(huán)境安全保障提供技術支持，推進深海工程地質(zhì)原位觀測技術發(fā)展與實際應用。

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