美加速器技术获资助研发核废料嬗变

Thomas Jefferson国家加速器设施正在牵头开展由美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）两项资助支持的研究，旨在开发加速器技术以实现核废料回收，缩短乏燃料的半衰期。

这两项资助总额为817万美元，均通过“核能废料嬗变优化现时”（NEWTON）计划颁发。该计划旨在通过资助改进粒子产生系统性能的新技术，实现核燃料的嬗变。

两个项目分别关注利用中子散裂将高放射性核废料转化为半衰期短得多的材料的加速器驱动系统的不同组件。

“这些中子将与这些不需要的同位素相互作用，并将其转化为更易于管理的同位素，你可以尝试将其用于某些有益用途，或将其埋入地下。例如，与其在贮存中具有10万年的寿命，你可以将贮存年限缩短至300年，”两项资助的首席研究员、Jefferson实验室加速器运行、研究与开发部超导射频科学与技术部门负责人Rongli Geng表示。

一个项目旨在重新设计加速器的超导射频（SRF）腔以提高效率，而另一个项目则旨在设计可为超导射频腔供电的磁控管。

升温研究：一个名为“用于高效可靠10兆瓦质子直线加速器的超导Nb3Sn腔”的项目，将扩展先前的研究工作。该研究表明，在铌超导射频腔内壁涂覆锡层，可使它们在足够高的温度下运行，从而无需昂贵的低温制冷设施，转而使用标准的商业冷却装置。Jefferson实验室团队将与RadiaBeam Technology和Oak Ridge美国国家实验室合作，将这些发现应用于专门设计用于中子散裂过程的腔体。他们还在探索一种称为“辐条腔”的新型腔体。

稳定电源：第二个项目名为“用于高功率粒子加速器的高效连续波射频源”，着眼于这些超导射频腔的射频电源。他们将开发磁控管。磁控管在雷达系统和微波炉等许多常见应用中广泛使用，但由于启动条件不稳定和频谱噪声影响运行稳定性，在加速器应用中较少见。该团队将与Stellant Systems、General Atomics Energy Group和ORNL合作，开发一种高功率磁控管，其提出的设计旨在解决这些典型问题。