我國首座數字微堆開發成功：可用於全面數字化模擬核反應堆

據科學網7月29日報道，記者當日從中核集團中國原子能科學研究院獲悉，該院在數字反應堆領域取得最新進展，成功開發出數字微堆系統。這標誌着我國已經全面掌握了數字微堆技術，也標誌着中核集團在數字反應堆技術開發領域取得了重要突破。

數字微堆

設計開發一個新的核反應堆通常是一個漫長、耗費巨大的過程。不僅如此，原子能院堆工部主任楊紅義接受《中國科學報》採訪時表示，為了滿足反應堆技術對安全性、可靠性、經濟性、可持續性的要求，對反應堆工程的研究、設計、建造、運行、延壽、退役等方面均提出了新的挑戰。

“比如，需要開展大量的材料和燃料研究、熱工流體和物理試驗，進行協同設計和優化；希望降低初期建造投資並減少建造週期，降低燃料成本，減少核廢料的產生，保證各種環境條件下的安全運行；需要開展大量的反應堆安全評價工作，優化退役流程，減少放射性廢物和對環境的影響。”楊紅義列舉道。

如何解決這些問題？楊紅義認為，數字反應堆將成為未來核能系統的先進研究平台。

所謂數字反應堆，就是基於高精度模擬技術、大數據應用技術和高速數據傳輸技術，應用先進的反應堆物理、熱工水力、安全、燃料、結構力學、三維設計等計算機軟件，對反應堆進行全方位、全週期的數字化模擬，使之具有可視及可操作性等，以完成反應堆現實的或超越現實的研究。

一般而言，數字反應堆有三大優勢：降低反應堆工程建設成本、提高反應堆安全性、協助促進核廢物最小化。

基於在反應堆工程基礎技術和設計開發方面的雄厚經驗，以及在反應堆研究、設計和安全分析軟件方面的領先技術，原子能院近年來一直致力於開發先進的數字反應堆技術，目前首先在數字微堆（數字微型中子源反應堆）方面獲得突破。

數字微堆採用三維建模、蒙卡方法、計算流體力學、屏蔽計算、燃料性能分析、系統瞬態分析、虛擬現實等先進設計技術，構建了一個虛擬數字反應堆集成開發環境，在該環境下可進行微堆“沉浸式”全廠漫遊和設備展示，以及對安裝、首次臨界、運行、應用、退役和安全等全方位的模擬仿真，可為設計人員、建造人員、運行人員、維修人員、參觀者等各類人員帶來“所見及所得”的真實體驗。

楊紅義表示，數字微堆更加直觀地展現出微堆結構簡單、易於操作和固有安全性好等優點，可大大提高公眾對微堆的認知度和接受度**。**採用數字微堆技術後，新設計和建造一個微堆將顯著縮短建設週期，節省建設投資，並可為用户提供數字化運行和維修的培訓和教學系統，這將為微堆走出國門插上數字化的翅膀，為和平利用原子能做出更大的貢獻。

據瞭解，後續原子能院將加快開發各種類型數字反應堆，為中核集團正在推進的數字核工業技術增添新的內容，也將助力研究堆更快、更好地走出去。