動態(tài)

我國開展光頻原子鐘研究

9月16日，據相關報道，中國航天科工集團二院203所已開始從事光頻原子鐘研究。

光頻原子鐘是近年來快速發(fā)展的研究方向。相對于傳統(tǒng)微波原子鐘，它利用原子（離子）在光學波段的躍遷輻射，穩(wěn)定度、不確定度明顯提升，可以預期，光頻基準鐘和守時鐘的發(fā)展將對下一代導航定位、時間保持等應用方向產生深遠影響，將整體提升國家時頻體系的守時能力，增強引力波探測等前沿科學的研究水平。

據了解，根據應用方式的不同，原子鐘可分為基準鐘和守時鐘。由于對頻率的極高要求，通常情況下基準鐘更為復雜，并經常需要科研人員調試維護，否則難以長時間連續(xù)運行。守時鐘是實現(xiàn)時間連續(xù)不間斷產生和保持的原子鐘，它要求在工作周期內時間和頻率的產生不中斷、不跳變，需要具有很好的短期穩(wěn)定度、長期穩(wěn)定度和連續(xù)運行能力。

守時鐘和基準鐘協(xié)調運行，形成了當前基準鐘駕馭守時鐘的時間頻率體系。全世界的時間標準是統(tǒng)一的，稱為協(xié)調世界時，是通過對原子時進行閏秒操作得到的。目前國際原子時的產生與保持通過鐘組實現(xiàn)，包括10多臺基準原子鐘和680多臺守時原子鐘。

我國實現(xiàn)高放廢液處理能力零的突破

據國家原子能機構公布消息，9月11日，國內首座高水平放射性廢液玻璃固化設施在四川廣元正式投運。這是我國核工業(yè)產業(yè)鏈后端的標志性工程，其投入運行標志著我國已經實現(xiàn)高放廢液處理能力零的突破，成為世界上少數幾個具備高放廢液玻璃固化技術的國家，對我國核工業(yè)安全綠色發(fā)展具有里程碑意義。

據悉，放射性廢物處理是核能安全利用的最后一環(huán)，其中難度最大、技術含量最高的是高放廢液處理。放射性廢液玻璃固化，是在1100攝氏度或更高溫度下，將放射性廢液和玻璃原料進行混合熔解，冷卻后形成玻璃體。玻璃由于體浸出率低、強度高，能夠有效包容放射性物質并形成穩(wěn)定形態(tài)，是目前國際上最先進的廢液處理方式之一。其核心技術與難點在于，需要包容率高、穩(wěn)定性好的玻璃固化配方，形成的玻璃體能包容放射性物質千年以上;需要耐1150攝氏度以上高溫且年腐蝕速率小于15毫米的熔爐，保障玻璃熔制條件;需要自動化、遠距離操作系統(tǒng)設備，需要強大的工業(yè)與制造業(yè)基礎做支撐。此前世界上僅美、法、德等國家掌握了相關技術。

該項目2004年由國家原子能機構批準立項，采用國際合作模式，由中國、德國聯(lián)合設計，多家單位參與協(xié)同攻關。通過項目的開展，研究人員摸清了關鍵設備工作機理，固化了工藝系統(tǒng)參數，在玻璃固化關鍵特種材料、關鍵設備等方面積累了豐富經驗。設施投運后，預計每年可安全處理數百立方米高放廢液，處理產生的玻璃體將被深埋于地下數百米深的處置庫，達到放射性物質與生物圈隔離的目標，實現(xiàn)徹底安全，為核能利用提供堅實保障。

世界首座四代核電高溫氣冷堆成功臨界

9月12日9時35分，國家科技重大專項——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程1號反應堆首次達到臨界狀態(tài)，機組正式開啟帶核功率運行。這一我國具有完全自主知識產權、世界首座具有第四代先進核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，繼完成雙堆冷試、雙堆熱試、首次裝料之后成功臨界，向著2021年內并網發(fā)電再近一步。

臨界是反應堆帶核功率運行的起點，相當于發(fā)動機點火。示范工程此次是通過球形燃料元件數量和控制棒“雙調節(jié)”的操作方式達到臨界狀態(tài)的，從首次裝料到臨界共歷時23天。

該示范工程是我國落實核電“走出去”戰(zhàn)略的優(yōu)選堆型之一。高溫氣冷堆安全性好、發(fā)電效率高、環(huán)境適應性強、用途廣泛，在核能發(fā)電、熱電冷聯(lián)產及高溫工藝熱等領域商業(yè)化應用前景廣闊，是我國優(yōu)化能源結構、保障能源供給安全、實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑。

示范工程設備國產化率達到93.4%。作為世界首座球床模塊式高溫氣冷堆，示范工程僅首次使用的設備就有2000多套，創(chuàng)新型設備600余套，其中包括全球首臺高溫氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發(fā)生器，首臺大功率、高溫熱態(tài)電磁軸承結構主氦風機，世界最大、重量最重的反應堆壓力容器等，對推動我國在第四代先進核能技術領域搶占全球領先優(yōu)勢具有重要意義。

聚苯胺水污染處理應用取得系列成果

我國科研人員針對聚苯胺的制備及應用領域開展了系統(tǒng)研究，深入探索了聚苯胺在去除廢水中六價鉻方面的應用，近日取得了系列進展。該系列研究從聚苯胺納微結構的制備出發(fā)，合成了不同形貌的聚苯胺，同時將聚苯胺用于污水處理領域，發(fā)現(xiàn)聚苯胺對水中六價鉻離子具有良好的去除能力。進一步將聚苯胺負載在宏觀尺寸的改性纖維球上，在有效去除六價鉻離子的同時避免了聚苯胺的二次污染問題，為實現(xiàn)其工業(yè)化應用奠定了基礎。

聚苯胺是具有廣闊應用前景的一種導電高分子聚合物，不僅有獨特的質子摻雜能力、氧化還原能力、可調節(jié)的導電能力、強化學和環(huán)境穩(wěn)定性，且原料低廉易得、合成工藝簡單。因此，對聚苯胺的制備和性能研究成為導電聚合物領域的研究熱點。

研究團隊探索了聚苯胺微/納米結構的制備方法，分別在酸性和堿性條件下合成了形貌不同的聚苯胺;結合其獨特的氧化還原特性和可逆的摻雜特性，探討不同形貌的聚苯胺微/納米結構在污水處理領域的應用。

研究表明，一維聚苯胺納米線/管是一種高效、可再生的去除六價鉻離子材料。與其他吸附劑相比，聚苯胺空心球表現(xiàn)出了更高的吸附能力，具有高吸附能力的聚苯胺空心球將在有機染料的廢水治理中發(fā)揮重要作用。研究人員通過軟模板法合成聚苯胺納/微空心球，工藝簡單、產量高，為制備聚苯胺微/納米結構提供了新的途徑，且在污水處理領域有較強的實用價值。研究人員采用化學氧化聚合法制備了宏觀尺寸的纖維球負載聚苯胺復合材料，有效地解決了納米尺度聚苯胺造成的二次污染問題。

亞馬孫流域正失去大量棲息地

英國《自然》雜志近期發(fā)表的一項生態(tài)學研究表明，由于森林砍伐和野火，亞馬孫地區(qū)高達85%的生物被列為受威脅生物，在過去20年里可能失去了大量棲息地。據估計，每10000平方公里森林被燒毀，就有額外的27～37個植物物種和2～3種脊椎動物在亞馬孫的分布受到影響（影響范圍超過10%）。隨著野火越來越靠近亞馬孫盆地的核心地區(qū)，那里的生物多樣性水平更高，預計火災對生物多樣性的影響還會上升。

亞馬孫盆地對調節(jié)地球氣候至關重要，且這一地區(qū)生物多樣性令人驚嘆，是全球10%已知物種的家園。但可惜的是，森林退化正威脅到這一龐大生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力。此前一項研究預計，至2050年亞馬孫將喪失約21%～40%的森林覆蓋，這對亞馬孫地區(qū)的生物多樣性影響深遠。

為更好理解這些影響，美國佛羅里達州立大學研究團隊調查了過去20年里，11514種植物和3079種動物的地理分布范圍受到野火影響的程度。從2001年開始，103079平方公里到189755平方公里的亞馬孫雨林遭受野火，研究團隊估計這影響了該地區(qū)受威脅物種名錄上77.3%～85.2%的物種。他們指出，野火增加的時間段，與放寬了旨在減緩森林砍伐與森林燃燒的政策有關。在巴西，21世紀00年代中期曾實施減少森林砍伐的政策，在2019年這一政策被放松，這一年火災影響區(qū)域增加了（比預計多20%～28%），估計影響了12257～13245種植物及脊椎動物的分布范圍。這些發(fā)現(xiàn)表明政策和森林火災間的關聯(lián)，以及這些因素如何影響生物多樣性。