堆心菊素

p 　　塑料是工业文明的产物，塑料的合成大大提高了我们的生活质量。我们人类正在生产着大量的塑料，其中大部分最终成为垃圾。塑料废弃物通过阻塞水路和污染土壤，释放有害物质，甚至对动物造成威胁，这些动物会把塑料碎片误认为食物。中国科学院昆明植物研究所的科学家们最近发现并鉴定出一种真菌，其可以通过使用酶快速分解塑料，从而帮助解决我们环境中的塑料污染问题。 /p p 　　在人类工业化合成塑料之前，塑料聚合物在自然界并不存在，因此塑料不容易被细菌、真菌和其它生物所降解。塑料的生物降解是全球环境污染研究的热点和难点。全球科学家在上个世纪九十年代就开始研究塑料的生物降解，先后发现了几十种具有降解塑料的真菌，但是由于其降解效率低、降解不彻底而作罢。这次昆明植物所许建初研究团队首次发现了能够高效降解聚氨酯(PU)塑料的新菌种，是近几年来科学家在塑料生物降解领域的重大突破。 /p p 　　中科院昆明植物研究所许建初研究团队从垃圾堆中发现吃塑料的真菌——一种了不起眼的土壤小型真菌。该真菌首先是来自巴基斯坦的Sehroon Khan博士从伊斯兰堡一处垃圾处理场土壤中分离出来的。研究团队在实验室发现它可以在塑料表面生长，并通过生长过程中产生的酶和塑料发生生物反应，破坏塑料分子间或聚合物间的化学键。研究团队中来自斯里兰卡的Samantha Karunarathna博士把该真菌鉴定命名为塔宾曲霉菌(Aspergillus tubingensis)。 /p p 　　研究团队发现在自然环境中的难以降解的塑料，在塔宾曲霉菌作用下两周就可以明显看到生物降解过程，两个月后其培养基上的塑料聚合物基本消失。 /p p 　　 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/e35c7ffc-efe8-475e-95d1-bfab01f76830.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 561px height: 261px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 261" border=" 0" width=" 561" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 塔宾曲霉菌对聚氨基甲酸酯的降解过程 /span /strong /p p 　　曲霉真菌和人类合成的塑料聚合物相生相克的关系也为土壤污染处理和生态修复提供了新的线索。该研究为处理塑料垃圾开辟了新途径，例如在垃圾填埋场喷洒生物降解的真菌剂可以大大加速垃圾中塑料聚合物的降解速度和效率。据科学家估计，全世界为人类认识并科学描述的真菌不到其总数的10%，这意味着仍有大量潜在有用的真菌可被发现。可惜的是自然界中包括热带雨林中许多物种在没有被科学描述之前就消失了。我们可能会越来越依赖在人造环境里寻找那些物种，更多的科学家可能会尴尬地发现是在人类自己产生的垃圾场进行研究，而不是在热带雨林之中。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/3cacf9c4-a9bd-4787-8058-c5564da84faa.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 541px height: 404px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 404" border=" 0" width=" 541" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 多 /strong strong 个塔宾曲霉菌孢子 /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b34a72ab-68c2-4597-b513-c5144616fc0a.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 535px height: 405px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 405" border=" 0" width=" 535" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 塔宾曲霉菌孢子. Sehroon Khan /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/efbea33a-7002-417f-94f3-785ac730640d.jpg" title=" 4.jpg" style=" width: 537px height: 404px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 404" border=" 0" width=" 537" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 塑料的电子显微镜照片，显示了由于真菌生长而引发的裂纹. Sehroon Khan /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/a8730318-39a4-4a3c-b7ec-a4a956de2099.jpg" title=" 5.jpg" style=" width: 538px height: 405px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 405" border=" 0" width=" 538" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 废塑料通常最终会被堆放在垃圾填埋场里. Alan Levine_flickr /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/5a9df19d-9348-4ed2-b8b6-39dde0ce1d47.jpg" title=" 6.jpg" style=" width: 537px height: 356px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 356" border=" 0" width=" 537" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 废塑料通常最终会被堆放在垃圾填埋场里. Justin Ritchie_flickr /span /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/a112dd4e-1da2-436f-b648-368992666902.jpg" title=" 7.jpg" style=" width: 538px height: 376px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 376" border=" 0" width=" 538" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 洋流可将塑料带到远离其起源地的海岸线. Bo Eide_flickr /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/bae8cc2d-1931-4173-bec7-47a2985036e6.jpg" title=" 8.jpg" style=" width: 538px height: 405px " vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 405" border=" 0" width=" 538" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 一块塑料，显示了其被黑色真菌生长而吞噬出的孔洞. Sehroon Khan /strong /span /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 值班长下达插燃料棒、提调节棒指令，堆芯功率慢慢上涨，大约几分钟过后，操作员再次调节，功率表指针稳定，堆芯达到临界状态。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 近日，国际首次环形燃料元件零功率物理实验在中核集团中国原子能科学研究院（以下简称“原子能院”）核临界安全中心顺利完成，标志着我国压水堆环形燃料研究进入工程化实验验证阶段。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 可同时提升核电经济性和安全性 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 燃料元件被称为反应堆的“心脏”。长期以来，科研人员试图通过材料的革新来延长“心脏”的寿命。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 与关注材料研究的方向不同，环形燃料主要是通过改变结构形式提升燃料元件的整体性能，从而同时提升核电的经济性和安全性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “环形燃料是一种结构上完全革新的先进燃料元件。”原子能院堆工部主任杨红义告诉《中国科学报》记者，环形燃料是将燃料芯块制成环状，在芯块内、外表面加装包壳管，使得冷却剂可以从内、外两个流道同时对元件进行冷却，增加了传热面积、提高了换热效率。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 与现有压水堆相比，采用环形燃料组件代替传统燃料组件，若保持堆芯输出功率不变，燃料芯块和包壳的峰值温度更低，将显著提升堆芯的安全性；若维持现有的安全裕度不变，堆芯输出功率可以提升20%-50%，从而大幅提高了核电的经济性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于环形燃料经济性和安全性的明显优势，美、韩等国相继开展了环形燃料的研发工作。只是，它们都因为种种原因而未能按计划推进。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 十年磨一剑 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 我国环形燃料的研发始于2008年。作为总体技术单位，原子能院制定了我国压水堆环形燃料组件研发的技术路线图，并负责环形堆芯设计、组件设计及堆内外性能试验验证；中核北方核燃料元件有限公司（以下简称“中核北方”）负责环形燃料组件制造、组装和检测工艺研究，上海交通大学、哈尔滨工业大学等国内著名高校参与了环形燃料组件的研发工作。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 目前，原子能院已经基本建立了压水堆环形燃料堆芯和组件的设计能力，初步完成了先导组件考验堆芯以及先导组件的设计；联合中核北方掌握了环形燃料组件制造、组装和检测工艺，已研制出多套关键结构试验部件，环形燃料全尺寸试验组件完成交付；已成功实现环形燃料小组件在49-2堆的辐照考验，累积已考验6个辐照周期。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “环形燃料从未在堆内应用，并且其堆芯物理计算分析方法与棒状燃料存在显著差别，原有堆芯物理计算程序需要验证。”原子能院堆工部副主任季松涛说，“国内和国际都没有环形燃料堆芯物理实验数据。只做了程序与程序之间的对比验证，其有效性和可靠性不能得到充分验证。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 环形燃料零功率物理实验数据还将为计算程序检验提供最直接证明。季松涛告诉记者，环形燃料零功率实验采用96根环形燃料元件与136根棒状燃料元件构建混合装载堆芯，将陆续开展临界参数测量、功率分布测量、等温温度效应、控制棒微积分价值测量以及含钆棒反应性效应测量等一系列临界实验研究。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 只是第一步 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 10年自主研发，环形燃料组件的整体研发工作已进入先导组件入堆前的关键技术攻关阶段。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “目前研发工作进展顺利，未出现不可逾越的难题。但环形燃料在结构上完全革新，需不断解决研发中出现的关键技术问题，夯实基础。”季松涛说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 后续，研发团队将开展环形燃料先导组件入堆设计，环形燃料、棒状燃料混合装载堆芯物理分析，百万千瓦级环形燃料堆芯设计，环形燃料模块化小堆堆芯设计，低温供热、海洋核动力等特殊用途环形燃料堆芯设计，环形燃料其他工程应用的模拟实验研究等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在中国工程院院士徐銤看来，作为一种结构上完全革新的先进燃料元件，环形燃料已成为压水堆先进燃料组件的重要发展趋势之一，但“最终还是要看应用得怎么样”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 对此，杨红义表示，当前研发的环形燃料组件所有结构部件均为自主设计和制造，全部技术完全自主可控，制造及后处理工艺与现有燃料循环体系完全相容，因此，该燃料组件具有较高的工业技术成熟度，易于快速实现产业化。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 他表示，未来的工作将瞄准基于环形燃料组件的先进压水堆发展方向，开展新一代压水堆环形燃料堆芯的方案设计，以期早日建成世界领先水平的先进环形燃料压水堆。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " “靠燃料自主研发和技术提升来牵引堆型的发展，这种核电发展的转变也是一种创新。”徐銤说。 /p

p 　　近日，由中国国际核聚变能源计划执行中心牵头，中科院核能安全技术研究所· FDS凤麟核能团队负责编制的抗中子辐照钢标准《聚变堆用抗辐照低活化马氏体结构钢板》（HJB 1016-2018）正式发布。该标准是我国发布的首批聚变堆结构材料标准，自2018年9月9日起施行。 /p p 　　抗中子辐照钢具有抗辐照脆化和肿胀、低活化、耐高温等优点，是聚变堆、聚变裂变混合堆和裂变铅基堆等先进核能系统的首选结构材料，欧盟、美国、日本、俄罗斯等核能强国都将其纳入核心发展战略。另一方面，材料标准的建立是一种材料发展成熟的标志，直接决定着材料能否进行工程应用，因此各国均开展了抗中子辐照钢的标准化工作。 /p p 　　在国家重大项目的支持下，核安全所· FDS凤麟团队自2001年起主持研发具有自主知识产权的中国抗中子辐照钢CLAM，其主要性能已达到国际同类材料先进水平，可满足世界上最大的能源科技合作计划“国际热核实验堆ITER”的基本要求。在此基础上，团队于2017年初率先向中国国际核聚变能源计划执行中心提出抗中子辐照钢的标准化申请并获批立项，启动了我国抗中子辐照钢标准的编制工作，围绕材料的成分、组织、性能等关键问题，提出了在冶炼制备和性能测试中的技术规范和参数要求。 /p p 　　该标准的正式发布与实施标志着我国在抗中子辐照钢的工程化应用方面已走在世界前列，为该材料的工业化生产和应用奠定了基础，对推动我国先进核能系统的发展具有重大意义。 /p