日前，由中国能建广东院牵头开展的中国能建重点研发项目——热核聚变发电岛概念设计研究项目顺利通过专家结题评审。该研究项目是在中国自主设计研发的热核聚变实验堆基础上，在工程应用领域展开的一次重要探索与尝试，具有开创性意义。 热核聚变是一种核反应的形式，即氢原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时放出巨大能量的过程。如能使热核反应约束在一定区域内，根据人们的意图有控制地产生和进行，即可实现受控热核反应。太阳产生能量的过程，其实就是热核聚变的过程，因此，国际热核聚变实验堆项目又被形象地称为“人造太阳”。该实验堆项目一旦成功，人类将有望获得最清洁且取之不尽的能源。 目前，中国以开发聚变能源为目标，采用超导托卡马克技术路线。按照计划，中国将于2035年建成中国聚变工程实验堆——CFETR ( China Fusion Engineering Test Reactor)，调试运行并开展物理实验，到2050年开始建设商业聚变示范电站。因此，现阶段对热核聚变发电开展前期技术探索，具有十分重要的前瞻性意义。 2021年底，中国能建热核聚变发电岛概念设计研究项目正式立项。该研究项目由广东院牵头，东北院、华东院和中国科学院等离子物理研究所共同参与，主要探索热核聚变输出与发电机组输入之间的匹配问题，以及热核聚变不同设计参数下常规岛发电技术方案的可行性。 课题组通过深入开展一系列关键技术研究，结合中国自主化聚变堆CFETR能量输出特性和设计特点，提出通过储能缓冲系统稳定核聚变能量输出的解决方案，为稳定发电、供热创造条件。同时，针对储能形式、储能介质、运行模式、系统设计和设备选型等内容进行研究探讨和经济性评估，提出了一套经济可行的热核聚变发电、供热常规岛技术解决方案，为未来核聚变工程应用奠定基础。 查看详细>>

新冠肺炎疫情之后，希腊制定国家经济复苏计划，旨在推动能源改革、数字化和现代化，作为计划的一部分，希腊试图实现可持续的给排水管理，确保居民获得清洁的饮用水。根据欧盟相关法案，到2022年年底，所有欧盟成员国都需要建立相关系统，以确保自来水的卫生和清洁，同时还需要清除自来水中的微塑料、有毒化学物质和危险微生物，并评估供水基础设施的渗漏率。希腊每年因供水渗漏问题损失约26%的水资源，导致该国的家庭饮用水消耗量远超欧盟其他国家。 马其顿西部城市科扎尼的供水和污水处理公司DEYAK是供水系统改革的引领者。DEYAK对科扎尼水务系统的改进始于1985年，经过几十年的努力，扩建了供水网络，最终为市内和周边地区的63个居民点提供了供水服务。通过与ReonHydor和Tech-Go-Round合作，DEYAK正在采用新型技术解决方案来优化供水管理，减少浪费，并确保向科扎尼的6万人口提供可靠的饮用水。Tech-Go-Round公司所有人Dimitris Papailiopoulos表示：“科扎尼为希腊其他公用事业公司创建供水系统树立了典范。规模较小的水务局相对更容易引进这种创新技术，但像雅典水务局这样的大型水务局，如果要引入新技术，需要做很多准备工作，甚至可能要花上几年时间才能完成安装。” 鉴于供水系统中出现了大面积管网漏损问题，DEYAK认识到必须改进由人工对科扎尼供水系统进行监测的旧方法。“所有的工作都是手动完成的，因此管网漏损的问题很严重。水质定期由人工进行检测，但这项工作其实可以进一步改善。”Papailiopoulos表示。在过去的12年中，该供水系统已经进行了一些技术升级，包括实行DMA分区管理以减少无收益水(NRW)和进行压力管理。同时，DEYAK、ReonHydor和Tech-Go-Round试图创建综合数字孪生模型，实现科扎尼供水系统的数字化和自动化。他们着手开发动态的三维水力模型，以简化水质监测流程并优化系统性能。 不过在实施数字化监测方法之前，他们需要进行整体的测绘评估工作，之后生成整个供水系统的三维网络模型。等测绘工作完成后，下一步需要利用数字传感器实施水网监测、数据采集(SCADA)，以测量水压、流量和水质。不过，各个供应商和水务公司使用的不同监测设备和软件是否能相互连接且兼容是一项挑战。为了在互连数据环境中生成精确的数字孪生模型，以便全面深入了解供水系统，DEYAK需要数据可互用的开放式水力建模和分析软件。Konstantinos Gkonelas是ReonHydor的合伙人，也是水力学和供水专家，与Tech-Go-Round有合作，他表示：“设备的接口和信号需要连接数字孪生模型，以便能够在适当的时间从所有数据中获得所需的数据分析。” 供水管理具有动态特性，因此非常适合采用数字孪生技术。Gkonelas表示：“涉及到水相关的问题，就不存在所谓的固态或静态环境。供水模型应该是动态且灵敏的，甚至能够实时反映系统变化，从而尽可能优化供水管网的功能，这是数字孪生可以助力实现的。”项目团队利用Bentley的OpenFlows应用程序开发了数字孪生模型，将来自不同软件和传感器的数据整合到互连数字化环境中。通过Bentley的解决方案，DEYAK可在统一的平台上查看SCADA系统收集的数据，更直观地进行评估，并针对潜在的问题及相应的解决方案做出更准确的决策。 Gkonelas表示：“数字孪生技术帮助我们获得洞察，以改善整个供水管网的性能和运营。”利用Bentley的开放式水力数字孪生技术，可在单一模型内对科扎尼的供水管网进行实时、综合的动态模拟，从而执行风险评估并进一步做出更合理的决策。数字孪生解决方案在符合即将出台的欧盟法规的前提下，能够实现整体管网评估，进而评估供水基础设施的渗漏率，并向用户报告水质和系统性能数据。 通过OpenFlows创建的科扎尼供水系统的数字孪生模型，不仅优化了系统的运营，还节约了环境资源。通过数字化监测设备及自动化工作流程，在避免系统供水流失的同时，还将压力管理的时间减少了40%。他们能够更加及时地识别供水渗漏，随后迅速开展高质量的抢修。Gkonelas表示：“利用增强应用程序的算法，例如渗漏检测分配，将DMA分区中未报告的新渗漏的空间检测时间缩短了50%。”渗漏管理的改进减少了实际的水资源浪费，流经管网的水量也因此减少了20%。 为减少无收益水量，科扎尼针对以下四个方面进行了改进：压力管理、维修速度和质量、主动渗漏控制以及资产管理。DEYAK正利用水力数字孪生模型助力希腊经济的增长、环境倡议的落实和社会的可持续发展。科扎尼居民已经从中受益。水资源流失的减少不仅意味着水电费的下降，还能保证获得可靠清洁的水资源。而几十年后，清洁的水资源可能会成为一种更加稀缺的资源。Gkonelas表示：“希腊乃至全球的水务公司都将把科扎尼的前沿技术改进视为典范”。 查看详细>>

近日，中核集团旗下中国同辐所属原子高科股份有限公司与中国科学院福建物质结构研究所在放射性核素吸附材料研究方面取得重要进展!原子高科团队与中国科学院福建物质结构研究所冯美玲研究团队合作，在国际顶级期刊《Nature Communications》(《自然通讯》)上发表了最新研究论文《“无机离子印迹吸附剂”捕获放射性铯》，题目为“Ion-imprinting”strategy towards metal sulfide scavenger enables the highly selective capture of radiocesium。这一创新成果将为备受全球关注的“核污水”—含Cs-137核素废水处理和处置提供高性能无机材料，贡献中国智慧。 (注：Cs-137核素半衰期30.17年，发射高能γ射线，是核工业生产过程中重要的裂变产物，也是放射性废水中含量较多的放射性污染物，具有持续的生物毒性，其扩散污染可能导致严重的生态灾难，引发癌症和遗传疾病，危害人类生命健康。) 这项研究提出了“无机离子印迹吸附剂”的合成策略，通过精确的结构设计，制备出一种对放射性Cs-137离子具有识别和分离能力的金属硫化物(FJSM-CGTS)。新材料对Cs-137离子吸附具备容量高(246.65mg/g)、速度快(5分钟内达到平衡)、特异性强(高盐、酸性去除率达到99%)、减容率高等优势。该“离子印迹吸附剂”选择性去除Cs-137的能力超过了大多数已报道的无机固体吸附材料。 目前，全球核废水处理材料主要是有机树脂，然而产生的废树脂处理成本高昂且技术要求复杂，导致大量废树脂处于临时储存状态，对环境构成了重大负担，而传统无机吸附材料也因吸附容量低等因素导致应用受限。新技术有望在核废水处理领域大显身手，不仅有助于实现废物最小化，降低处理成本，有效减轻对环境压力，进而构建生态环保防线。此外，新技术还可广泛应用于环境修复、核应急响应(迅速控制核素泄漏)以及促进核资源的循环利用等多个领域，从而推动绿色发展的理念，增强核废物处理领域的创新力和生产力，为核能的可持续发展做出巨大贡献。 未来，中核集团将进一步利用新技术开展放射源生产废水的再利用研究，持续开展放射性废物最小化的应用实践，促进核技术应用产业绿色发展、安全发展。 查看详细>>

卡塔尔壳牌研究与技术中心(QSRTC)通过其探索性研究项目HyPEC在绿色氢生产方面取得了重要里程碑。HyPEC项目，代表混合光电化学生产，专注于从废水中生产绿色氢。绿色氢被定义为使用太阳能或风能等可再生能源生产的氢。 该项目是QSRTC、卡塔尔德州理工学院(Texas A&M University)作为当地学术合作伙伴和印度国家化学实验室作为外部学术合作项目来开展。该项目得到了卡塔尔国家研究基金的资助。 在大学实验室完成了初步测试和概念验证之后，在卡塔尔科技园(QSTP)建立了一个原型化学反应堆。在完成必要的安全审查后，试点项目成功地从废水和阳光中生产出绿色氢。 QSRTC的Lina Rueda博士评论说：“尽管由于疫情和这一新研究领域固有的技术挑战而面临重大中断，但HyPEC团队的奉献精神和坚持不懈使持续进步成为可能。该项目取得了突破性进展，我们期待着进一步开发该项目。” HyPEC项目目前处于试点阶段，正在积极生产绿色氢。这一成就标志着该技术的显著发展，并支持卡塔尔2030年国家愿景。 卡塔尔德州理工学院(Texas A&M)研究生院副院长兼教授Konstantinos Kakosimos博士表示：“HyPEC项目是另一个成功的产学合作案例。它强调了合作、创新和环境责任的力量。随着卡塔尔继续迈向更绿色的未来，我们很自豪能够支持QSRTC开发可再生能源解决方案，并在卡塔尔建立其技能和产能。” 查看详细>>