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日本原子能发祥地茨城县东海探索中子世界


http://www.sina.com.cn 2006年05月23日 12:38 新华网

  新华网东京5月23日电 (记者 钱铮) 日本原子能研究开发机构坐落在日本茨城县那珂郡东海村,这里诞生了日本第一座核反应堆,被称为日本原子能的发祥地。近日,记者前往这一机构的东海研发中心,领略了神奇的中子世界。

  在东海研发中心面向太平洋的一侧,有几栋已经建成或正在施工的建筑物,乍一看并无特别之处,但顺着台阶走到地下10余米的地方,发觉这里别有洞天。如同地铁隧道般的通
道一眼望不到头,一条直径足有1米的黄色金属管沿着通道伸展,密密匝匝的线圈和仪表连接着金属管的外壁。这里是大强度质子加速器设备J-PARC的第一部分——线性加速器。

  J-PARC由日本原子能研究开发机构和日本高能加速器研究机构联合建设。中心主任永宫正治介绍说,J-PARC计划一期的主体设备将于2008年度开始运行,研究重点是对中子的各种利用。

  永宫正治说,中子是比X射线性能更优越的“显微镜”。用中子束照射需要观察的物质,它就会反射、弯曲或穿透物质,分析中子束发生的变形可探明物质的细微构造。当解析类似蛋白质这样结构复杂的分子时,X射线只能观察到由碳和氮等大原子组成的“骨架”,但借助中子就能将包括氢原子在内的小原子的整个架构一览无余。同时,中子在观察物质能量状态方面也比X射线更加精确。中子的这些特性使它被产业界广泛应用,用于开发新的药物、高温超导材料、纳米材料以及

燃料电池等。

  中子应用的另一个舞台是提高铀资源的利用率和处理放射性废弃物。永宫正治说,目前处理核废料的方法主要是将其深埋地下,让高放射性废料中的放射能逐步降低。但核废料中包含长寿命核种,它们衰变到对环境无害需要几万年。在如此漫长的过程中,一旦发生地质变动或有其他意外发生,就可能出现泄漏事故。而用质子核反应生成的中子轰击次临界核燃料,就可将长寿命核种转变为短寿命核种,核废料的放射能水平可降到原先的0.5%。

  据永宫正治介绍,J-PARC计划二期可能包含一个加速器驱动次临界反应堆,它不仅能降低核废料对环境的污染,而且能充分利用核燃料。此外,J-PARC的配套设备还包括生命科学实验设施、原子核基本粒子实验设施等。

  目前J-PARC的一期工程建设已完成近70%,其建成后将是生命科学领域利用中子进行研究的世界三大计划之一,在原子核基本粒子研究领域,将是世界K介子计划的中心。

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