核科技信息
4
2008
中国原子能科学研究院主办
核科技信息
2008年第4期(总第94期)
2008-12-31
·综述·
目次
CdTe、CdZnTe晶体和核辐射探测器近几年来的进展…………………………………………………
(1)开始运行的J-PARC：Ⅰ.强流质子加速器设施的现状………………………………………………
(9)开始运行的J-PARC（续Ⅰ）：Ⅱ．世界最高性能的实验设施群………………………………………(12)加强核知识管理…………………………………………………………………………………………(15) ·核电站与核反应堆· 亚洲的发展与引入核能发电的潮流——亚洲原子能合作论坛（FNCA）部长级会议
联合公报的意义………………………………………………………………………………………(18) 中国的AP1000先进反应堆……………………………………………………………………………(22)长寿命PWR堆芯…………………………………………………………………………………………(24) ·核燃料循环· IAEA的核燃料循环讨论…………………………………………………………………………………(26)确立完整核燃料循环的课题……………………………………………………………………………(30)核燃料循环的经济效果…………………………………………………………………………………(34)铀足够再用100年……………………………………………………………………………………(38) ·核技术应用· 辐照加速器、辐照加工技术及应用……………………………………………………………………(39)应用加速器技术发展动态………………………………………………………………………………(43) ·简讯· 联合国秘书长敦促核国家裁军…………………………………………………………………………(48)俄罗斯在白海成功进行ICBM发射试验………………………………………………………………(48)俄海军准备为核动力巡洋舰换装新核燃料……………………………………………………………(48)俄罗斯到2012年要拆除所有退役核潜艇……………………………………………………………(49)俄罗斯海军称将建造8艘新核潜艇……………………………………………………………………(49)俄罗斯加强核反导系统…………………………………………………………………………………(49)俄罗斯仍准备租借给印度核潜艇………………………………………………………………………(49) 美国能源部增加对桑迪亚核武器生产的关注………………………………………………………(50)
美国空军希望更好地监督其核武器……………………………………………………………………(50)美国国防部长呼吁对美国核武库进行现代化改造……………………………………………………(50)美国空军成立新核力量司令部…………………………………………………………………………(51)美国继续进行核武器拆卸工作…………………………………………………………………………(51)英国“三叉戟”导弹核弹头费用可能激增……………………………………………………………(51)英国政府准备研制核动力飞机…………………………………………………………………………(52)巴基斯坦官员说，巴基斯坦有能力部署海基核武器…………………………………………………(52)新一代用于核潜艇制氧系统的电解蓄电池组成功测试合格…………………………………………(52)乌克兰能加入俄罗斯的“燃料银行”项目……………………………………………………………(53)铀现货价格每磅上升2美元……………………………………………………………………………(53)印度显示核电发展雄心…………………………………………………………………………………(53)日本原子能部门反对印度核贸易………………………………………………………………………(54)海湾国家将举行核技术应用讨论会……………………………………………………………………(54)伊朗提议与海湾国家联合建造核电站…………………………………………………………………(54)俄罗斯将帮助委内瑞拉发展核能………………………………………………………………………(55)波兰可能在2023年前兴建第一座核电站……………………………………………………………(55)约旦与韩国签署核协议………………………………………………………………………………(55)韩越原子能合作委员会举行第五次会议……………………………………………………………(56)俄罗斯美国准备就续延核军控条约举行谈判………………………………………………………(56)印度研发可在核电站执行任务的机器“蛇”…………………………………………………………(56)英国塞拉菲尔德有了新的管理者………………………………………………………………………(57)美国核管会将对Salem核电站进行调查………………………………………………………………(57)美国与沙特阿拉伯计划开展技术合作…………………………………………………………………(57)GNEP国家召开基础能力发展工作组会议………………………………………………………………(58)美国能源部提交建立第二座乏燃料与高放废物处置库报告…………………………………………(58)中国和巴基斯坦和平利用核能合作协定………………………………………………………………(59) ·科技管理· 中国原子能科学研究院2008年“五·四”青年学术报告会获奖名单……………………………(60) ·专利简讯· 专利简讯13项……………………………………………………………………………………(62) ·总目次· 《核科技信息》2008年总目次………………………………………………………………………(65) 本期责任编辑王丽英 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· CdTe、CdZnTe晶体和核辐射探测器近几年来的进展 丁洪林 （中国原子能科学研究院核技术应用研究所，北京102413） 摘要：简要介绍了CdTe、CdZnTe晶体的生长和核辐射探测器近些年来的进展。
由于CdTe、CdZnTe晶体固有的物理性能，如迁移率和少子寿命的乘积不足够大，晶体内存在深能级杂质和其它微缺陷（富Te夹杂、管道、龟裂等），所以要使CdTe、CdZnTe探测器在不同的应用领域得到应用和推广，在充分利用它们的优点（原子序数高、禁带宽度大）的同时，必须在探测器的制备中通过不同的技术措施和方法来克服它们固 有的缺点。
例如：对掺氯的CdTe，为了测量中高能γ射线，采取了堆积式结构，将多个厚为≤0.75㎜的 CdTe探测器并联或串联堆积或采用脉冲工作电压来消除极化效应。
对CdZnTe，为实现中高能γ射线获得较好的能量分辨，只有采用不同电极结构的阴极和阳极，如CPG、CFG、FC、半球形等电极结构，或采用电子学修正技术，如脉冲上升时间甄别器（RTD）或电荷脉冲补偿处理技术。
关键词：CdTe；CdZnTe化合物半导体探测器；脉冲上升时间甄别器（RTD） 1前言 半导体探测器有Si、Ge元素半导体探测器和GaAs、CdTe、CdZnTe化合物半导体探测器，Si、Ge半导体探测器由于单晶材料纯度高、完整性好、少数载流子寿命长（ms量级）和迁移 率大，µτ乘积大，对硅µeτe＝1380cm2/s·V×10-3s＝1.35cm2/V，µhτh＝480cm2/s·V×10-3s＝0.48cm2/V；对锗µeτe＝3900cm2/s·V×10-3s＝3.9cm2/V，µhτh＝1900cm2/s·V×10-3s＝1.9cm2/
V，所以自上世纪60年代得到了迅速发展，使核辐射探测器系统发生了显著的变化，在轻粒子谱仪，
X、γ射线能谱学方面取得了重要成就。
Si探测器、Si（Li）锂漂移实现了系列化，以及HpGe探测器迅速发展成为核物理、粒子物理学科使用的主要探测器。
到上世纪80年代，硅平面工艺用到探测器的制备工艺中，使Si探测器增加了新的系列，即PIP-SiPIN探测器、Si-APD探测器和它们的阵列、Si漂移室探测器和Si-CCD。
随着科学技术的发展，国防对HgCdTe红外探测器的需要，要求用于HgCdTe单晶的外延衬 底CdTe、CdZnTe单晶具有较高的电阻率，较好的完整性和较大的单片面积，从而促进了CdTe、CdZnTe单晶生长技术的不断完善、发展和提高，从而改变了在上世纪70年代用Ⅲ～Ⅴ族GaAs化合物半导体材料最先成功地制备出有较好能量分辨率的γ射线探测器，也是在室温下成功地呈现有较好能量分辨率的第一种化合物半导体探测器。
在上世纪80年代末，对CdTe核辐射探测器的工艺进行了改进，对较高能量γ射线得到了较好能量分辨率。
到本世纪初，研制出了各种电极结构的CdZnTe探测器和相应的电子学修正技术。
使CdTe、CdZnTe核辐射探测器在室温工作条件下对55Fe5.9keV、125I27.5keV、241Am59.5keV、57Co122keV、137Cs662keV以及60Co1.17MeV和1.33MeV的γ射线，不仅有较高的能量分辨，同时还具有较高的探测效率，填补了闪烁体探测器和HpGe探测器在
X、γ射线的探测应用领域中的不足，从而得到一种在室温下工作，既有高的探测效率又有较好能谱特性和清晰成像能力的探测器，即CdTe、CdZnTe探测器。
不过任何一种辐射探测器都不是万能的，它决不
1 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 能完全替代另外的探测器，它们各自都具有不同的优缺点，如闪烁体＋PMT或与Si-PD组合对中高能γ射线具有较高的探测效率，但能量分辨差，对低能γ射线线性较差；Si探测器原子序数Z小，只能限于低能
X、γ射线的探测应用，否则效率太低；Ge探测器禁带宽度Eg窄，它必须在低温（77K）下工作；而CdTe、CdZnTe探测器虽然可在室温下工作，有较高的探测效率和较好的能量分辨，但由于它们材料性能参数的限 制，即µτ积小，对CdTeµeτe=3.3×10-3cm2/V，µhτh=2×10-4cm2/V；对CdZnTeµeτe=（3～5）×10-3cm2/V，µhτh=5×10-5cm2/V。
对CdZnTe探测 器来说，结果造成电荷收集不完全，对能量高于60keV的γ射线就存在有空穴的陷获效应，使低能侧抬高能谱峰展宽，对能量高于300keV的γ射线就非常明显，从而影响到能量分辨的提高。
对CdTe探测器来说，采用In/CdTe/Pt的PIN结构后，虽然反向电流减小了，能量分辨率提高了，但存在极化效应。
所以要真正实现它们的优点，还必须在探测器的制造中采用合适的工艺技术或是合适的电子学修正技术，而且对CdTe和CdZnTe所采用的工艺还不同，这主要是由于CdTe、CdZnTe单晶材料的生长工艺和它们本身的物理参数不同造成的。
下面简要介绍CdTe、CdZnTe晶体生长和晶体的物理参数之间的差别，以及如何克服它们的缺点来突出优点。
2CdTe CdTe、CdZnTe生长单晶的方法都是采用布里奇曼熔融混合后再改变温度，使其由熔融态变到固态而结晶，但具体工艺不同：
(1)CdTe是掺卤素的移动加热THM(Trave-lingHeaterMethod）的布里奇曼方法。
利用这种移动加热器法熔区掺氯得到的是 电阻率为3×109Ωcm的P型CdTe，电子的µτ积为10-3cm2/V，空穴的µτ积为10-4cm2/V。
日本Acrorad公司利用THM方法生长CdTe单晶。
(2)氯在THM法生长晶体中的分布随晶体
2 棒长度变化。
(3)掺氯CdTe晶体的特性（晶片）。
表1CdTe探测器晶片和电极厚度参数 方位厚度/mm大小尺寸/㎜2切割片掺氯浓度/ppm电阻率/Ω㎝制备电极厚度/nm 参数（111），型号：P型 0.5～1070×70与厚度有关 两面抛光2～5＞109 100～500（1000埃～5000埃） µe＝1100cm2/s·
V,τe＝sµeτe＝3.3×10-3cm2/V µh＝100cm2/s·
V,τh＝2×10-6s µhτh＝2×10-4cm2/V
(4)日本阿开洛公司生产的直径为3英寸的CdTe晶体和CdTe探测器的现状: ①生长晶体的均匀性好；②生长晶体的重复性好（产品稳定）；③单晶在晶锭中的比例（产额）大于85％；④生产CdTe探测器年产量700000片，尺寸为25mm×25mmCdTe探测器是用于X射线成像的正规产品。
(5)制备CdTe探测器电极的工艺。
制备CdTe探测器电极的工艺有两种：一是欧姆接触型，二是肖特基势垒，即N-i-P型。
In-CdTe-Pt(In是施主)，它是三族元素，在ⅡⅥ化合物半导体中它是起施主作用。
这两种电极结构的特点： ①欧姆接触型：正反向电流较对称，工作电压较低，漏电流较大，但无极化效应；②肖特基势垒P-i-N型：反向电流小，可加较高的工作电压，但存在极化效应。
产生极化效应的原因是由于掺Cl的高阻P型CdTe，晶体中存在深能级受主，当探测器厚度＞0.5mm时，由于深能级受主陷获空穴，而产生极化电场（与工作电场方向相反）削弱工作电场，从而导致电荷收集效率下降，这个现象称极化效应。
出现极化效应的时 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 间与CdTe样品的厚度有关，与工作电压有关。
CdTe探测器性能和241Am、57Co、137Cs放射 源的能谱特性的比较：①欧姆接触型：偏压低（70～100V/mm）, 中等的能量分辨,稳定的时间（无极化效应）；②肖特基势垒P-i-N型:高的偏压(700V/mm),优良的能量分辨率,有极化效应,通过减薄探测器厚 度和加较高的工作电压，可以延缓产生极化效应的时间；③使用脉冲工作电压可消除极化效应。
对241Am、57Co、137Cs能谱响应P-i-N肖特基势垒比欧姆接触的要好的多。
(6)带保护环的CdTe探测器的能谱特性。
(7)厚度为1mm的CdTe探测器与电子学修 图1带保护环结构的CdTe探测器 图2厚为1mm的CdTe探测器与RTD结合后对2241Am和57Co的能谱 图3CdTe堆积迭加结构 正技术RTD相结合消除对空穴的陷获效应对能谱测量的影响。
(8)CdTe堆积迭加结构，如图3所示。
对57Co、137Cs的能谱响应，如图4(a)、(b)、(c)所示。
40层×0.75mmCdTe探测器对高能γ射线的能谱响应和对252Cf中子的测量（慢化后 所测到的），如图5所示。
(10×10)～(5×5)×0.75的CdTe探测器 40个堆积，工作在0℃，高密度聚乙烯＋NaCl作为慢化剂，测量252Cf中子，测到Cl俘获中子后发射的6.1MeV、5.6MeV、5.1MeV的3个γ射线峰，以及Cd和H俘获中子后发射的559keV (a)对241Am、57Co的能谱响应 (b)对133Ba、137Cs的能谱响应 (c)对137Cs的能谱响应（（b）137Cs的放大谱） 图4厚度为0.75mm的3个CdTe探测器堆积
3 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· (a)利用聚乙烯和NaCl慢化剂对252Cf的中子响应 (b)对60Co的能谱响应 图540个厚度为0.75mm的CdTe探测器堆积迭加 和2.2MeV的γ射线峰,和对60Co1.17MeV和1.33MeV的γ射线峰。
堆积迭加型CdTe探测器比NaI（Tl）对133Ba、137Cs、60Co测量的能谱性能要好的多。
(9)用于
X、γ射线成像的CdTe像素阵列探测器。
8×8阵列，样品面积有两种，一种为18mm×18mm，厚为0.5mm，像素面积为2mm×2mm；另一种为11.2mm×11.2mm，厚为0.75mm，像素面积为1.35mm×1.35mm。
64个像素构成8×8阵列，阴极面保护环宽1mm，样品衬底厚为250μm的Al2O3陶瓷片。
3CdZnTe晶体的生长和CdZnTe探测器
(1)生长CdZnTe晶体的两类方法一类是以美国EV公司为代表的高压布里奇曼生长法；另一类是以YinnelTechInc为代表的修正的布里奇曼方法，气压仅为2～3个大气压，用CdZnTe单晶作为籽晶的布里奇曼方法MB。
这两种方法的差别：HPB晶体不完全是单晶，制备探测器的单晶体是从多晶体晶锭中挑选出来的，相对来说单晶的产额低些，而MB方法是从籽晶（单晶）开始生长，晶锭单晶的产额高。
(2)CdZnTe单晶片的物理特性
4 迁移率：μe＝1380cm2/s·
V，μh＝120cm2/s·
V。
少子寿命：τe＝(1－7)×10-6s，τh＝(0.05－0.2)×10-6s。
µτ积：µeτe＝(1.38－9.1)10-3cm2/V,µhτh＝(0.6－2.4)10-5cm2/V。
漂移长度：Le＝µτE＝1.38～9.1cm,Lh＝µτE＝0.06～0.24mm,（E＝103V/cm）。
晶体的电导类型，由于Zn的掺入，使CdZnTe的晶格缩减，形成[TeCd]+复合体，使Te反位，[TeCd]+施主浓度相对减少，而[VCd]-隔空位受主缺陷浓度增加，所以不掺In、Al等施主杂质。
In、Al为Ⅲ族元素，它对元素半导体Si、Ge是受主杂质，但在Ⅱ、Ⅵ化合物半导体中是施主杂质。
在Ⅲ、Ⅴ族半导体中是中性杂质时，CdZnTe单晶也是P型，电阻率仅为108Ωcm，[TeCd]+是Te反位占据了Cd的位置起施主杂质的作用。
而[VCd]-即Cd空位是受主，Te反位[TeCd]+和Cd空位[VCd]-在CdZnTe中的浓度与Zn含量有关，所以在CdZnTe单晶中导电类型与Zn的含量有关，而电阻率与补偿Cd的掺杂剂In、Al的含量有关。
表1列出了CdZnTe导电类型和电阻率与Zn含量和掺杂In、Al量的关系。
In或Al在II、III族化合物半导体中替代Cd起施 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 主作用，是补偿Cd空位，形成[VCd-In+]中性复 合体， 使 VCd 受主浓度减小，提高了 CdZnTe 晶 体电阻率，ρ达1010～1011Ωcm，并根据Zn在 Cd1-xZnxTe中的比例显示出不同的导电类型（
P 型或N型）。
(3)CdZnTe探测器电荷的收集和脉冲信号 的形成 以两个平行平面电极构成的CdZnTe探测 器为例，分析电荷的收集和脉冲信号的形成。
并 由此推论出不同的电极结构可消除空穴对信号 脉冲的贡献，而实现单电荷载流子探测器或采用 相应的电子学修正技术来消除空穴对信号脉冲 的贡献。
以致电离辐射为基础的所有探测器，核 辐射与探测器介质相互作用，产生电子、空穴， 产生的电荷正比于核辐射在探测器介质中所损 耗的能量。
若损耗能量为
E0，则产生的电荷数为 N0＝E0/ω，在半导体中ω＝2.76Eg＋0.87eV（Eg 为半导体的禁带宽度）。
由核辐射与介质相互作 用产生的电子、空穴在工作电压（电场）的作用 下向各自的的电极进行漂移运动，在电极上产生 一瞬时电流
I(t），然后进入电子学系统。
在核 技术应用中，感兴趣的是测量核辐射在探测器介 质中损耗的能量，该能量正比于电荷而不是电 流。
电荷是电流的积分，探测器输出到电荷灵敏 前置放大器输出一电压脉冲，这电压脉冲进入主 放(成型放大器）输出一在实际条件下可进行精 确测量的电压脉冲，经过滤波消除一些噪声后达 到最大的信号噪声比。
电压脉冲的形状和幅度正 比于核辐射在探测器介质中沉积的能量和载流 子电荷的渡越漂移过程，最后在多道分析器上得 到一个在每一道内所测量到的脉冲幅度和能谱。
要注意的是，探测器电极的几何形状确定了电极 之间电荷的重新分布。
著名的拉莫定理格式化了 工作电场
E（平衡区域）和权重电场Eω之间的 差异。
工作电场E担负着载流子电荷的运动速 度和轨迹，而权重电场决定了载流子漂移运动 在电极上的感生电荷Q0。
由核辐射产生的载 流子电荷Q0＝q(n＋p）所以形成的瞬时电流 I(t)＝q（nμe＋pμp）EEω，对电极为两个平行平面电极，则Eω＝
1。
平面电极结构CdZnTe探测器，
X、γ射线从CdZnTe探测器阴极面入射，电子、空穴对信号脉冲的贡献可用赫克特公式进行计算： CCE=
Q = Le (1− exp
L − x0 ) + Lh (1− x0 expLh ) 。
Q0L Le
L 电子和空穴收集效率与探测器厚度
L，电子漂移长度Le，空穴漂移长度Lh（空穴寿命τh）、离入射面（阴极）的距离xo等的关系： Lh为µhτhE，E取103V/cm，μh为120cm2/s·
V，τh为（0.05～0.3）×10-6s，按τh≈（0.1～0.2）×10-6s计算，Lh取0.1mm、0.2mm，Le＝µeτeE,E＝103V/cm,µe＝1350cm2/s·
V。
取τe＝2×10-6s,则Le＝28mm；取τe＝3×10-6s,则Le＝40mm，Lh＝µhτhE，E＝103V/cm，µh＝120cm2/s·V；取τh＝0.1×10-6s，则Lh＝0.1mm；取τh＝0.2×10-6s，则Lh＝0.2mm。
①在探测器厚度为0.5mm时，对空穴的收集效率最高；②探测器厚度增加而空穴收集效率降低，当探测器厚度等于或超过3mm时，对空穴的收集效率与探测器厚度无关；③空穴的收集效率随着空穴寿命的增加而增加（即随空穴的漂移长度增加，收集效率增加）；④当探测器厚度大于1mm后，对能量高的γ射线，空穴的上升时间较长，而拉宽了脉冲幅度的宽度，降低了脉冲幅度的高度。
平面电极结构Eω为
1，μe、μh分别是电子和空穴的迁移率，q是电子电荷，n、p分别是电子和空穴的浓度。
探测器耗尽区内的电荷在dt时间内向电极方向移动dx，则在探测器阳极（与前放输入极相连的电极）上产生dQi的感生电荷量，它被电荷灵敏前置放大器的反馈电容所收集，这些电荷就是每一个载流子在整个渡越时间进行漂移的瞬时电流的积分。
脉冲上升时间取决于漂移最慢的载流子，而且与XO即
X、γ射线光子入射深度有关。
载流子的漂移渡越时间大于
5 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 表2利用赫克特公式计算得出在CdZnTe、CdTe探测器中离阴极面不同距离电子、空穴对信号脉冲的贡献 1−(e−x0/Lh) Q=Q×Lh1−e−x0h0LLh L＝0.5mmL＝1mm L＝2mm L＝3mm L＝5mm Lh/L=0.2Lh/L=0.1Lh/L=0.05Lh/L=0.033Lh/L=0.02 1−(e−x0/Lh) Q=Q×Lh1−e−x0h0LLh L＝0.5mmL＝1mm L＝2mm L＝3mmL＝5mm Lh/L＝0.4 Lh/L＝0.2Lh/L＝0.1Lh/L=0.066Lh/L＝0.04 1−e(L−x0)/Le L＝
2 L＝
3 Le
L L＝
5 L＝2L＝3L＝5 149.335.6 0.1mm-0.0703-0.0180 98.4%100%100% 1−e(L−x0)/Le L＝
2 L＝
3 Le
L L＝
5 L＝2L＝3L＝5 2013.3
8 负号表示Qe为电子电荷
C 0.1mm-0.486 99.2%99.75%100% 0.1mm0.63212.6%6.32%3.16%2.1%1.26% 0.1mm0.39315.72% Lh＝0.1mm）xo 0.5mm 2.5mm 0.99319.86%9.93%4.96%3.27% ≈13.3% 1.98% 2% （Lh＝0.2mm）xo 0.5mm 2.5mm 0.918 ≈
1 36.72% 4.5mm≈1 2%4.5mm≈
1 7.86% 18.36% 3.93%2.59%1.57% 9.18%6.06%3.67% 6.6% 4% 4% （Le＝28mm）xo 0.5mm 2.5mm -0.054-0.054 -0.179-0.0933 75%86.7%97.4% 16.7%52.1% （Le＝40mm）xo 0.5mm-0.0375 2.5mm -0.01258 74.6%85.78%95.2% 16.73%51.6% 4.5mm -0.01795 10.1%4.5mm-0.0645-0.01258 10.64% 脉冲成形时间，则电荷收集不完全并产生弹道亏损（弹道亏损：前放的输出脉冲上升时间一般相当于探测器本身的电荷收集时间，如果前置放大
6 器脉冲的整个幅度经成形过程后要保持下来，成形时间常数就必须比前置放大器输出脉冲上升时间长。
由于成形时间常数不能选得任意大，所 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 以成形脉冲的幅度有时稍小于时间常数很大时可达到的幅度。
无限大时间常数可达到的幅度被成形过程减小的程度称为弹道亏损）。
当电荷收集时间有变化，则每个脉冲损失份额也在变化，这会导致脉冲幅度分辨率变差。
在CdZnTe探测器中，由于Lh为µhτhE(E为103V/cm)＝0.12mm，Le为µeτeE(E为103V/cm)＝27mm，所以在CdZnTe探测器收集到的总电荷Qi与
X、γ射线在探测器相互作用产生的电子、空穴的位置有关。
n=N0exp−τte=N0expµl−τxE0 e ee t=l−x0 eµeE p=Pexp−th=Nexp−x0， τ0h 0µhτhE t=x0，hµhE 式中L是探测器厚度，τe、τh、μe、μh分别是电子和空穴的寿命和迁移率，x0是
X、γ射线光子在CdZnTe探测器中相互作用产生电 表3CdZnTe探测器中离阴极不同距离电子、空穴对信号脉冲的贡献
X、γ射线在探测器内衰减吸收产生的电子空穴的位置离阴极的距离/mm X0＝0.1X0＝0.5X0＝0.9X0＝2.5X0＝4.5 1mmQe＝0.91Q0Qh＝0.0632Q0Qe＝0.50Q0Qh＝0.184Q0Qe＝0.10Q0Qh＝0.199Q0 CdZnTe探测器厚度 2mmQe＝0.972Q0Qh＝=0.031Q0Qe＝0.764Q0Qh＝0.036Q0Qe＝0.5576Q0Qh＝0.033Q0 3mm Qe＝0.843Q0Qh＝0.0317Q0Qe＝0.7184Q0Qh＝0.0329Q0Qe＝0.1674Q0Qh＝0.033Q0 5mm Qe＝0.952Q0Qh＝0.019Q0Qe＝0.8632Q0Qh＝0.0199Q0Qe＝0.5159Q0Qh＝0.02Q0 Qe＝0.1Q0Qh＝0.02Q0 子、空穴处离阴极的距离，NO和PO是由
X、γ射线光子产生的电子和空穴的初始值。
从上面计算结果可归纳出如下几点：①对能量低于20keV的
X、γ射线被CdZnTe探测器（或CdTe）完全吸收衰减的厚度为0.1mm左右，从阴极面入射，正好是空穴漂移长度（Lh＝µhτhE）到达阴极而被完全收集。
另外，在靠近阴极0.1mm范围，对信号脉冲起主要贡献的是电子。
由计算可得到探测器厚度为1mm时，电子对脉冲的贡献占91％，而空穴对脉冲信号的贡献仅占6.3％，而且是能被完全收集，不存在空穴的陷获造成拖尾效应，所以可通过冷却来降低噪声提高能量分辨。
另外，CdTe、CdZnTe 探测器对能量低于20keV的
X、γ射线虽然不存在由于Lh造成的空穴陷获的拖尾效应，但由于晶体内存在缺陷，对电子、空穴的陷获造成上升时间拉长，所以用电子学修正技术如RTD仍能帮助提高能量分辨。
②对能量较高的γ射线，例如137Cs662keV，当平面电极结构CdZnTe探测器的厚度超过3mm后，其137Cs能谱测量的能量分辨很差，662keV的光电峰很小。
当平面电极结构探测器的厚度超过5mm(含5mm)时，137Cs的光电峰是与康普顿相连的一个平坦的包。
从计算中可以看到，137Cs662keV被吸收衰减的位置大部分在离阴极4.5mm以后的区域，这
7 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 时电子对信号脉冲的贡献仅有10％，而空穴因Lh≤0.1mm，不能到达阴极，使信号脉冲幅度下降而宽度拉宽，所以在能谱中找不到662keV的峰。
当平面电极结构CdZnTe探测器的厚度为2mm时，例如(18×18×2)mm3对137Cs的能谱响应，可得到137Cs的光电峰。
137Cs662keV的光电峰，根据计算对厚为2mm的探测器，电子对信号脉冲的贡献可达到60％左右，而空穴Lh≤0.1mm，在Lh≥0.1mm后不能被收集，使信号脉冲幅度下降，脉冲宽度拉宽，出现空穴陷获的拖尾。
③由②推导出，对CdZnTe探测器要实现对较高能量γ射线有较高的探测效率，又要有较好的能量分辨，则必须改变探测器阴极的电极结构，如CPG、CFC、FC、CDG等或是采用电子学 修正技术如RTD（上升时间甄别器）。
平面电极结构的CdZnTe探测器对Cs137的能谱测量要得到较好的能量分辨，必须使用RTD电子学修正技术，如18mm×18mm×2mmCdZnTe探测器，使用RTD后137Cs662keV的能量分辨FWHM达到了1.4％(9.3keV）。
对厚度为5mm的平面CdZnTe探测器阴极改为半球形或CDG后，与平面CdZnTe探测器对137Cs的能谱的比较，如图4所示。
④要提高CdZnTe探测器的能量分辨，只依靠降低工作温度是不够的，因为降低工作温度并不能真正改善空穴的漂移长度Lh，所以只有将CdZnTe探测器通过改变阴极结构或利用电子学修正技术，由电子和空穴对信号脉冲的贡献改为只有电子对信号脉冲有贡献的单载流子探测器， 图4厚度为5mm的CdZnTe平面电极结构和将平面电极结构改为半球形或CDG后对137Cs的能谱响应 若这时再加上降低工作温度来降低噪声，可以较好地提高能量分辨。
X、γ射线从CdZnTe探测器阴极面入射，电子、空穴对信号脉冲的贡献（即对电子、空穴的收集效率）随产生电子、空穴的位置离阴极面的距离的变化可由赫克特（Hecht）方程计算出来： CCE=
Q， Q0 Q＝Qe＋Qh Q=Le[1−exp(L−x)]，Q=Lh[1−exp(−x)]， eL LeeLLh Le＝μeτeE，E＝103V/cm,μe＝1350cm2/s·
V，取τe＝2×10-6s,则Le＝28mm；取τe＝3×10-6s,则Le＝40mm，Lh＝µhτhE，E＝10V/cm，μh＝120cm2/s·V；取τh＝0.1×10-6s，则Lh＝0.1mm；取τh=0.2×10-6s，则Lh＝0.2mm。
CdZnTe探测器厚度L为1mm、2mm、3mm、5mm4种情况下，计算的
X、γ射线在离阴极面不同位置（如0.1mm，0.5mm，0.9mm，2.5mm，4.5mm）电子、空穴对信号脉冲的贡献，示于表
3。
（未完，待续）
8 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 开始运行的J-PARC Ⅰ.强流质子加速器设施的现状 永宫正治等 （日本原子能研究开发机构、高能加速器研究机构） 1前言 日本原子能研究开发机构（JAEA）与日本高能加速器研究机构（KEK）合作在茨城县东海村JAEA的原子能科学研究所场区内建设能获得高能量质子束流的强流质子加速器（J-PARC：JapanProtoneleratorResearchComplex）。
J-PARC是把强流质子加速到高能的加速器设施，其目的是要产生各种次级粒子（质子与原子核反应产生的中子、μ子、称之为K介子的短寿命粒子、π介子再衰变产生的中微子等），并把它们作为束流利用，进行从基础科学到产业应用广泛领域的研究。
如图1（译文略）所示，J-PARC用高能质子轰击原子核，原子核发生散裂反应，作为该反应的产物是产生强流次级粒子束。
为了获得适合生成各种次级粒子能量的质子，质子加速器由直线加速器、3GeV的快循环同步加速器与50GeV同步加速器3段组成。
设施建设从2001年开始，现在已经完成了除中微子以外的厂房建设，加速器束流试验也由3GeV快循环同步加速器成功地加速到3GeV。
预定2008年进行50GeV同步加速器的束流试验，2009年春完成当初预定的第1期计划。
尤其是，2008年春进行向实验设施之一的物质·生命科学实验设施入射质子束与产生中子的试验，预定2008年下半年开始供中子实验装置的利用者使用。
现在可以说J-PARC快要正式投入运行了。
在此，对该新实验设施能产生什么样的研究成果，现在以连载的方式进行介绍。
2J-PARC的目的 J-PARC把中子、μ子、中微子、K介子等量子束流应用到多种研究领域。
作为实验研究设施，有原子核基本粒子实验设施（强子实验设施）、中微子实验设施、物质·生命科学实验设施（μ子与中子实验设施）、核转换实验设施等(图
2，译文略)。
其中，核转换实验设施是第2期计划，目前是进行研讨阶段。
由核电站产生的高放废物，为把其中含有的长寿命放射性核素进行转换处理的技术还未开发。
计划用该实验设施进行该技术的基础性开发研究。
其它设施近期建成。
这样，由J-PARC得到的量子束流，可以进行从基础物理到物质科学与原子能上述对象广泛范围的研究。
各研究的详细情况以连载形式进行介绍。
以下对由近期完成的设施进行的研究作一非常概要的介绍。
2.1利用脉冲中子与脉冲μ子的研究 物质·生命科学实验设施是利用脉冲中子与脉冲μ子的实验设施，是与Spring-8同样利用形式的用户设施。
尤其是，物质·生命科学实验设施的中子源，利用由1MW目标功率（能量×电流）的质子束得到的中子开展研究。
1.4MW的美国SNS计划，先于J-PARC，于2007年秋开始一部分供这方面使用。
但在加速器中子源的重要特征的脉冲中子特性方面，J-PARC优于SNS。
相对SNS的60Hz（每秒钟60个脉冲），J-PARC是25Hz（每秒25个脉冲），重复数少，所以每个脉冲的中子流强比SNS高1.7倍。
9 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 具有低能的中子，由于它的波动性质，发生与X射线同样的衍射现象。
利用这种性质可以研究物质的结构。
现在，由于辐射光的出现，利用Spring-8等对物质与材料的结构及功能的解明有极大发展。
辐射光对本质上观察电子，中子不仅对观察电子，而且对观察原子核，适合于轨道电子少的轻元素，特别是适合于氢原子或水分子的观测。
因此，在决定氢燃料电池等的轻元素功能材料与蛋白质的主要组成要素的氢·水和物的配置中，中子能发挥它的威力。
而且，即使是比X射线能量低6位数的低能热中子束，由于是电中性，也不妨碍电子能围绕在原子核近旁。
因此，通过非弹性散射，能够有效地使高分子与蛋白质等的功能处于激发状态。
J-PARC是世界上这种高灵敏度非弹性散射测量装置的先驱。
再者，中子也可以说是微观磁铁，能对物质磁性的研究做出极大贡献。
在该领域，日本走在了最前面，在中子物理学方面也是如此，能期待今后的发展。
另一方面，μ子与中子不同，它具有电荷，也具有磁铁的性质（自弦）。
利用它，能测量物质的内部磁场。
再者，带正电荷的μ子具有质子那样的性质，能用于研究物质内空间氢的行为。
把μ子作为物质内探针的研究，称为μSR，是与核磁共振（NMR）类似的方法，使研究更短的亚微秒的现象成为可能。
而且，带负电荷的μ子与质子一结合，成为轨道半径小的氢一样的原子，研究它的相对论效应的基础物理研究也在计划。
2.2强子与中微子研究 50GeV同步加速器上设置有强子实验设施与中微子实验设施。
在强子实验设施上用质子束照射镍靶，主要产生K介子，把它们引入次级束流管道进行各种实验。
所谓强子，是质子与中子等3个夸克的集合体（重子）与夸克反夸克的集合体（介子）的总称。
尤其是K介子，具有奇异的量子数，这是地球上没有自然存在的特殊性质。
因此，K介子一入射到原子核，据说其密度变得几乎与中子星匹敌。
研究在这样的夸克集合体中发生的K介子的质量变化，能期待获得解开 10 质量生成的谜团的钥匙。
再者，由于精确研究该“奇异”的强子的K介子向特定粒子变化的极其稀少的过程，也能期待基本粒子理论的新发展。
另一方面，中微子实验设施，把中微子向距离295km的岐阜县神岡町中微子检测器（超级神岡）发射，在神岡测定该中微子。
尤其是，研究3种中微子内哪种中微子发生变化，首先进行决定中微子状态间混合率的重要实验。
第1种与第3种中微子间的混合率小，期待J-PARC首先能观测。
再者，根据该结果，能期待超过现在的基本粒子标准理论的基本粒子理论的新发展。
3集加速器技术之精华的J-PARC 为了进行大量出色产生这产多彩的次级粒子的实验，根据各种次级粒子种类与实验的特性，覆盖从数GeV到数十GeV能量范围的大功率质子加速器是必要的。
因此，在J-PARC上建造了3GeV同步加速器与50GeV同步加速器（在第1期40GeV），把前者作为后者的入射器使用。
再者，作为3GeV同步加速器的入射器是建造的400MeV（开初181MeV）直线加速器（第2期为加速器驱动核废物处理，有加速到600MeV的计划）。
3GeV同步加速器被用作脉冲中子源加速器。
SNS不用环（ring）加速，而采用1GeV的储存环（umulatorRing:AR）方式。
但J-PARC采用快速循环同步加速器（RapidCyclingSynchrotron:RCS）方式。
由于J-PARCRCS加速到3GeV，所以具有能获得该束流功率1/3的束流电流的优点。
再者，为了从400MeV加速到3GeV，与SNS用1GeV的直线加速器相比，J-PARC的入射器直线加速器用400MeV（开初181MeV）的直线加速器就可以解决。
在入射电流小于1/3时，由于入射能量低，所以有由于入射时束流损失引起的活化小的优点。
一般情况，用环的束流损失的一大半是设计集中在准直管(Commimator），但J-PARC的场合，束流损失的允许值（由于发热，辐射屏蔽困难）是4kW，这相当于3％的束流损失。
而SNS的AR方式只允 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 许有0.4％的束流损失。
一般情况，考虑到向环入射时束流损失不可避免，这是RCS的最大优点。
这样，在原理上RCS优点多，从以前的例子看，与RCS方式的英国卢瑟福研究所ISIS的160kW相比，AR方式的美国洛斯阿拉莫斯研究所的LANCE是100kW。
可是，在SNS中采用AR方式的理由是，由于预想MW级的RCS有以下很多技术困难。
(1)必须要有高加速电场梯度（J-PARC必须要有以前的2.5倍）；
(2)一般的金属真空管由于快速变化的磁场产生涡流被加热，所以必须要使用陶瓷真空管；
(3)对磁铁本身也有必要实施涡流对策；
(4)J-PARC使用8种电磁铁，但必须根据各自的个性（例如：漏磁场的差与随着它的饱和特性的差）精确控制各个磁场使其快速变化；
(5)由于入射能量低，一般情况下空间电荷效应大。
为了缓和它，必须要有大口径的电磁铁；
(6)必须把加速时的束流损失限制到最小。
以上几点中，在RF加速空洞中，要达到以前的2.5倍电场梯度极其困难。
受到全日本多所大学的支援，好不容易才赶上开发。
再者，即使直线加速器，也采用了大电流离子源、前段新形式的4重极直线加速器、加速空洞能适用加速管的高频等开发的许多新技术（图
3，译文略）。
解决了这些课题，直线加速器于2007年1月24日成功加速到181MeV，RCS也比计划提前2个月于2007年10月31日成功加速到3GeV。
在束流实验方面，2008年5月完成了中子源靶的准备，不过是用耐力小的试验用的束阱(beamdump)，全部加速器机器自身以25Hz运行，进行束流1个脉冲运行的试运行。
2008年2月，以1个脉冲运行换算成25Hz运行，已进展到能获得相当于130kW的束流。
在这样顺利的束流试验进展的情况下，直线 加速器以极好的稳定性与再现性进行运行。
在加速途中，现在几乎检测不出束流损失，可以说是世界上首先采用束流光学设计获得成功。
4设施终于开始利用 J-PARC与欧美单一用途的大型实验设施不同，它是各领域研究人员利用的、日本独自的多用途研究设施。
因此，各领域对设施的利用形式也颇不相同。
在中微子研究方面，包括日本在内的400名研究人员从世界汇集组成一个国际团体，一面分析“超级神岡”的数据，一面花费数年时间继续测定向电子中微子的混合率。
在强子实验设施方面，相当于分支的次级束流线数目的多个研究小组同时进行数据收集，每个小组以数个月到1年的时间进行实验。
研究小组有数十人的国际联合小组与国内小组的情况都有。
在物质·生命科学实验设施方面，从2，3天到1周左右，最短几个小时，每一个实验的几个人的研究小组同时使用多条束流线，交替进行利用研究。
这样，利用形式是各种各样，根据这种情况，必须准备最佳的利用系统。
关于强子和中微子研究，已经在进行课题公募与筛选、审查，决定最初的实验课题，其专用测定装置的整备在扎实进行。
另一方面，μ子与中子，在每条束流线设置有广泛利用的实验装置，每种装置每年进行2次左右的课题公募，按课题分配利用时间。
作为对这样的利用者、课题公募、筛选审查委员会一元化受理的窗口，设立了用户办公室。
在此，对其他利用者也进行支援。
在物质·生命科学实验设施方面，在2008年底开始供利用之前，预定进行无偿公开成果的课题的公募。
为了应对有偿非公开型产业利用，在进行课题审查体制与利用费用体系等软件方面的整备。
J-PARC快要接近束流试验的尾声，开始正式利用已进入读秒阶段。
（未完，待续） 译自原子力eye，Vol.54，No.5，P.50～ 53（2008）(徐桂） 11 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 开始运行的J-PARC（续Ⅰ） Ⅱ．世界最高性能的实验设施群 池田裕二郎等 日本原子能研究开发机构、高能加速器研究机构） 1前言 J-PARC的最大魅力是在于作为探测以强流质子束产生的多彩的中子、μ子、K介子、中微子等次级粒子的探针进行广泛范围的最尖端研究。
此次就利用中子和中微子的物质·生命科学、利用K介子的基本粒子·原子核物理、中微子物理等的推进中，为达到科学目标建设的J-PARC的4大实验设施的高性能介绍它们的实力。
2脉冲核散裂中子源设施 中子束作为带来21世纪中凝聚态物质探测器进展的旗手，集约了世界的期待。
为了应对高涨的中子束的需要，世界高性能的1MW功率的J-PARC脉冲中子源设施终于可以在2008年底开始运行。
中子是循环由J-PARC的3GeV质子同步加速器射出的25Hz脉冲状质子束入射到水银所产生的。
水银由于有对中子的吸收量大、无热应力的破坏、以自己的流动能确保冷却性能等优点，所以采用水银。
采取在不锈钢容器顶部入射窗质子束方向上，形成直角的水银流，回到后方的横流方式，实现了由1MW质子束产生的热负荷的去除。
再者，水银与质子和中子反应而被高度活化，采取在外侧设置容器、确实对环境无影响的构造，用远距离操作进行处理。
这些都是世界上首先试验的技术挑战，都实现了。
图1（译文略）所示的是为远距离操作装在移动台车上的水银靶的照片。
12 在中子散射实验方面，把由靶产生的中子的能量从适合实验的eV减速到meV，作为束流引出来。
对于该中子的慢化剂，采用了慢化效率高的低温氢。
根据实验的多样性，配置了3种类型的慢化剂（重视流强的结合型、重视脉冲时间分辩率的非结合型和重视追求尖锐（sharp）分辩率的毒物(poison)型）。
这些慢化剂把低温氢的状态全部采用散乱状态，结合型单独配置大容积的圆筒形容器，实现3～4倍的时间积分中子流强；非结合型在极大提高时间分辩率的同时，脉冲峰值增加50％，吸收剩余低能中子耐辐射性强的银-钢-镉合金的引入采用尖锐脉冲是它的特征。
其结果，与先行的美国SNS（功率1.4MW）相比，功率不到1MW，但时间积分强度高1.4倍，脉冲频率25Hz，比SNS的60Hz低，所以脉冲峰流强约高2倍，JSNS名副其实地能实现世界最高脉冲中子源性能。
在完成最大发挥设施性能方面，是能最有效利用引出的脉冲峰的实验装置。
能利用的束流线总数23条中的12条由把重视流强的结合型慢化剂估算在内的装置所占有，这是一大特征。
再者，重视利用斩波器整齐输出非弹性散射实验装置的配置也是特征。
以世界最高时间分辩率为目标的装置特别是采取配置从实验大厅向外侧引出束流线的配置。
再者，微小范围内的残余应力特殊化测定装置要由产业界申请。
生物单晶分析装置与大流强粉末衍射装置及时做好以茨城县当地产业利用的整备。
为解明高温超导功能发挥作用的非弹性散射测定装置，和以核转换系统与宇宙物理学必要的核数据的取得为目的的装置整 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 备计划的竞争资金获得进展。
图2（译文略）所示的是建设中的和计划建设的具体实验装置的配置图（建设中和计划建设的装置有：超高分辩率粉末衍射装置（KEK）、核反应测量装置（北大）、基础物理实验装置（KEK）、生命物质实验装置（茨城县）、动力学分析装置（原子能研究开发机构）、四维空间中子探测装置（科研费）、高强流泛用全散射装置（KEK、NEDO公募）、材料结构分析装置（茨城县）、新材料分析装置（原子能研究开发机构）、高性能样品水平型中子反射率计(KEK）、纳米结构分析装置（原子能研究开发机构）、低能分光器（原子能研究开发机构）、高分辩率斩波分光器（KEK）、特性试验装置（原子能研究开发机构）等）。
这些装置是引入了最大限度发挥中子源设施性能的先进概念与最先进技术的基本装置，目标是从2008年度后半期起陆续提供使用。
3μ子科学实验设施 日本在历史上与介子科学关系密切，是由汤川秀树博士预言介子存在的有名国家。
汤川秀树博士预言的介子（π介子）与π介子衰变生成的μ子，在今天利用大型加速器能人工制造出来。
日本走在世界前列，1980年在日本东京大学理学部介子科学研究设施（现在KEK(高能加速器研究机构)-MSL）上，诞生了脉冲μ子源。
瞬时流强大，有效利用RF与激光器的极端条件同歩产生的“脉冲”特征，创建很多研究方法，哺育了广泛研究。
可是，从束流强度的观点看，与世 界标准的TRIUMF、PSI等的DCμ子源，英国ISIS、理研RAL的脉冲μ子源相比，逊色2位数。
为了改变这种状况，再次成为日本μ子科 学研究“核心”的是J-PARCμ子科学实验设施(MUSE)。
本设施建成之后，能产生流强为 KEK-MSL400倍世界最高强流脉冲μ子，将使下 代科学研究飞跃发展。
MUSE位于中子科学设施的上流，在第1期， 在朝着中子源的质子束流线上穿刺状地设置20mm厚的石墨靶、附带的scraper群。
该靶上， 在下流方向以60°的引出角度安装2根衰变· 表面μ子管道；上流方向以135°的引出角度安 装2根表面μ子管道。
图3（译文略）所示的是 现阶段计划的μ子管道的配置与基本规格。
3.1衰变·表面μ子管道 衰变·表面μ子管道能获得衰变μ子与表面μ子。
衰变正、负μ子束是由从生成靶生成 的π介子在长尺寸的超导封闭螺旋管中飞行，衰 变成μ子而得到。
在计算上，能获得107µ±/s的衰变μ子（2～54MeV）。
另一方面，表面μ子 束是从生成靶中一旦停止正π子衰变飞出的正 μ子（4MeV），得到3×107µ+/s世界最高流强脉冲状表面μ子束。
2008年度该衰变·表面μ 子管道仅设置1根。
表1衰变·表面μ子管道 束流能量/MeV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns束流大小/mm2 流强/s-
1 孔道数/条 表面μ子(µ+)4.1 ～0.2～10～10030×403×107µ+
2 衰变μ子(µ±)5～50 1mm～～cm～15～10070×70 106～7µ±
2 3.2表面μ子管道 表面μ子管道是特化表面μ子的μ子管 道。
由配合束流时间结构的正确脉冲形状的电场喷射器（kicker）装置、束流脉冲限幅器 (shicer)，把106～7µ+/s流强的表面μ子束几 乎同时输送到4条实验孔道。
表2表面μ子管道 束流能量/MeV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns束流大小/mm2 流强/s-
1 孔道数/条 表面μ子（µ+）4．1～0.2～10～10030×40 106～7µ+4 13 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 3.3超低速正μ子管道把由大立体角普通传导和超导弯曲螺旋管 电磁铁群引出的强流表面μ子射入高温热的钨 箔，这时，用脉冲状激光把从钨箔表面在真空中 蒸发的μ子素（mu；µ+e−）共振化，得到高辉 度的超低速µ+子束。
KEK-MSL、理研-RAL的以 前研发结果，和J-PARC的μ子设施都达到了获得104～6µ+/s的强流低速μ子的目标。
有亚纳 秒时间分辩率、直径1mm的微小束流的实现、以以前不可能的高时间分辩率、微小单晶·薄膜试样为对象都成为可能，在磁性薄膜与钠米物性研究等的产业应用方面，是诞生了划时代的工具。
表3超低速μ子管道 束流能量/keV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns 束流大小 流强/s-
1 孔道数/条 超低速μ子（µ+）0～300～200＜1 8.3（现在）～sub3mm×4mm（现在）～1φ 104～6µ+
2 4强子实验设施 导出从50GeV-PS缓慢引出的束流进行超核实验所谓的计数器实验的强子实验设施（以下称Hd大厅），预定2008年度中期开始进行物理实验。
关于实验室内设置的次级束流线的构成等，由研究者团体代表组成的国际委员会对公募的实验提案进行精查，以接受该建议的形式，建设小组在“保证最初应进行的实验课题的实施，而且应留有能够进行多种实验可能性”的方针下，进行其设计与配置。
现在的束流线的构成与建设中的设施一并示于图4（译文略）。
除建设2条中、低能K介子束流线K1.8与K1.1，和1条中性K介子束流线KL外，留有建设试验束流线的余地。
第一期限制在实验室内，只设置1个生成靶（T1）。
将来，要设置第2个靶（T2），从一次 14 束流线上流部把新的束流线引出到实验室，也成为进入视野的实验室设计。
在Hd大厅内，首先设置T1靶，入射的一次质子束的30％与靶物质相互作用，产生K介子等次级粒子。
在T1靶的下流，设置次级束流线的电磁铁，但由于靶释放巨大的能量（power），为了保护电磁铁，在靶与磁铁之间设置用热导率良好的铜制造的准直管。
这些最上流部的数台磁铁与准直管设置在巨大的真空槽中。
这是在磁极之间贯通真空管（pipe）的一般束流线的构造，真空管的去热几乎是不可能的。
为了将维修时的被照射控制在最小限度，在真空槽内也设置了辐射屏蔽体，采取磁铁与准直管一体化出入的构造。
图5（译文略）所示的是T1靶与真空槽的概念图。
建成后的Hd大厅，是位于松林覆盖的海边风景优美的设施，但它的深奥之处是，为控制世界最大功率的一次质子束流、产生未曾有过的强流次级粒子，尽人该知的设计的机器群，这是与强烈的热和辐射作斗争。
5中微子实验设施 用从50GeV-PS快速引出的质子产生的中微子射入位于295km之外的岐阜县神岡的中微子探测器“超级神岡”中，目的在于研究中微子的基本性质，图6（译文略）所示的是中微子实验设施，预计从2009年4月开始束流运行，现在处于建设的最终阶段。
首先，从加速器每隔约3秒引出的3×1014个质子被由28台超导电磁铁构成的一次束流线的弧形部（图7.a）弯曲85°，朝向神岡方向后，在最终会聚部向靶的方向会聚。
在最终部的下流，设置有让质子碰撞，产生成为中微子源的π介子的靶，与为了使该π介子向神岡方向会聚的电磁铁的电磁喇叭形辐射体（horn）3台的靶站（targetstation）。
直径3m、长90cm的碳棒靶，设置在如图7.c（译文略）所示的第一电磁喇叭形辐射体内部，装在如图7.b（译文略）所示的巨大钢制氦容器内。
（下转第21页） 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 加强核知识管理 1国际原子能机构呼吁加强核知识管理 核知识管理正成为核活动的重要组成部分，2008年5月14～16日在奥地利维也纳举行的名为“合作促发展”的核知识管理高官会议的报告就说明了这一点。
近40个国际原子能机构的成员国的代表参加了本次会议。
报告说核知识管理必然是“所有大型核工程的组成部分；所有涉及研究、开发、利用核能与放射性技术的公司或机构管理系统的组成部分；政府核能开发计划和政策的组成部分。
” 会议报告说，舆论普遍认为，几十年来在电力和非电力领域里通过研究和开发积累了大量核知识，未来对它们需求肯定将是增长的。
其价值除了体现在维护改善安全上和设计建造新设施上之外，作为一个积累知识的宝库，还需要它来帮助处理有关退役和废物管理方面的问题，以及加强核技术在医药、农业和工业上的应用，特别是在发展中国家里。
报告提到，在经过了核能的长期停滞甚至是衰退后，因为劳动力老化和知识的失传，一些国家正受到核知识遗失的威胁。
由于在尖端核科学、工程教育和研究计划等方面长期缺乏投入和可用性，熟练的核专家正日益短缺。
而来自其他工业领域的激烈竞争也是人才短缺的原因之
一。
“还有个问题，”报告说，“核电部门对合格专业人员的需求正在呈指数增长，除非形势得到控制，否则核工业将面临严重后果。
” 在寻找支持核知识管理的途径的问题上，会议发现“各成员国渴望分享各种最优做法，包括知识管理在核电工业和非核电应用领域里已经被证明的步骤、方法和有效工具。
”实际上，无论是那些有核电装置国家还是那些只有非核电应用的国家，对核知识管理的需求在本质上都是 相同的。
报告还指出，“在这两个应用领域里，各成员国需持续支持它们开发和实施有效的核知识管理项目。
” 与会代表们直接致函国际原子能机构，“强烈推荐”了一系列活动来提高对此问题的认识。
报告说，国际原子能机构将帮助和支持各成员国建立和维护与核相关的专长和能力，并继续推动在核教育和培训中统一课程。
报告说，国际原子能机构要帮助各国清楚地认识到他们有责任管理好核知识以保证持久的核安全，特别是政府和管理层。
国际原子能机构所能提供的帮助包括：为设施运行人员制定要求和核知识管理的最小标准；建立牢固的区域和区域间核教育网络；并且为每个区域提供一个论坛，使得各国的核机构在实施核知识管理项目时能彼此互动、交流经验和最优方法。
国际原子能机构和成员国还将发展核知识管理系统的自我评估准则、性能指标和基准等。
通过国际原子能机构的“知识协助访问”活动开展的重要工作也将继续下去，并把范围扩展到非电力设施、设计机构和全国的核知识基础设施等地方。
报告还提到，会议建议国际原子能机构指导各国把知识管理方法用于商业案例的实践，使之成为有回报的投资而不只是一项花费。
报告说，将为核知识管理开发一个与（美）核能研究所的“标准核性能模型”相一致的面向过程的方法，并且国际原子能机构将继续支持和帮助培训“核英语”，把它作为一种标准的技术语言。
报告说，国际原子能机构要让核市场上的卖方也明白，它们同样有责任保证别国在发展核电时有充足的知识和资源，以利开展持续有效的核基础建设。
国际原子能机构将促使它们也加入对 15 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 该领域的资助。
2一个战略因素 国际原子能机构核知识管理科科长YankoYanev对核新闻说，会议决定把核知识管理看作一个战略因素，从核电站的设计到退役的每个阶段作全程运用。
“核知识管理不只是一个标准，它更是一个不可缺少的工具。
”他还说：“如果在建第一批电站时人们就能认识到这一点，现在我们也就不必如此担忧了。
” Yanev表示，如果能顺利实施，该战略将在后代的运行人员和专门知识之间架起一座交流的桥梁。
他说：“现在人们都很不安，因为他们没有准备好应对专门知识的衰退。
”统计表明，美国40%的核工业从业人员即将退休。
Yanev说：“知识管理从设计阶段就要开始，而且必须维护从设计到退役的整个过程中几代人的专门技术和知识。
现在，这个跨度长达80年，这意味着你必须让知识传递3代人。
早期的电站寿命只有30年，而现在是60年。
新电站虽然说起来是设计运行60年，但所有的人都知道还要加上退役去污的时间，最后它们的寿命实际是80年。
” “已经具有完备规划的国家相信，由于他们有知识管理系统，未来将较为安全，”Yanev继续说，“国际原子能机构有一项专门的服务叫‘知识协助访问’。
我们受邀来到核电站，帮助他们把内部知识系统就位，或者对已有系统加以改进……我们得到的反馈是非常非常正面的。
下个月我们将访问乌克兰的一个电站，同时我们正在讨论关于访问一些美国的公用事业和一个欧洲大型公用事业的事宜。
” Yanev还提到，2008年7月14日至18日在华盛顿召开的一个由国际原子能机构组织的会议，主办方是EXCEL服务公司,“开发一个标准的面向过程的知识管理系统，把它能作为一种标准化的方法引入到所有核电营运组织。
”虽然华盛顿的这次会议针对的只是营运组织，而不是国 16 家，但他说：“它非常重要，因为一旦它被营运者采用，监管层也就得认真对待了。
”他指出，如果会议成功，“在不远的将来，我们有可能为核电营运组织提出一个核知识管理的标准。
” 一些国家已经表示，政策上希望或打算引入核电。
Yanev提到，其中一些国家是没有太多知识资源的，甚至缺乏大学生。
他说如果它们打算遵循现行的安全、防扩散、保安制度以及其他要求的话，就要为此做切实的努力。
3保护快堆运行经验 一份记载全世界快堆运行的研究著作和经验教训的目录，已经在国际原子能机构的一个合作研究计划中被整理出来，标题为“快堆设备和系统运行经验的分析和反馈”。
该计划的第二次研究合作会议于2008年5月20日至23日在维也纳召开。
国际原子能机构的科技秘书AlexanderStanculescu对核新闻介绍说：该合作研究计划始于2006年，主要集中在关于快堆运行的研究著作上，著作的内容来自于快堆运行50多年来在以下3方面的经验：燃料和转换区分组件、结构材料和蒸汽发生器。
这些经验对快堆的研究和技术发展都是十分必要的。
Stanculescu说：“我们将传达两件事，首先是一个著作参考目录，按如下方式分类：书籍、文章、报告、报纸、学位论文、设计文档、代码描述、图纸、工作素材。
第
2，既然我们有了这个清单（我们称反应堆目录），就应该为这3个方面写出经验总结报告，或者综合报告。
” 来自中国、法国、印度、日本、韩国、俄罗斯等六个国家的核院所正在参与该计划。
英国和美国引人注目地缺席了这个阶段的活动，对此Stanculescu说，如果这两国不能都来的话，他也希望最后至少美国能参加进来。
Stanculescu说，还在运行的快堆包括：印度卡尔帕卡姆的实验快堆（4万kW，1985年首次达到临界）、日本的常阳实验快堆（10万kW， 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 1985年首次达到临界）、俄罗斯季米特洛夫格勒的BOR-60实验快堆（5.5万kW，1980年首次发电）。
对此他还补充了两座重要的反应堆：日本敦贺市的文殊堆（71.4万kW，暂时关闭）和法国马库尔的凤凰堆（56.3万kW，1973年首次发电）。
1995年，文殊堆在它首次发电后仅几个月就因为钠泄漏和二回路失火而关闭。
（该堆将在今年底重新启动。
）凤凰堆正以设计功率的2/3运行，计划于2008到2009年关闭。
对于已经关闭的反应堆，Stanculescu提到了法国Creys-Malville的超凤凰堆（299万千瓦，已退役）、美国华盛顿州里奇兰城的快中子通量试验装置（FFTF，40万kW，不确定退役）、德国卡尔斯鲁厄的KNK-II（5.8万kW，已退役）、法国卡达拉什的“狂想曲”快堆（4万kW，已退役）、哈萨克斯坦阿克套港的BN-350（75万kW，计划退役）、英国敦雷的原型快堆（PFR，65万kW，已退役）、美国爱德华洲爱达荷福尔斯的试验增殖反应堆II（EBR-II，6.3万kW，已退役）。
Stanculescu说，第2次研究合作会议为今后两年制定了工作计划和时间表。
还初步草拟了一个涵盖前述3个方面的主题清单。
4保存快堆知识 2003年，国际原子能机构最早的常设顾问组——快堆技术工作组开始了一项关于快堆知识保存的合作研究计划，Stanculescu是该顾问组的科技秘书。
Stanculescu表示，快堆在一些国家经历了几十年大发展后，从上世纪80年代起开始陷入低迷。
在美国，快中子增殖反应堆事实上已完全停止发展。
他说：“到1994年，克林奇河增殖堆被取消，另两个快堆实验装置FFTF和EBR-II也已关闭，后者还是永久性的。
FFTF开始还是被置于待命状态，但现在它也面临永久性关闭的命运。
” “其他国家也都存在项目被终止或被削减的情况。
在法国，超凤凰堆于1998年底被关闭。
在德国，SNR-300建成后没有投入运行；1991年，KNK-II在运行了17年后被永久关闭。
在英国，1994年PFR被关闭。
在哈萨克斯坦，1998年BN-350被关闭。
” Stanculescu表示，在快堆开发上的投资越来越少，与此类似的是从业人员大量退休而新招的人员却很少。
因此，热室、燃料制备和检查生产线、地震试验台架这些设施渐渐不受重视或者被关闭。
“可以断定，我们运用快堆技术的能力已经岌岌可危，因此必须保存好业已积累的知识，直到以后经济上开始需要快堆了。
” Stanculescu又说，这个计划与国际原子能机构的广泛努力是非常一致的，都是致力于对核知识进行管理、保护，使之能传给下一代。
计划的目标是阻止数据和信息被破坏，检索数据，然后评估其重要性并决定取舍，并且建立起信息到不同项目的链接。
他说，本次合作研究计划的目标包括：保存钠冷快堆的试车、运行、退役的经验反馈；帮助人们便捷地获得这类信息；写运行经验总结报告。
“为了达到这些目标，”Stanculescu说，“参加者将可以对所有相关的文档和信息进行检索、访问、存档。
存档步骤包括把文档转换成电子格式和数据库操作这两部分，数据库是按照信息所属的科技主题和所属的反应堆进行编排的。
接下来将进行鉴定、评估，使已有的数据形成系统。
我们将出版一些分析报告，内容包括从经验中总结出的各种合理建议。
” 译自NuclearNews,Vol.51,No.8,P.51～54(2008) (居彤) 17 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 亚洲的发展与引入核能发电的潮流 ——亚洲原子能合作论坛（FNCA）部长级会议联合公报的意义 町末男 （FNCA的日本协调人） 1呼吁把核能发电列为CDM对象的FNCA“联合公报” 已进入石油每桶100美元以上的时代，而且在减少使地球温暖化严重的二氧化碳（CO2）必要性的高涨中，迫使发展速度快的亚洲各国重新评价能源战略。
在这种情况下，FNCA成员国对“核能发电的价值”的评价高。
2007年12月18日在日本东京召开的FNCA部长级会议上，由9个国家通过的、决定提高世界对“促进洁净能源的核能发电”、“把不排放温室效应气体的核能发电作为洁净开发机制(CDM）和气候变化特别基金的对象”的重要性认识的“联合公报”的意义极大。
今后，有必要在国际会议上绍介该公报，在适当的讨论场所进行讨论。
2能源战略与核能发电 亚洲各国，在随经济发展的能源消费急增中，由于化石燃料资源有限，并要解决地球温暖化问题，所以深刻地认识到经济性优越、安全技术已经确立的核能发电是解决上述问题最现实的方策。
这已由各国的部长或副部长在电力消费急增中，作为确保电力稳定供给手段，对期待核能发电作用的许多发言中，得到了体现。
COP-13在巴厘岛结束之后，马上召开了这次部长级会议，对气候变化与能源供给的关系也进行了讨论，把重点放在不产生CO2的核能发电 18 的优点上的意见在继续增加。
上述“联合公报”也已通过。
2.1中国积极的核能政策的进展 经济增长率超过10％的中国的电力消费急增，其电力的70％是由埋藏量多的煤炭火力发电生产的，所以CO2的产生量也多，对环境造成了严重污染。
二氧化硫（SO2）气体的年排放量2005年高达2549万t，1/3的国土受酸雨严重影响。
因此，政府决定，在现行的5年规划中(2006～2010年）把每单位GDP能耗下降20％(每年下降5％），积极引入洁净的核能、水力。
在现行的5年规划中，核电站建设从“适度发展”更改为“积极发展”。
如中国原子能机构主任孙勤所说，2020年运行中的核电站装机容量要达到40GW，建设中的核电站装机容量达18GW。
可是，40GW不超过那时所需总装机容量的4％。
2007年田湾核电站的2座各100万kW的发电堆投入运行。
4座各100万kW的发电堆建设作为红沿河核电站的第一期计划，于2007年8月开始动工建设。
另外，还有4座AP1000(110万kW)、2座EPR的契约已经签订，计划进展顺利。
2.2印度尼西亚——为保存化石资源，计划引 入核能发电印度尼西亚原子能厅长官说，印度尼西亚有石油（可开采23年）、天然气（可开采62年）资源，但这些都是重要的战略物资，它的出口是 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 国家的重要收入来源，所以有必要长期保存。
因此，必须把石油的消费比例减少到现在的1/3，增加煤炭的比例，引入核能发电。
在政府制定的计划中，在2017～2018年要有2座各100万kW的核电站投入运行。
印度尼西亚由于有3500名职员与30MW的大型研究反应堆的原子能研究所（BATAN），所以人员和技术基础都有一定程度的整备。
即使安全方面，也已成立了原子能安全厅，在建设独立的法规系统。
课题之一是，要得到预定场址所在地穆里亚岛当地居民与一般国民对核能发电的理解。
现在科学技术部、能源·资源部已投入力量从事这方面的工作。
2.3越南——经济增长率高、作为解决电力不 足的决策，急需引入核能发电越南经济年增度率高达8％，预测能源需要到2020年时将增加4倍。
据推算，石油埋藏量只够开采30年，煤炭能够开采127年。
而且现在在促进石油和煤炭的开采，增加石油和煤炭的出口量，以此作为国家的重要财源。
从电力供给的长期稳定性与保护环境的观点出发，决定2020年第一座核电站（1GW）要开始运行。
出席这次会议的越南科学技术部副部长说，为了实现法规计划，希望得到发达国家协助的项目有：
(1)法规制度的整备；
(2)人才培养；(3)2008年年底，为了要让国会批准的第一座核电站1号机组的计划书的研讨和上报。
日本经济产业省接受越南工商部的要求，在积极协助进行核能发电方面必要人才的培养。
2.4泰国——担心能源自给率低泰国能源的60％靠进口。
由于国产天然气用于生产总电力的77％，所以担心今后30年将枯竭。
石油的90％靠进口。
对应以年增长率6.6％增加的能源消费，其供给结构相当脆弱。
对生物燃料也投入了力量，但其实现需要花时间。
因此，国家能源政策审议会制定了2020年2GW核电站投入运行和2021年再有2GW核电站投入运行的计划。
最近执政的新政府，对引入核 能发电会采取怎样的政策，以后才能知道。
2.5马来西亚——已开始研讨引入核能发电 会上马来西亚科学技术革新部长作了关于马来西亚电力政策的发言。
马来西亚电力的65％依靠天然气生产，天然气的埋藏量仅够开采33年，石油埋藏量更少，仅够开采19年，所以他表示出强烈的担心。
婆罗岛有大容量水力发电的可能性，但是，对本土送电则需要800km的海底电缆，现在还没有确立这样的技术。
因此，由该部长发起与有关部厅一起，开始了引入核能发电的可能性调查。
引入核能发电时，人才的培养是最重要的，已经在以原子能厅为主制定培训计划，并期待着日本的协助。
2.6菲律宾——还清债务的Bantaan核电站的 前途菲律宾的能源自给率是56％，有一定数量的石油、天然气和煤炭资源。
菲律宾科学技术部长在会上强调，菲律宾2007年召开了“核能发电研讨会”等会议，对引入核能发电开始了认真研讨。
笔者在那次研讨会上作了人才培养的演讲，有关人员对核能发电表示出极大热情。
菲律宾能源部已经决定着手核能发电所必须的人才培养，对国民也在进行宣传。
20年前建成的Bantaan核电站，由于阿基诺总统的决定，没有准许运行，只是进行维护、管理，20年来一直没有运行。
2007年，债务已经还清。
关于今后的利用，根据在电站的讨论，由IAEA专家调查团于2008年1月底进行设备的检查，并进行开堆安全运行必要的整备内容、成本等研讨。
考虑研讨结果与国民意见，并从政治上来决定是否开堆运行。
在拉莫斯总统时代制定的能源长期计划中，决定2023年时引入核能发电，它的实现，必须由政府作出决定。
2.7澳大利亚——新政府否定引入核能发电澳大利亚在2007年11月24日选举获胜的劳动党，作为选举公约是否定引入核能发电，所 19 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 以否定了前政府积极引入核能发电的政策。
但是新政府支持扩大铀矿开采。
再者，澳大利亚最近参加了全球核能合作伙伴（GNEP）协议，对GIF(Generation4InternationalForum)是否继续参加有待今后再决定。
澳大利亚核科学技术机构的副主任在大会上表示，在FNCA中今后要在非发电领域积极完成任务，发挥作用。
3应把核能发电列为CDM的对象 在过去的COP上日本提出了把不排放CO2的核能发电作为CDM对象的提案，但是由于赞成的国家少，又由于EU的反对，所以该提案没有被采纳。
现在地球温暖化加快，人们极大担心，对作为现实减少CO2排放量的手段的核能发电的注意程度在增高。
例如，著名的英国环境学家拉布罗克于4年前在独立报上载文说：“地球濒临危机，没有剩下时间了。
现在，挽救地球的现实方法只有原子能。
”再者，豌豆（greenpeas）创始人之
一，以前作为反对原子能派的有名人物帕特里克·莫阿，2年前在日本访问时说：“没有原子能就不能挽救地球温暖化。
”这样，核能发电具有控制地球温暖化的巨大效果，也逐渐被环境派的人们所认识。
3.1核能发电减少CO2的效果 核能发电在运行中完全不排放CO2。
把核电站建设中必须的机器材料和核燃料制造中必要的能源生产等排放出的CO2量分配到100万kW核电站（利用率80％）每年是15.1万t（CO2）。
相对这，煤炭火力发电厂运行中CO2排放量非常多，建设中生产必须能源产生的CO2按年度分配给100万kW是651.7万t。
两者其差额每年是651.7万－15.1万＝636.6万（t）。
日本运行中的核电站有55座（49GW），以80％的利用率运行，每年CO2的排放量则比煤炭火力发电厂的CO2排放量减少（49×0.8×636.3）约2.495亿t。
该量相当于日本2006年全年CO2排放量12.75亿t的19.5％。
在根据京都议定书减少CO2排放量的义务期间，从今年开始EU对CO2排放权的交易正式化。
据说交易价格现在每吨CO2为19欧元（约合3000日元）。
如果把100万kW核电站每年减少CO2排放量约636万t按排放权价换算，则1年约为3000×6360000＝190.8亿日元。
约15年排放权价格就能换回电站的建设费。
由购买排放权可以看出建设核电站有良好的经济性，更能推动向前发展。
这样，核能发电对CO2零排放的优点，能作为经济价值进行评价。
3.2联合公报的意义 2007年12月18日的部长级会议上通过了“联合公报”，9个国家的代表在该公报上签了字。
在FNCA，以前各国能源政策负责人与原子能政策负责人，经过4年时间对能完成能源安全保障、控制地球温暖化的核能发电的作用的研讨，其结果作为这次部长级会议上的“联合公报”达成一致意见，对世界公布，其意义重大。
公报决定的事项要点如下：
(1)在2013年以后，地球温暖化对策框架中：①以确保核不扩散、核能安全、核安全（保密）的前提下，促进洁净能源的核能发电的引入。
②由于核能发电不排放温室效应气体，应该把它作为CDM和气候变化特别基金的对象。
(2)作为减少温室效应气体的手段，在促进为推进核能发电利用的政策对话的同时，积极地为减少CO2排放量做贡献。
(3)与IAEA合作，努力确保核不扩散。
(4)关于核能安全的情报与经验共同所有，努力确保安全。
(5)与IAEA和国际社会协调，努力确保核安全。
(6)为了促进核技术和平的安全利用，努力促进有关技术基础与人才培养、法规体系、金融结构等社会基础的情报的交流与经验共有。
对作为控制地球温暖化手段的核能发电引入的促进与应作为CDM对象，9个国家意见
一 20 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 致，这在世界上是首次。
4亚洲国家引入核能发电必要的基础整备 亚洲各国引入核能发电的大前提，不用说是要确保“安全”、“核不扩散”和“核安全”。
因此，发展中国家，有必要进行人才培养、法规法则的整备、组织整备、技术基础整备。
因此，强烈期待有丰富经验与高水平技术的日本的积极协助。
关于人才培养，这已是日本文部科学省的核研究者交流事业。
近20年里有约1500名研究人员和技术人员来日本，以核能研究领域为中心进行了培训。
而且日本经济产业省也接收许多技术人员，进行了包括核电站运行、维护在内的实际方面的人才培养的协助。
要求今后这些合作更有效、综合化，对更多的国家进行合作。
52050年温室效应气体排放量减半 日本福田首相在达沃斯会议上提案：到 2050年温室效应气体排放量减少一半。
为了把CO2浓度稳定在450ppm水平、温度上升控制在2.0～2.4℃，则有必要实现该提案。
依据国际能源机构（IEA）的报告，原子能委员会事务局向“保护地球环境、稳定供给能源的原子能能源恳谈会”提出的资料，为了把CO2的浓度稳定在450ppm，2030年时必须做到：
（1）把电力的消费增加控制在1.6倍以下；
（2）把核能发电增加到2.37倍；
（3）把水力发电增加到2.26倍；
（4）把化石燃料发电减少29％；
（5）增加风力与太阳能发电。
按比例是：非化石燃料占66％（核能25％、水力27％、风力10％、生物质能等4％），化石燃料占34％。
核能发电必须从现在的16％增加到25％，因此，要求世界各国要做相当大的努力。
译自原子力eye，Vol.54，No.5，P.17～ 20（2008） （徐桂） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第14页） 在氦容器的内外，为吸收由靶产生的放射线，设置了约2m厚的铁板与厚约5m的混凝土屏蔽体。
由靶产生的π介子在被称为衰变体（decayvolume）、长约100m的钢制隧道（tunnel）（外部用6m厚的混凝土围着）内衰变成中微子，并向神岡方向飞行。
在decayvolume的最下流部，设置有如图7.d（译文略）所示的、由14块石墨芯模块组成称之beamdamp的、并带有冷却器的屏蔽体，吸收剩余的质子与π介子。
这样，只有中微子在地中飞向神岡方向，但在离靶280m的位置设置测量它的能量与数量的前置探测器。
由该设施产生的是μ中微子，但是捕捉的是 它在飞向神岡途中变化（振荡）的电子中微子，解释中微子质量这个迷是最大目的。
因此，组织了由12个国家约400名科研人员组成的T2K实验集团。
加速器的功率一达到预定的750kW，便凌驾于现在实验中的美国的NUMI实验与欧洲的OPERA实验之上，成为世界上最大流强的中微子振荡实验，能期待它的成果。
（未完，待续） 译自原子力eye，Vol.54，No.6，P.64～ 67（2008） (徐桂） 21 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 中国的AP1000先进反应堆
B.波伊里尔 西屋公司认为，作为中国核能自主化依托项目的组成部分，AP1000先进反应堆为中国核电的未来奠定了基础。
作为仅次于美国的世界第2大能源消费国——中国可持续能源政策已经深刻影响了全球的经济和环境。
中国的核能计划是先从寻求国际合作开始，为先进的100万kW压水堆引进工程技术和部件制造技术，最终在掌握这些技术的基础上自主发展核能。
到2020年，中国核电总装机容量将达到近4000万kW，占全国发电总装机容量的4％。
同时还有在建的第3代反应堆装机容量1800万kW。
在这个雄心勃勃计划的第1阶段，西屋公司与联盟合作伙伴绍尔集团一起为中国提供4座AP1000反应堆。
2007年7月中外双方签订了合同，中方包括国家核电技术公司（SNPTC）、三门核电公司、山东核电公司和中国国家技术进出口公司。
2006年12月SNPTC曾宣布，已选定西屋公司及AP1000反应堆技术为合作对象。
按照这个世界头号人口大国的计划，西屋公司的AP1000将作为至少24台核电机组的基础技术。
即将有4台机组同时在浙江三门和山东海阳开始建设。
计划于2009年开始主体工程建设，2013年首台机组投入运行。
其余3台机组将于2014年到2015年并网发电。
由于对AP1000系统设计的简化，工程预计可以在3年或者更短时间内建成反应堆，外加2年时间用于开始阶段的施工和设备采购。
AP1000是向英国核设施检查局申请进行通用设计评估的4种堆型之
一。
22 中国和AP1000 AP1000标准设计再加技术转让已经可以满足中国的特殊需求。
在三门和海阳建设的核电站的核岛部分采用西屋公司和石伟公司的AP1000标准设计。
其余设施则根据中国的具体要求，正在设计之中。
通过职责划分，设施的非核部分由本土能源公司承建。
这样做的主要好处是一旦日后这些设施被交付使用，这些参与设计的本土公司就能承担起维护和运行的工作。
对于核电站设计中的这种分工，唯一的挑战是必须精确定义核岛与常规岛的接口标准，这包括管路的定义以及参数，如体积、温度和压力的规格。
技术转让合同将与核岛的合同同步执行，以保证设计基准和交付所有设计支持文件，便于中方担当好所有人和经营人的角色。
中国版的AP1000和美国计划中的AP1000在技术上存在关键差异。
主要在两方面：厂用水系统使用的是海水；接入的是50Hz电网。
这2座中国濒海核电站的AP1000机组将使用海水直流系统作为厂用水系统，这有别于标准AP1000的厂用水系统的设计，后者是用淡水冷却塔作为热阱。
这种改变使泵和热交换器的尺寸和设计发生了变化，并影响到可替换部件和管道材料的使用。
淡水和海水性质上的差异还影响了流经设备冷却水热交换器的厂用水的冷却能力，因此必须增加厂用水系统的流量以补偿热传导上的损失。
使用海水还要求用防腐蚀材料代替原来的碳素钢管。
美国的标准AP1000系统是运行在60Hz下。
而如前面所说，中国和英国以及世界其他一些地 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 方的电网是50Hz。
这意味着所有用交流电源的设备必须改成50Hz，这涉及到阀门、电机、泵、热冷风机、加热器和冷却器、控制棒传动机构线圈、蓄电池充电器、换流器和其他设备。
相对美国方案的其他变动还有：10.5kV（原为6.9kV）交流电，220V（原为125V）非安全直流电，以及锻件和管道材料。
表1中国AP1000的各项技术指标 项目总输出功率/MWe反应堆功率/MWt燃料组件数/个 燃料组件类型燃料活性长度/英尺 堆芯装载/tU线功率/kW·m-1平均功率密度/kW·L-1容器内径/mm蒸汽发生器型号冷却泵设计流量/gpm 数据1210340015717×17 1484.5718.76（5.72kW/英尺）109.74040(159/英寸)Delta12578750 采购 中国的计划是实现核能自主化，与西屋集团的合同中包含有按照许可证在中国建造AP1000电站的内容。
中国已经有能力自己设计建造第2代核电站，大量的设备采购也都通过中国合资公司进行。
首批4台AP1000机组将主要从中国国内采购，剩余部分才是从美国和其他国家购买。
假以时日，这部分设备也会由国内提供。
在美国方面，西屋公司、绍尔集团以及分散在20个州的供应商参与了西屋公司这部分的工作。
西屋公司以外的这些美国公司提供断路器、储气储水箱、阀门和电动机。
估计这将为美国提供5000个工作岗位。
在西屋公司的一个子合同里，韩国斗山重工业株式会社将为中国4台AP1000机组中的2台提供反应堆容器、蒸汽发生器和一体化堆顶盖， 还有一套反应堆容器内部件。
自主化依托将与4台AP1000机组的建设同 时实现。
采购的核岛设备分成3个采购类。
A类设备和部件是由西屋联合体设计和采购的，只限于初期的机组；B类部分是西屋公司设计而由西屋公司协助中方采购；C类则是由西屋公司开列清单由中方在国内采购。
在4台机组的建造过程中，采购责任会逐步有所变化。
第1台机组的所有主系统设备的采购以“交钥匙工程”的方式进行（这在美国是执行核定单的标准程序）。
而第2～4台机组在采购上依赖西屋公司的程度将逐步降低。
随着责任逐步转移到中方，西屋公司将转变为只是辅助采购，并最终变成只负责提供咨询。
到最后一台机组时，中方将负责除少数几种部件外几乎所有设备的采购。
国内采购作业的情况会反馈到设计过程中，比如已经写出的设备设计规范就体现了这种影响。
要想在国内采购电站设备和部件，就要求工程师们在进行设备设计时必须明确参数，部件只要符合参数，即使不是出自特定品牌或厂商也能满足设备的要求。
这样中方就可以找国内厂家来提供设备。
反馈的另一个效果是采购的方式影响了模块的设计。
AP1000使用模块化方式进行施工，让几项施工活动可以并行展开以缩短工期。
模块在设计上要便于在当地的配件车间进行制造。
结构材料、管道、设备和其他部分，都要尽可能地便于制造。
制造完成后再把模块装船运往安装现场进行安装。
同时，西屋联合体要转让AP1000的技术，以使AP1000的设计和建造技术实现中国本土化。
即将实施的技术转让既针对中国现有的能力，也要提供新的软硬件工具以便日后继续改进性能和品质。
与中方的合同中有两个技术转让计划。
一个是让中方人员参加这些核电站的AP1000的设计。
这既提高了参与者的技能，也为设计工作增加了智力资源。
另一个是让中方人员通过课堂学习、职业培训和技术咨询，来掌握转让的设计文 23 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 档、计算机代码、技术知识等。
这也包括支持专有文档。
比如方法、方针、 过程和试验程序。
转让技术文档和计算机代码的目的，是为中国核工业将来的AP1000电站建立一个关于设计、设备支持、施工、运行和维护等方面的信息和方法的参考库。
培训分别在美国西屋公司和中国国内的设施内进行。
在某些特定科目中，课堂学习要等到职业培训之后才进行。
西屋公司还提供核电站 运行培训。
韩国是西屋公司技术转让的一个成功先例。
西屋联合体可以帮助AP1000项目申请中国的安全认证。
西屋公司能向有关部门提供所需信息，在可能的情况下，西屋公司会拿出给美国当局一样的资料。
译自NuclearEngineeringInternationl,Vol.53,No.644,P.30～31(2008) （居彤） 长寿命PWR堆芯
D.菲什洛克 由罗尔斯·罗伊斯公司为英国皇家海军最新的核潜艇开发的一种长寿命PWR(压水堆)堆芯已经进行了5年试航，整个试验计划至少要到2015年才能完成。
这种高浓缩铀的堆芯要能保证潜艇在至少25年的全寿命周期内的使用——相当于航行100万英里。
第1个长寿命堆芯已经在2004年被安装在英国最新一代弹道导弹核潜艇的首艇前卫号上。
该型堆芯随后也被安装在由BAE公司的巴罗因弗内斯船厂制造的最新一代攻击型潜艇的首艇机敏号上。
该长寿命堆芯是第15个由罗尔斯·罗伊斯公司设计，并由“火神海军反应堆试验设施”进行试验的反应堆。
该试验设施坐落于凯斯内斯的海滨，靠近敦雷核场址。
这里现在是国防部的试验平台和培训机构，运行是由罗尔斯·罗伊斯公司负责。
它最早是由“罗尔斯·罗伊斯及伙伴”公司于1958年建立的，当时这家合资公司主持了从美国向英国输入核动力推进技术的工作。
新堆芯在“火神”那里接受试验，以检验其在整个寿命周期中的安全性、性能、操作特性等。
“火神”已经试验过5种由公司总部（设在德比市Raynesway大街）设计的堆芯，最新堆芯的使用 24 寿命已经超出了最初的4倍。
皇家海军的反应堆在其整个使用寿命中都 由罗尔斯·罗伊斯公司负责。
为了加强计划性和控制成本，国防部签订了一份新合同，以解决BAE公司的机敏号核潜艇项目中出现的一系列问题。
合作伙伴们在“火神”组建了所谓“无缝小组”，来评审这个耗资3.6亿英镑（7.1亿美元）为期13年的潜艇推进项目。
6个分散的合同被合并成一个。
另外还通过了一项类似的安排，用以支持海军一个10年10亿英镑的维护合同，该合同内容包括总共13艘快速级、特拉法加级和前卫级，以及即将服役的机敏级。
近半个世纪以来，罗尔斯·罗伊斯公司的速度一直是一年推出1座反应堆。
新合同规定，罗尔斯·罗伊斯公司如果做出有助于减少海军运行费用的技术改进，就将获得奖励。
而过去的改进主要集中在降低反应堆冷却系统的泵功率上面，这能使得船体噪音下降——这对弹道导弹潜艇尤其重要。
之所以1971年英国的保守党政府没有让罗尔斯·罗伊斯公司破产，一个很重要的原因就是它负责执行先前美英政府间关于引进PWR技术的合同。
核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 1958年英国政府得到美国的同意，允许它为无畏号核潜艇购买整套的NSSS。
交易内容包括安装培训、操作、维修以及设计思想。
另外还包括西屋公司给罗尔斯·罗伊斯公司的NSSS再生产许可证。
这个一揽子协议当时花了海军1000万英镑——相当于今天1.5亿英镑。
而英国在哈威尔的潜艇反应堆开发工作，估计至少因此节省了2年时间（也许还不止）。
实际上，美国海军上将海曼·里科弗主导了合同条款的制定。
当时有2种型号供英国海军挑选，最后他们选择了更先进的S5W型，这一型号后来也是98艘美国潜艇上的动力设备。
但里科弗坚持认为，所有技术转让必须一次了结。
再有一年左右的时间皇家海军就应该能自主承担未来的开发制造工作。
当然，在这过程中，对于如何使用这批技术，英国人还得去感谢海军船务局。
今天罗尔斯·罗伊斯公司正是这项技术 的主要承袭者。
里科弗认为只有对英国人撒手，英国人才会自己努力去掌握这项既复杂又苛求安全的技术。
今天英国已经为前卫级弹道导弹核潜艇设计出一座名为PWR2的更强大的NSSS。
第1座PWR2已在巴罗建造，然后用驳船拖到敦雷，代替旧的S5W系统作为堆芯试验平台和训练设施。
所有这些工作，加上长寿命反应堆堆芯的研发，都不再需要美国的帮助。
一位前海军部核动力推进项目的负责人曾这样总结说：“事情的发展证明了里科弗的想法，只要给开个头，英国就能一路自己走下去。
” 译自NuclearEngineeringInternationl,Vol.53,No.644,P.32(2008) （居彤） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第42页） 电子辐照加速器，每年开机5000小时，就相当于1座装量为100万居里钴源辐照装置。
据了解，日本长崎，1999年应用上述同类加速器辐照装置创造的年产值达2亿美元。
从国外进口1台该类型加速器的价格大约为400万美元，而国产同类型加速器的售价约为1500万元。
钴 源辐照装置需不断补充钴源，考虑到目前世界钴源供应紧缺，以及建立钴源辐照装置存在诸多辐射安全问题等因素，从长远发展看，采用高能大功率电子辐照加速器代替钴源辐照，将成为今后辐照加工行业发展的必然趋势。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第38页） 代表USEC授出了这份合同。
USEC商业的美国离心浓缩厂（ACP）位于俄亥俄州的派克顿，福陆公司承担该工厂的工程采购和建筑管理。
2008年4月，USEC宣布ACP所用AC100离心机的初步设计已经完成，已将75％的图纸发送给战略供应商供其制造部件。
剩下25％的图纸将在2008年6月30日发送完毕。
ACP使用的气体离心机技术源自（美）能源部，但在设计、材料、制造上已有所改进。
从 2005年起，USEC就已经在它位于田纳西州橡树岭的工厂里试验和制造机器部件了，那里从2001年开始进行“美国离心浓缩”项目。
USEC计划到2009年末启动ACP的商业运行。
2012年左右将达到11500台离心机，大约能够提供380万分离功单位。
译自NuclearNews,Vol.51,No.8,P.64，68(2008) (居彤) 25 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· IAEA的核燃料循环讨论 远藤哲也 （日本前原子能委员会代委员长） 1新、老核燃料循环讨论 关于核燃料循环与核不扩散的讨论，具有长久的历史。
最早是在1946年联合国原子能委员会初次会议上，美国代表巴尔克提出了国际管理提案，即所谓巴尔克方案。
该方案是要设立强有力的国际机构作为原子能管理机构。
但是，由于该方案的承认是维持当时美国独占核的现状，这是苏联无论如何也不能接受的（苏联的第一次核实验是1949年）。
该方案的审议当场陷入疆局，国际原子能委员会自身也停止了活动。
以后关于这个问题开始正式讨论，那是由于1974年印度进行第一次核实验。
1977年，美国总统卡特倡议进行国际核燃料循环评价，设立INFCE(InternationalNuclearfuelCycleEvaluation），进行了2年半的工作，但它的最终报告仅获得核燃料循环与核不扩散两者并存的一般性结论，而以没有具体成果而告终。
后来能称得上INFCE支柱的尝试，是在国际原子能机构（IAEA）范围内进行了试验。
例如国际钚贮存构想（IPS:InternationalPlutoniumStorage）、国际乏燃料管理构想（ISFM:InternationSpentFuelmanagement），以及供应保证委员会的召开（mitteeonAssurancesofSupply）。
可是，全都没有取得具体结果。
例如，CAS仅提出了理事会报告就自然消失了。
附带说一下，笔者直接涉及原子能就是从CAS那时开始，但对CAS的记忆甚薄，这大概是由于CAS的讨论极不活跃的原故吧！ 2核燃料循环讨论的再次燃起 以前的讨论，重点是放在技术性的分析上， 26 缺少具体性，但其指出的核扩散的担心大概理由也不一定是现实的，我想至少不是第一理由。
但是，从东西方冷战结束的1990年开始，这个问题便成为了现实，试列举以下几个例子：
(1)海湾战争（1991年）的结果，伊拉克秘密开发核计划暴露；
(2)朝鲜的核疑惑（1993～1994年的第一次核危机）；
(3)印度和巴基斯坦的核实验（1998年）；
(4)伊朗的核疑惑（2002～）；
(5)朝鲜的核疑惑（2002～，第2次核危机）；
(6)朝鲜的核实验（2006年）；
(7)由非国家团体的核扩散（A·Q·卡昂的核黑市网的发现）。
根据这样的核扩散现实，国际社会以IAEA为中心，采取了各种对策。
例如，在IAEA检查采纳赋予准警察官职能的追加议定书；强化出口管理；防止核恐怖；强化核物质的防护；进行船舶现场检查的PSI等。
这些措施是作为不扩散核武器条约（NPT）的补充，带来了相应的效果。
但是进一步的根本性对策还没有，只是暂时模索着试一试。
核弹头有铀型与钚型2种，高浓铀与后处理乏燃料提取钚是必要的。
因此，要控制铀的浓缩与提取钚，但是事情并不是简单的。
两者都与民用和军用混在一起，不能把不平等性带入国际性的核不扩散条约，在两者中加上法规非常难。
核燃料循环的问题再次被提出（可以说是第3次了，不是吗？）是在上述背景下，我想它的开始难道不是IAEA的总干事巴拉迪吗？2003年10月，总干事巴拉迪在经济学家杂志上发表提 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 案：“民用核能计划中的钚与高浓铀的处理煞车，铀浓缩与后处理限制仅在多边的设施进行。
但是，这种限制必须在保证核能利用者的核燃料供给的框架下实施。
” 3巴拉迪倡议与各种倡议的陆续出台——百家争鸣的现在 3.1巴拉迪倡议巴拉迪提出、后来由IAEA的20多名专家组 成的委员会进行称之为“多边核燃料循合作方案(MNA：MultilateralNuclearApproaches）”的巴拉迪倡议的研讨。
笔者就是参加研讨的人员之
一。
巴拉迪倡议可以用一句话来说，那就是，在现在的核不扩散体制中增加核武器国家与非核武器国家的差别，不带入更不平等。
对核燃料循环设立实际上的法规。
亦即，以WLNCO（由英、德、荷兰组成的浓缩多国籍企业）为模式，把浓缩与后处理执于多国籍企业之中，在提高经济性的同时，通过参加国的相互监视强化核不扩散性。
专家小组经过约一年时间的审议后，于2005年2月提出了报告书。
报告书提出了为实现MNA的5条途径：
(1)强化现有商业市场机制；
(2)建立IAEA参与的国际核燃料供应保证；
(3)促进现有设施自愿地转向多边化；
(4)将新的前端和后端设施多边化，特别是创建地区性管理体制；
(5)按照洲或地区创建IAEA参与的、广泛范围的核燃料循环。
总之，巴拉迪的这一倡议的实现需要花相当长的时间，例如5～10年，在这期间暂停建设有关核燃料循环的新设施。
笔者说到的该专家组即使对巴拉迪倡议的价值（特点）能够有某种程度的理解，但其他企图开发核的国家，所谓违犯核不扩散的国家能自动地参加到这样的方案中来吗？这个方案真正 能有助于核不扩散体制吗？应该好好地进行讨论。
在MNA的名下，不可能强化维护国际和权益的供应者的联合企业。
再者，关于暂停新建核燃料厂，也可以认为是否定了日本将来的第2后处理厂的设想。
因此，笔者的这种观点，得到了南非、阿根廷、巴西、伊朗等国专家的支持。
再者，该专家小组的报告书，向IAEA理事会进行了介绍，但后来没有进行讨论，现在已经过去了3年。
3.2各种倡议的陆续出台 以巴拉迪倡议这契机，围绕核燃料循环提出了许多倡议。
不仅有各国政府提出的倡议，还有由MGO提出的倡议，真是百家争鸣、议论百出。
现列举以下几个倡议：
(1)美国倡议（美国政府倡议、美国GNEP倡议）；
(2)俄罗斯倡议（普京倡议，创建国际核燃料循环中心）； (3)6国倡议（法国、德国、荷兰、澳大利亚、英国和美国联合倡议）；
(4)英国倡议；
(5)德国倡议；
(6)日本倡议；
(7)澳大利亚倡议；
(8)世界核协会（WNA）倡议；
(9)美国的关于核威胁倡议（NTI：NuclearThreatInitiative)。
关于这些倡议的详细内容就不细谈了(译者 注：这些倡议的概要在《核科技信息》2007年第2期第 27～29页上有介绍)。
这些倡议有以下共同点：①应该想到在法律上限制核国家，事实上确保其方向，在不增加核燃料循环的国家的情况下扩大核能发电利用；②核燃料循环中首先应以浓缩为焦点；③对不追求核燃料循环的国家，保证核燃料的供应；④通过IAEA，积极进行铀的储备。
不过，这些倡议各有自己的侧重点。
国际核燃料循环中心的建设是俄罗斯的具体倡议；谋求提高“IAEA核燃料供给登录系统”的核燃料市 27 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 场透明度，则是日本的倡议。
4核燃料供给保证机制 在议论百出中，IAEA的议论有以巴拉迪倡议为主的、各种倡议共同点的核燃料供给保证及其保证机制中的焦点问题。
而作为保证机制的大概框架是：
(1)保证的对象：低浓缩铀与燃料组件的制造； (2)1级保证：现有核燃料市场中的供给；(3)2级保证：供给国政府与浓缩事业者/成型加工事业者支持的承诺。
(4)3级保证：作为最后的手段，为了低浓缩铀的储备（实物乃至虚拟的储备）与成型加工的可能，采取以IAEA为中心。
供给保证机制的最大问题是，希望供给保证对IAEA全部成员国公开，而且能让放弃核燃料循环的国家能接受。
阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、哈萨克斯坦、南非等国表示不放弃将来替代供给保证而进行铀浓缩的权利。
IAEA的非成员国都强烈反对增加新的不平等。
在这种情况下，IAEA秘书处也不急于构建供给保证机制，采取阶段性推进的姿态。
像前面已经讲到的那样，除巴拉迪倡议以外，对其他各种倡议没有进行具体讨论。
IAEA秘书处对于今后政治的、技术的和法律的问题，与成员国、产业界、专家等的协议都是采取填重态度。
但是，其中只有俄罗斯倡议有相当突出地向具体化推进的感觉。
俄罗斯倡议的要点是：①在IAEA管理下，在世界各地建立核燃料循环服务中心；②俄罗斯西西伯利亚的安卡尔斯克浓缩综合工厂可以作为实验工厂；③向不进行铀浓缩的国家提供核燃料服务；④不进行技术转移。
哈萨克斯坦已参加该计划，亚美尼亚也表示出参加该计划的意向。
俄罗斯有以储备的120t低浓铀为基础，进行提供服务的准备。
坦率地说，俄罗斯的倡议可以隐约地看出俄罗斯追求商业利益。
但从IAEA理事会上巴拉迪总干事发言，肯 28 定了该倡议的好意之处。
在议论百出的各种倡议中，上面讲述了巴拉 迪倡议与要求建立国际核燃料循环中心的俄罗斯倡议。
对其他倡议，笔者认为应该书写一笔的内容，现简述如下： (1)6国倡议浓缩铀提供方面的焦点是：①依据市场规则进行提供；②由IAEA支持的浓缩事业者进行储备；③构建由IAEA的低浓缩铀储备的3级供给保证体制。
美国作为
（3）的基础，把从核武器解体得到的17.4t高浓铀稀释成低浓铀，作为储备核燃料进行提供。
供给保证的对象，则是不追求核燃料循环（浓缩与后处理）的国家。
该6国倡议可以说是美国倡议和GNEP倡议的发展。
(2)德国倡议把宿主国提供的资金作为国际资产建设铀浓缩中心，在IAEA的监督下，管理、运营由民间企业商业性地进行。
给予商业设施场地与国际机构同样的治外法权地位。
浓缩工厂的建设场址在现在浓缩国家以外（德国考虑可以在纳米比亚）。
(3)日本倡议（IAEA核燃料供给登录系统）①是对6国倡议的补充。
为了保证核燃料的供给，应该构建防止扰乱市场的预防机制，要提高透明度，像6国倡议那样，不分供给国与受领国，应该是构建尽可能多的国家能够参加的系统。
②参加系统的国家向IAEA登记、报告原料供给、转换、浓缩、燃料加工和燃料储备的核燃料循环前端全部领域（不仅是浓缩）的能力。
③IAEA进行系统的全部管理，在市场没有功能的时候，发挥仲裁功能，由参加国提供供给保证。
(4)NTI倡议为了IAEA管理的燃料储备必须要有1/3的资金（即5000万美元）。
放弃核燃料循环的国家可以参加保证制度。
核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 5日本对多种倡议的态度 关于IAEA核燃料循环的讨论，眼下有活跃的场面，没有迅速收敛的迹象。
但是，另一方面，作为实态，由于核燃料循环的国际化、核扩散的担心与不扩散体制强化必要性的提高等，今后议论活跃起来的可能性十分充分。
核燃料循环多边化是由于有许多国家赞同。
日本外务省的智囊机构日本国际问题研究所特别工作组的报告（已直接交给高村外首），也讲述了作为G8应该原则上支持多国间的approach与核燃料供给保证倡议。
但是，以前围绕循环的议论焦点是集中在浓缩，但从核不扩散的观点出发，也应该必须去掉对后处理与乏燃料管理的关心。
日本以前对于核燃料循环是采取“一国完成主义”的方针，至少也要像某些外国那样。
但是，实际上所说的“一国完成主义”只是后处理。
关于浓缩，也用不着，目前向其他国家供给燃料是没有道理的。
那么，作为日本，对于核燃料循环的多国化，具体究竟应该怎样对待呢？在今后亚洲核能发电急增的时候，“一国完成主义”已滞后于时代。
国际化是不可回避的问题，作为日本，应该认真考虑具体的应对方策。
译自原子力eye，Vol.54，No.6，P.16～ 19（2008） (徐桂） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第59页） 不损害任一国政府根据任何其他和平利用核能的国际协定所承担的义务。
第十条有关本协定解释或适用的任何问题，将通过两国政府的相互协商解决。
第十一条
一、本协定应自两国政府相互通知各自已完成所需程序之日起生效。
二、本协定有效期为三十年，除非任一国政府在协定期满前六个月书面通知另一国政府终止本协定，则本协定应自动延长五年，其后每次依此顺延。
三、根据本协定第四条订立的专门协议不受本协定期满的影响。
如本协定失效，只 要按照本协定转让的任何材料和设备还留在接受国领土或在其管辖下，则本协定第五条，第六条和第七条规定应继续适用或直到两国政府另行协议。
四、必要时，本协定经两国政府商定可修改，该修改条款应于自两国政府相互通知各自已完成所需程序之日起生效。
本协定于一九八六年九月日在北京签订，一式两份，每份以中文和英文写成，两种文具有同等效力。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （王丽英） 29 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 确立完整核燃料循环的课题 石井保 （三菱公司原子能顾问） 1何谓完整核燃料循环 核能发电与核燃料循环是车的两个轮子，这种说法已经很久了。
对核能发电产生的利益大家都很清楚，但是对核燃料循环不用长期的观点，则难以见成果，所以具体化迟缓。
作为构成整个核燃料循环的主要部分，则有铀探矿、采矿、铀浓缩、核燃料加工、后处理、钚利用、放射性废物处理处置等。
但各部分没有关联的活动，综合能力难以发挥。
把各部分与核能发电在战略上联系起来，开初能够发挥综合能力。
如果依据我国的战略，构成它的部分不一定必须是国产。
但是，在与国外部分配合的场合，作为我国，能维持领先地位则是前提。
完整核燃料循环必须基于长期展望。
由于具有长期坚定的眼光，即使对国家利益、安全确保、环境保护、核不扩散性、社会市民的接受性等，随时代变迁的观点也能正确应对。
在此，首先概观一下对战略性应用核燃料循环取得成果的法国的例子。
2不冒犯核不扩散的法国核燃料循环 法国作为不具有能源资源的国家，依靠核能为基干能源的同时，贯彻了有效利用核燃料循环方针。
不冒犯核不扩散，在铀资源政策、后处理政策等方面，即使随时代的周边情况变化，也能灵活地应对。
2.1确保天然铀的周到准备 法国高杰马公司即使在铀的需求没有增长、铀价格低迷的时代，也从未间断过努力在外国确保铀的权益。
结果是该公司成为了世界上有数的铀生产者，确保了超过自己国家需要的生产量。
30 这意味着，可以说法国实质上变成了“铀资源丰富的国家”。
2.2与核能发电一体化的核燃料加工 以石油冲击为契机，从上世纪70年代后半期开始，谋求替代向来的气冷堆，进行轻水堆的引入。
首先，在1977～1987年，建设了几乎同一规格的90万kW的压水堆（PWR）34座、130万kW级的PWR20座。
而且在1996～1999年，建设了4座150万kW级的PWR。
在引入这些轻水堆的时候，法国统一了同一功率堆的规格，这不仅降低了反应堆的建设单价，而且燃料规格也进行了统
一，核燃料从特殊订购品向批量产品转变，这样便大幅度降低了燃料加工费。
2.3后处理与核能发电一同进行 法国在后处理方面也是把与核能发电一体化的概念具体化。
配合气冷堆的引入，于1958年在马库尔建设了第一座后处理设施UP1；从1966年起，第2座后处理厂UP2在拉·阿格开始运行；在轻水堆大量投入运行的同时，又把UP2改造成能够处理轻水堆乏燃料的后处理厂；而且还建设了轻水堆乏燃料专用的后处理厂UP3。
对轻水堆乏燃料的后处理能力也扩大到了1600tU/a。
该能力超过了自己国家后处理的需要量，所以也接受外国委托的一定数量乏燃料的后处理。
2.4Pluthermal的精湛开展 当初，把钚的利用纳入了增殖快堆，但由于快堆计划的延缓，而轻水堆的急速引入，又由于轻水堆乏燃料处理提取钚的生产顺利，所以在上世纪80年代中期决定引入Pluthermal。
那时，把使用的堆型统一为90万kW级的反应堆，不管 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 哪座反应堆都使用统一规格的MOX燃料。
由于这样，节约了时间和进行批量生产，所以大幅度地降低了成本。
再者，在以前没有经验的Pluthermal燃料的制造方面，也提出了国产化的方式，吸收比利时与德国的MOX燃料加工技术，综合了欧洲的MOX燃料加工技术。
2.5放射性废物的成功减量 由于后处理实绩的积累，放射性废物的减量是可能的。
1996～2000年，进行玻璃固化的场合，与乏燃料的直接处置相比，确认处置容量下降到1/10以下，废物中所含的钚量下降到1/100以下。
这种废物量的减少，也反映到返还废物的减少。
3我国的前端工作 3.1政策的整合性3.1.1铀资源 日本是没有铀资源的国家，但在从国外进口方针指引下，积极谋取国外铀探矿，官民一起努力确保铀资源。
由于铀的在库量过剩与长期价格低迷，动燃（动力堆核燃料开发事业团，现在的日本原子能研究开发机构）改革最高潮的1998年，国家改变向来的政策，停止对铀资源的参与，再者，需要铀的电力公司也在电力自由化的背景下，消积对待海外铀矿山的权益确保，有强烈在市场购入的倾向。
天然铀的价格高涨，唤起了计划长期观点的重要性。
日本向来政策的变更事与愿违，不得不与资源富有的国家进行交易，显示出了市场原理主义依存的脆弱性。
3.1.2铀浓缩 我国自主开发了利用离心分离方法的铀浓缩。
1988年，第1座铀浓缩原型工厂（200tSWU/a）在动燃的人形峠开始运行。
该技术作为民间事业，由日本原燃继承，1992年位于六所村的商用工厂开始运行。
计划每年增建1个系统(150tSWU/a)，要增加到10个系统，已增建到7个系统，但工厂还在继续增建。
结果是现在启 动运行的只是不超过150tSWU/a的规模。
这样，铀浓缩转移到民间后，遭到了大的失败。
铀浓缩是各国投入军事费用进行开发的高技术，我国政府中止参与的时间过早。
在国际核燃料供给国构想的进展中，国家在铀浓缩技术开发方面，要制定出再次参与和援助的方针。
3.1.3核燃料加工 我国采取以国内3家燃料加工公司互相竞争降低成本的方针。
利用民间活力的方式，对世界首屈一指的高品质产品生产做出了贡献。
但是成本方面有严重问题。
特别是以JCO事故大挫折为契机，强化安全成为主题，法制当局的应对也得到强化，而生产性的提高被推迟。
再者，由于燃料芯块的改进、新开发的包壳管等，成功地开发出了高燃耗燃料，实现了燃料的长寿命化。
但由于燃料加工量反而减少，所以激
(1)开始运行的J-PARC：Ⅰ.强流质子加速器设施的现状………………………………………………
(9)开始运行的J-PARC（续Ⅰ）：Ⅱ．世界最高性能的实验设施群………………………………………(12)加强核知识管理…………………………………………………………………………………………(15) ·核电站与核反应堆· 亚洲的发展与引入核能发电的潮流——亚洲原子能合作论坛（FNCA）部长级会议
联合公报的意义………………………………………………………………………………………(18) 中国的AP1000先进反应堆……………………………………………………………………………(22)长寿命PWR堆芯…………………………………………………………………………………………(24) ·核燃料循环· IAEA的核燃料循环讨论…………………………………………………………………………………(26)确立完整核燃料循环的课题……………………………………………………………………………(30)核燃料循环的经济效果…………………………………………………………………………………(34)铀足够再用100年……………………………………………………………………………………(38) ·核技术应用· 辐照加速器、辐照加工技术及应用……………………………………………………………………(39)应用加速器技术发展动态………………………………………………………………………………(43) ·简讯· 联合国秘书长敦促核国家裁军…………………………………………………………………………(48)俄罗斯在白海成功进行ICBM发射试验………………………………………………………………(48)俄海军准备为核动力巡洋舰换装新核燃料……………………………………………………………(48)俄罗斯到2012年要拆除所有退役核潜艇……………………………………………………………(49)俄罗斯海军称将建造8艘新核潜艇……………………………………………………………………(49)俄罗斯加强核反导系统…………………………………………………………………………………(49)俄罗斯仍准备租借给印度核潜艇………………………………………………………………………(49) 美国能源部增加对桑迪亚核武器生产的关注………………………………………………………(50)
美国空军希望更好地监督其核武器……………………………………………………………………(50)美国国防部长呼吁对美国核武库进行现代化改造……………………………………………………(50)美国空军成立新核力量司令部…………………………………………………………………………(51)美国继续进行核武器拆卸工作…………………………………………………………………………(51)英国“三叉戟”导弹核弹头费用可能激增……………………………………………………………(51)英国政府准备研制核动力飞机…………………………………………………………………………(52)巴基斯坦官员说，巴基斯坦有能力部署海基核武器…………………………………………………(52)新一代用于核潜艇制氧系统的电解蓄电池组成功测试合格…………………………………………(52)乌克兰能加入俄罗斯的“燃料银行”项目……………………………………………………………(53)铀现货价格每磅上升2美元……………………………………………………………………………(53)印度显示核电发展雄心…………………………………………………………………………………(53)日本原子能部门反对印度核贸易………………………………………………………………………(54)海湾国家将举行核技术应用讨论会……………………………………………………………………(54)伊朗提议与海湾国家联合建造核电站…………………………………………………………………(54)俄罗斯将帮助委内瑞拉发展核能………………………………………………………………………(55)波兰可能在2023年前兴建第一座核电站……………………………………………………………(55)约旦与韩国签署核协议………………………………………………………………………………(55)韩越原子能合作委员会举行第五次会议……………………………………………………………(56)俄罗斯美国准备就续延核军控条约举行谈判………………………………………………………(56)印度研发可在核电站执行任务的机器“蛇”…………………………………………………………(56)英国塞拉菲尔德有了新的管理者………………………………………………………………………(57)美国核管会将对Salem核电站进行调查………………………………………………………………(57)美国与沙特阿拉伯计划开展技术合作…………………………………………………………………(57)GNEP国家召开基础能力发展工作组会议………………………………………………………………(58)美国能源部提交建立第二座乏燃料与高放废物处置库报告…………………………………………(58)中国和巴基斯坦和平利用核能合作协定………………………………………………………………(59) ·科技管理· 中国原子能科学研究院2008年“五·四”青年学术报告会获奖名单……………………………(60) ·专利简讯· 专利简讯13项……………………………………………………………………………………(62) ·总目次· 《核科技信息》2008年总目次………………………………………………………………………(65) 本期责任编辑王丽英 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· CdTe、CdZnTe晶体和核辐射探测器近几年来的进展 丁洪林 （中国原子能科学研究院核技术应用研究所，北京102413） 摘要：简要介绍了CdTe、CdZnTe晶体的生长和核辐射探测器近些年来的进展。
由于CdTe、CdZnTe晶体固有的物理性能，如迁移率和少子寿命的乘积不足够大，晶体内存在深能级杂质和其它微缺陷（富Te夹杂、管道、龟裂等），所以要使CdTe、CdZnTe探测器在不同的应用领域得到应用和推广，在充分利用它们的优点（原子序数高、禁带宽度大）的同时，必须在探测器的制备中通过不同的技术措施和方法来克服它们固 有的缺点。
例如：对掺氯的CdTe，为了测量中高能γ射线，采取了堆积式结构，将多个厚为≤0.75㎜的 CdTe探测器并联或串联堆积或采用脉冲工作电压来消除极化效应。
对CdZnTe，为实现中高能γ射线获得较好的能量分辨，只有采用不同电极结构的阴极和阳极，如CPG、CFG、FC、半球形等电极结构，或采用电子学修正技术，如脉冲上升时间甄别器（RTD）或电荷脉冲补偿处理技术。
关键词：CdTe；CdZnTe化合物半导体探测器；脉冲上升时间甄别器（RTD） 1前言 半导体探测器有Si、Ge元素半导体探测器和GaAs、CdTe、CdZnTe化合物半导体探测器，Si、Ge半导体探测器由于单晶材料纯度高、完整性好、少数载流子寿命长（ms量级）和迁移 率大，µτ乘积大，对硅µeτe＝1380cm2/s·V×10-3s＝1.35cm2/V，µhτh＝480cm2/s·V×10-3s＝0.48cm2/V；对锗µeτe＝3900cm2/s·V×10-3s＝3.9cm2/V，µhτh＝1900cm2/s·V×10-3s＝1.9cm2/
V，所以自上世纪60年代得到了迅速发展，使核辐射探测器系统发生了显著的变化，在轻粒子谱仪，
X、γ射线能谱学方面取得了重要成就。
Si探测器、Si（Li）锂漂移实现了系列化，以及HpGe探测器迅速发展成为核物理、粒子物理学科使用的主要探测器。
到上世纪80年代，硅平面工艺用到探测器的制备工艺中，使Si探测器增加了新的系列，即PIP-SiPIN探测器、Si-APD探测器和它们的阵列、Si漂移室探测器和Si-CCD。
随着科学技术的发展，国防对HgCdTe红外探测器的需要，要求用于HgCdTe单晶的外延衬 底CdTe、CdZnTe单晶具有较高的电阻率，较好的完整性和较大的单片面积，从而促进了CdTe、CdZnTe单晶生长技术的不断完善、发展和提高，从而改变了在上世纪70年代用Ⅲ～Ⅴ族GaAs化合物半导体材料最先成功地制备出有较好能量分辨率的γ射线探测器，也是在室温下成功地呈现有较好能量分辨率的第一种化合物半导体探测器。
在上世纪80年代末，对CdTe核辐射探测器的工艺进行了改进，对较高能量γ射线得到了较好能量分辨率。
到本世纪初，研制出了各种电极结构的CdZnTe探测器和相应的电子学修正技术。
使CdTe、CdZnTe核辐射探测器在室温工作条件下对55Fe5.9keV、125I27.5keV、241Am59.5keV、57Co122keV、137Cs662keV以及60Co1.17MeV和1.33MeV的γ射线，不仅有较高的能量分辨，同时还具有较高的探测效率，填补了闪烁体探测器和HpGe探测器在
X、γ射线的探测应用领域中的不足，从而得到一种在室温下工作，既有高的探测效率又有较好能谱特性和清晰成像能力的探测器，即CdTe、CdZnTe探测器。
不过任何一种辐射探测器都不是万能的，它决不
1 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 能完全替代另外的探测器，它们各自都具有不同的优缺点，如闪烁体＋PMT或与Si-PD组合对中高能γ射线具有较高的探测效率，但能量分辨差，对低能γ射线线性较差；Si探测器原子序数Z小，只能限于低能
X、γ射线的探测应用，否则效率太低；Ge探测器禁带宽度Eg窄，它必须在低温（77K）下工作；而CdTe、CdZnTe探测器虽然可在室温下工作，有较高的探测效率和较好的能量分辨，但由于它们材料性能参数的限 制，即µτ积小，对CdTeµeτe=3.3×10-3cm2/V，µhτh=2×10-4cm2/V；对CdZnTeµeτe=（3～5）×10-3cm2/V，µhτh=5×10-5cm2/V。
对CdZnTe探测 器来说，结果造成电荷收集不完全，对能量高于60keV的γ射线就存在有空穴的陷获效应，使低能侧抬高能谱峰展宽，对能量高于300keV的γ射线就非常明显，从而影响到能量分辨的提高。
对CdTe探测器来说，采用In/CdTe/Pt的PIN结构后，虽然反向电流减小了，能量分辨率提高了，但存在极化效应。
所以要真正实现它们的优点，还必须在探测器的制造中采用合适的工艺技术或是合适的电子学修正技术，而且对CdTe和CdZnTe所采用的工艺还不同，这主要是由于CdTe、CdZnTe单晶材料的生长工艺和它们本身的物理参数不同造成的。
下面简要介绍CdTe、CdZnTe晶体生长和晶体的物理参数之间的差别，以及如何克服它们的缺点来突出优点。
2CdTe CdTe、CdZnTe生长单晶的方法都是采用布里奇曼熔融混合后再改变温度，使其由熔融态变到固态而结晶，但具体工艺不同：
(1)CdTe是掺卤素的移动加热THM(Trave-lingHeaterMethod）的布里奇曼方法。
利用这种移动加热器法熔区掺氯得到的是 电阻率为3×109Ωcm的P型CdTe，电子的µτ积为10-3cm2/V，空穴的µτ积为10-4cm2/V。
日本Acrorad公司利用THM方法生长CdTe单晶。
(2)氯在THM法生长晶体中的分布随晶体
2 棒长度变化。
(3)掺氯CdTe晶体的特性（晶片）。
表1CdTe探测器晶片和电极厚度参数 方位厚度/mm大小尺寸/㎜2切割片掺氯浓度/ppm电阻率/Ω㎝制备电极厚度/nm 参数（111），型号：P型 0.5～1070×70与厚度有关 两面抛光2～5＞109 100～500（1000埃～5000埃） µe＝1100cm2/s·
V,τe＝sµeτe＝3.3×10-3cm2/V µh＝100cm2/s·
V,τh＝2×10-6s µhτh＝2×10-4cm2/V
(4)日本阿开洛公司生产的直径为3英寸的CdTe晶体和CdTe探测器的现状: ①生长晶体的均匀性好；②生长晶体的重复性好（产品稳定）；③单晶在晶锭中的比例（产额）大于85％；④生产CdTe探测器年产量700000片，尺寸为25mm×25mmCdTe探测器是用于X射线成像的正规产品。
(5)制备CdTe探测器电极的工艺。
制备CdTe探测器电极的工艺有两种：一是欧姆接触型，二是肖特基势垒，即N-i-P型。
In-CdTe-Pt(In是施主)，它是三族元素，在ⅡⅥ化合物半导体中它是起施主作用。
这两种电极结构的特点： ①欧姆接触型：正反向电流较对称，工作电压较低，漏电流较大，但无极化效应；②肖特基势垒P-i-N型：反向电流小，可加较高的工作电压，但存在极化效应。
产生极化效应的原因是由于掺Cl的高阻P型CdTe，晶体中存在深能级受主，当探测器厚度＞0.5mm时，由于深能级受主陷获空穴，而产生极化电场（与工作电场方向相反）削弱工作电场，从而导致电荷收集效率下降，这个现象称极化效应。
出现极化效应的时 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 间与CdTe样品的厚度有关，与工作电压有关。
CdTe探测器性能和241Am、57Co、137Cs放射 源的能谱特性的比较：①欧姆接触型：偏压低（70～100V/mm）, 中等的能量分辨,稳定的时间（无极化效应）；②肖特基势垒P-i-N型:高的偏压(700V/mm),优良的能量分辨率,有极化效应,通过减薄探测器厚 度和加较高的工作电压，可以延缓产生极化效应的时间；③使用脉冲工作电压可消除极化效应。
对241Am、57Co、137Cs能谱响应P-i-N肖特基势垒比欧姆接触的要好的多。
(6)带保护环的CdTe探测器的能谱特性。
(7)厚度为1mm的CdTe探测器与电子学修 图1带保护环结构的CdTe探测器 图2厚为1mm的CdTe探测器与RTD结合后对2241Am和57Co的能谱 图3CdTe堆积迭加结构 正技术RTD相结合消除对空穴的陷获效应对能谱测量的影响。
(8)CdTe堆积迭加结构，如图3所示。
对57Co、137Cs的能谱响应，如图4(a)、(b)、(c)所示。
40层×0.75mmCdTe探测器对高能γ射线的能谱响应和对252Cf中子的测量（慢化后 所测到的），如图5所示。
(10×10)～(5×5)×0.75的CdTe探测器 40个堆积，工作在0℃，高密度聚乙烯＋NaCl作为慢化剂，测量252Cf中子，测到Cl俘获中子后发射的6.1MeV、5.6MeV、5.1MeV的3个γ射线峰，以及Cd和H俘获中子后发射的559keV (a)对241Am、57Co的能谱响应 (b)对133Ba、137Cs的能谱响应 (c)对137Cs的能谱响应（（b）137Cs的放大谱） 图4厚度为0.75mm的3个CdTe探测器堆积
3 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· (a)利用聚乙烯和NaCl慢化剂对252Cf的中子响应 (b)对60Co的能谱响应 图540个厚度为0.75mm的CdTe探测器堆积迭加 和2.2MeV的γ射线峰,和对60Co1.17MeV和1.33MeV的γ射线峰。
堆积迭加型CdTe探测器比NaI（Tl）对133Ba、137Cs、60Co测量的能谱性能要好的多。
(9)用于
X、γ射线成像的CdTe像素阵列探测器。
8×8阵列，样品面积有两种，一种为18mm×18mm，厚为0.5mm，像素面积为2mm×2mm；另一种为11.2mm×11.2mm，厚为0.75mm，像素面积为1.35mm×1.35mm。
64个像素构成8×8阵列，阴极面保护环宽1mm，样品衬底厚为250μm的Al2O3陶瓷片。
3CdZnTe晶体的生长和CdZnTe探测器
(1)生长CdZnTe晶体的两类方法一类是以美国EV公司为代表的高压布里奇曼生长法；另一类是以YinnelTechInc为代表的修正的布里奇曼方法，气压仅为2～3个大气压，用CdZnTe单晶作为籽晶的布里奇曼方法MB。
这两种方法的差别：HPB晶体不完全是单晶，制备探测器的单晶体是从多晶体晶锭中挑选出来的，相对来说单晶的产额低些，而MB方法是从籽晶（单晶）开始生长，晶锭单晶的产额高。
(2)CdZnTe单晶片的物理特性
4 迁移率：μe＝1380cm2/s·
V，μh＝120cm2/s·
V。
少子寿命：τe＝(1－7)×10-6s，τh＝(0.05－0.2)×10-6s。
µτ积：µeτe＝(1.38－9.1)10-3cm2/V,µhτh＝(0.6－2.4)10-5cm2/V。
漂移长度：Le＝µτE＝1.38～9.1cm,Lh＝µτE＝0.06～0.24mm,（E＝103V/cm）。
晶体的电导类型，由于Zn的掺入，使CdZnTe的晶格缩减，形成[TeCd]+复合体，使Te反位，[TeCd]+施主浓度相对减少，而[VCd]-隔空位受主缺陷浓度增加，所以不掺In、Al等施主杂质。
In、Al为Ⅲ族元素，它对元素半导体Si、Ge是受主杂质，但在Ⅱ、Ⅵ化合物半导体中是施主杂质。
在Ⅲ、Ⅴ族半导体中是中性杂质时，CdZnTe单晶也是P型，电阻率仅为108Ωcm，[TeCd]+是Te反位占据了Cd的位置起施主杂质的作用。
而[VCd]-即Cd空位是受主，Te反位[TeCd]+和Cd空位[VCd]-在CdZnTe中的浓度与Zn含量有关，所以在CdZnTe单晶中导电类型与Zn的含量有关，而电阻率与补偿Cd的掺杂剂In、Al的含量有关。
表1列出了CdZnTe导电类型和电阻率与Zn含量和掺杂In、Al量的关系。
In或Al在II、III族化合物半导体中替代Cd起施 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 主作用，是补偿Cd空位，形成[VCd-In+]中性复 合体， 使 VCd 受主浓度减小，提高了 CdZnTe 晶 体电阻率，ρ达1010～1011Ωcm，并根据Zn在 Cd1-xZnxTe中的比例显示出不同的导电类型（
P 型或N型）。
(3)CdZnTe探测器电荷的收集和脉冲信号 的形成 以两个平行平面电极构成的CdZnTe探测 器为例，分析电荷的收集和脉冲信号的形成。
并 由此推论出不同的电极结构可消除空穴对信号 脉冲的贡献，而实现单电荷载流子探测器或采用 相应的电子学修正技术来消除空穴对信号脉冲 的贡献。
以致电离辐射为基础的所有探测器，核 辐射与探测器介质相互作用，产生电子、空穴， 产生的电荷正比于核辐射在探测器介质中所损 耗的能量。
若损耗能量为
E0，则产生的电荷数为 N0＝E0/ω，在半导体中ω＝2.76Eg＋0.87eV（Eg 为半导体的禁带宽度）。
由核辐射与介质相互作 用产生的电子、空穴在工作电压（电场）的作用 下向各自的的电极进行漂移运动，在电极上产生 一瞬时电流
I(t），然后进入电子学系统。
在核 技术应用中，感兴趣的是测量核辐射在探测器介 质中损耗的能量，该能量正比于电荷而不是电 流。
电荷是电流的积分，探测器输出到电荷灵敏 前置放大器输出一电压脉冲，这电压脉冲进入主 放(成型放大器）输出一在实际条件下可进行精 确测量的电压脉冲，经过滤波消除一些噪声后达 到最大的信号噪声比。
电压脉冲的形状和幅度正 比于核辐射在探测器介质中沉积的能量和载流 子电荷的渡越漂移过程，最后在多道分析器上得 到一个在每一道内所测量到的脉冲幅度和能谱。
要注意的是，探测器电极的几何形状确定了电极 之间电荷的重新分布。
著名的拉莫定理格式化了 工作电场
E（平衡区域）和权重电场Eω之间的 差异。
工作电场E担负着载流子电荷的运动速 度和轨迹，而权重电场决定了载流子漂移运动 在电极上的感生电荷Q0。
由核辐射产生的载 流子电荷Q0＝q(n＋p）所以形成的瞬时电流 I(t)＝q（nμe＋pμp）EEω，对电极为两个平行平面电极，则Eω＝
1。
平面电极结构CdZnTe探测器，
X、γ射线从CdZnTe探测器阴极面入射，电子、空穴对信号脉冲的贡献可用赫克特公式进行计算： CCE=
Q = Le (1− exp
L − x0 ) + Lh (1− x0 expLh ) 。
Q0L Le
L 电子和空穴收集效率与探测器厚度
L，电子漂移长度Le，空穴漂移长度Lh（空穴寿命τh）、离入射面（阴极）的距离xo等的关系： Lh为µhτhE，E取103V/cm，μh为120cm2/s·
V，τh为（0.05～0.3）×10-6s，按τh≈（0.1～0.2）×10-6s计算，Lh取0.1mm、0.2mm，Le＝µeτeE,E＝103V/cm,µe＝1350cm2/s·
V。
取τe＝2×10-6s,则Le＝28mm；取τe＝3×10-6s,则Le＝40mm，Lh＝µhτhE，E＝103V/cm，µh＝120cm2/s·V；取τh＝0.1×10-6s，则Lh＝0.1mm；取τh＝0.2×10-6s，则Lh＝0.2mm。
①在探测器厚度为0.5mm时，对空穴的收集效率最高；②探测器厚度增加而空穴收集效率降低，当探测器厚度等于或超过3mm时，对空穴的收集效率与探测器厚度无关；③空穴的收集效率随着空穴寿命的增加而增加（即随空穴的漂移长度增加，收集效率增加）；④当探测器厚度大于1mm后，对能量高的γ射线，空穴的上升时间较长，而拉宽了脉冲幅度的宽度，降低了脉冲幅度的高度。
平面电极结构Eω为
1，μe、μh分别是电子和空穴的迁移率，q是电子电荷，n、p分别是电子和空穴的浓度。
探测器耗尽区内的电荷在dt时间内向电极方向移动dx，则在探测器阳极（与前放输入极相连的电极）上产生dQi的感生电荷量，它被电荷灵敏前置放大器的反馈电容所收集，这些电荷就是每一个载流子在整个渡越时间进行漂移的瞬时电流的积分。
脉冲上升时间取决于漂移最慢的载流子，而且与XO即
X、γ射线光子入射深度有关。
载流子的漂移渡越时间大于
5 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 表2利用赫克特公式计算得出在CdZnTe、CdTe探测器中离阴极面不同距离电子、空穴对信号脉冲的贡献 1−(e−x0/Lh) Q=Q×Lh1−e−x0h0LLh L＝0.5mmL＝1mm L＝2mm L＝3mm L＝5mm Lh/L=0.2Lh/L=0.1Lh/L=0.05Lh/L=0.033Lh/L=0.02 1−(e−x0/Lh) Q=Q×Lh1−e−x0h0LLh L＝0.5mmL＝1mm L＝2mm L＝3mmL＝5mm Lh/L＝0.4 Lh/L＝0.2Lh/L＝0.1Lh/L=0.066Lh/L＝0.04 1−e(L−x0)/Le L＝
2 L＝
3 Le
L L＝
5 L＝2L＝3L＝5 149.335.6 0.1mm-0.0703-0.0180 98.4%100%100% 1−e(L−x0)/Le L＝
2 L＝
3 Le
L L＝
5 L＝2L＝3L＝5 2013.3
8 负号表示Qe为电子电荷
C 0.1mm-0.486 99.2%99.75%100% 0.1mm0.63212.6%6.32%3.16%2.1%1.26% 0.1mm0.39315.72% Lh＝0.1mm）xo 0.5mm 2.5mm 0.99319.86%9.93%4.96%3.27% ≈13.3% 1.98% 2% （Lh＝0.2mm）xo 0.5mm 2.5mm 0.918 ≈
1 36.72% 4.5mm≈1 2%4.5mm≈
1 7.86% 18.36% 3.93%2.59%1.57% 9.18%6.06%3.67% 6.6% 4% 4% （Le＝28mm）xo 0.5mm 2.5mm -0.054-0.054 -0.179-0.0933 75%86.7%97.4% 16.7%52.1% （Le＝40mm）xo 0.5mm-0.0375 2.5mm -0.01258 74.6%85.78%95.2% 16.73%51.6% 4.5mm -0.01795 10.1%4.5mm-0.0645-0.01258 10.64% 脉冲成形时间，则电荷收集不完全并产生弹道亏损（弹道亏损：前放的输出脉冲上升时间一般相当于探测器本身的电荷收集时间，如果前置放大
6 器脉冲的整个幅度经成形过程后要保持下来，成形时间常数就必须比前置放大器输出脉冲上升时间长。
由于成形时间常数不能选得任意大，所 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 以成形脉冲的幅度有时稍小于时间常数很大时可达到的幅度。
无限大时间常数可达到的幅度被成形过程减小的程度称为弹道亏损）。
当电荷收集时间有变化，则每个脉冲损失份额也在变化，这会导致脉冲幅度分辨率变差。
在CdZnTe探测器中，由于Lh为µhτhE(E为103V/cm)＝0.12mm，Le为µeτeE(E为103V/cm)＝27mm，所以在CdZnTe探测器收集到的总电荷Qi与
X、γ射线在探测器相互作用产生的电子、空穴的位置有关。
n=N0exp−τte=N0expµl−τxE0 e ee t=l−x0 eµeE p=Pexp−th=Nexp−x0， τ0h 0µhτhE t=x0，hµhE 式中L是探测器厚度，τe、τh、μe、μh分别是电子和空穴的寿命和迁移率，x0是
X、γ射线光子在CdZnTe探测器中相互作用产生电 表3CdZnTe探测器中离阴极不同距离电子、空穴对信号脉冲的贡献
X、γ射线在探测器内衰减吸收产生的电子空穴的位置离阴极的距离/mm X0＝0.1X0＝0.5X0＝0.9X0＝2.5X0＝4.5 1mmQe＝0.91Q0Qh＝0.0632Q0Qe＝0.50Q0Qh＝0.184Q0Qe＝0.10Q0Qh＝0.199Q0 CdZnTe探测器厚度 2mmQe＝0.972Q0Qh＝=0.031Q0Qe＝0.764Q0Qh＝0.036Q0Qe＝0.5576Q0Qh＝0.033Q0 3mm Qe＝0.843Q0Qh＝0.0317Q0Qe＝0.7184Q0Qh＝0.0329Q0Qe＝0.1674Q0Qh＝0.033Q0 5mm Qe＝0.952Q0Qh＝0.019Q0Qe＝0.8632Q0Qh＝0.0199Q0Qe＝0.5159Q0Qh＝0.02Q0 Qe＝0.1Q0Qh＝0.02Q0 子、空穴处离阴极的距离，NO和PO是由
X、γ射线光子产生的电子和空穴的初始值。
从上面计算结果可归纳出如下几点：①对能量低于20keV的
X、γ射线被CdZnTe探测器（或CdTe）完全吸收衰减的厚度为0.1mm左右，从阴极面入射，正好是空穴漂移长度（Lh＝µhτhE）到达阴极而被完全收集。
另外，在靠近阴极0.1mm范围，对信号脉冲起主要贡献的是电子。
由计算可得到探测器厚度为1mm时，电子对脉冲的贡献占91％，而空穴对脉冲信号的贡献仅占6.3％，而且是能被完全收集，不存在空穴的陷获造成拖尾效应，所以可通过冷却来降低噪声提高能量分辨。
另外，CdTe、CdZnTe 探测器对能量低于20keV的
X、γ射线虽然不存在由于Lh造成的空穴陷获的拖尾效应，但由于晶体内存在缺陷，对电子、空穴的陷获造成上升时间拉长，所以用电子学修正技术如RTD仍能帮助提高能量分辨。
②对能量较高的γ射线，例如137Cs662keV，当平面电极结构CdZnTe探测器的厚度超过3mm后，其137Cs能谱测量的能量分辨很差，662keV的光电峰很小。
当平面电极结构探测器的厚度超过5mm(含5mm)时，137Cs的光电峰是与康普顿相连的一个平坦的包。
从计算中可以看到，137Cs662keV被吸收衰减的位置大部分在离阴极4.5mm以后的区域，这
7 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 时电子对信号脉冲的贡献仅有10％，而空穴因Lh≤0.1mm，不能到达阴极，使信号脉冲幅度下降而宽度拉宽，所以在能谱中找不到662keV的峰。
当平面电极结构CdZnTe探测器的厚度为2mm时，例如(18×18×2)mm3对137Cs的能谱响应，可得到137Cs的光电峰。
137Cs662keV的光电峰，根据计算对厚为2mm的探测器，电子对信号脉冲的贡献可达到60％左右，而空穴Lh≤0.1mm，在Lh≥0.1mm后不能被收集，使信号脉冲幅度下降，脉冲宽度拉宽，出现空穴陷获的拖尾。
③由②推导出，对CdZnTe探测器要实现对较高能量γ射线有较高的探测效率，又要有较好的能量分辨，则必须改变探测器阴极的电极结构，如CPG、CFC、FC、CDG等或是采用电子学 修正技术如RTD（上升时间甄别器）。
平面电极结构的CdZnTe探测器对Cs137的能谱测量要得到较好的能量分辨，必须使用RTD电子学修正技术，如18mm×18mm×2mmCdZnTe探测器，使用RTD后137Cs662keV的能量分辨FWHM达到了1.4％(9.3keV）。
对厚度为5mm的平面CdZnTe探测器阴极改为半球形或CDG后，与平面CdZnTe探测器对137Cs的能谱的比较，如图4所示。
④要提高CdZnTe探测器的能量分辨，只依靠降低工作温度是不够的，因为降低工作温度并不能真正改善空穴的漂移长度Lh，所以只有将CdZnTe探测器通过改变阴极结构或利用电子学修正技术，由电子和空穴对信号脉冲的贡献改为只有电子对信号脉冲有贡献的单载流子探测器， 图4厚度为5mm的CdZnTe平面电极结构和将平面电极结构改为半球形或CDG后对137Cs的能谱响应 若这时再加上降低工作温度来降低噪声，可以较好地提高能量分辨。
X、γ射线从CdZnTe探测器阴极面入射，电子、空穴对信号脉冲的贡献（即对电子、空穴的收集效率）随产生电子、空穴的位置离阴极面的距离的变化可由赫克特（Hecht）方程计算出来： CCE=
Q， Q0 Q＝Qe＋Qh Q=Le[1−exp(L−x)]，Q=Lh[1−exp(−x)]， eL LeeLLh Le＝μeτeE，E＝103V/cm,μe＝1350cm2/s·
V，取τe＝2×10-6s,则Le＝28mm；取τe＝3×10-6s,则Le＝40mm，Lh＝µhτhE，E＝10V/cm，μh＝120cm2/s·V；取τh＝0.1×10-6s，则Lh＝0.1mm；取τh=0.2×10-6s，则Lh＝0.2mm。
CdZnTe探测器厚度L为1mm、2mm、3mm、5mm4种情况下，计算的
X、γ射线在离阴极面不同位置（如0.1mm，0.5mm，0.9mm，2.5mm，4.5mm）电子、空穴对信号脉冲的贡献，示于表
3。
（未完，待续）
8 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 开始运行的J-PARC Ⅰ.强流质子加速器设施的现状 永宫正治等 （日本原子能研究开发机构、高能加速器研究机构） 1前言 日本原子能研究开发机构（JAEA）与日本高能加速器研究机构（KEK）合作在茨城县东海村JAEA的原子能科学研究所场区内建设能获得高能量质子束流的强流质子加速器（J-PARC：JapanProtoneleratorResearchComplex）。
J-PARC是把强流质子加速到高能的加速器设施，其目的是要产生各种次级粒子（质子与原子核反应产生的中子、μ子、称之为K介子的短寿命粒子、π介子再衰变产生的中微子等），并把它们作为束流利用，进行从基础科学到产业应用广泛领域的研究。
如图1（译文略）所示，J-PARC用高能质子轰击原子核，原子核发生散裂反应，作为该反应的产物是产生强流次级粒子束。
为了获得适合生成各种次级粒子能量的质子，质子加速器由直线加速器、3GeV的快循环同步加速器与50GeV同步加速器3段组成。
设施建设从2001年开始，现在已经完成了除中微子以外的厂房建设，加速器束流试验也由3GeV快循环同步加速器成功地加速到3GeV。
预定2008年进行50GeV同步加速器的束流试验，2009年春完成当初预定的第1期计划。
尤其是，2008年春进行向实验设施之一的物质·生命科学实验设施入射质子束与产生中子的试验，预定2008年下半年开始供中子实验装置的利用者使用。
现在可以说J-PARC快要正式投入运行了。
在此，对该新实验设施能产生什么样的研究成果，现在以连载的方式进行介绍。
2J-PARC的目的 J-PARC把中子、μ子、中微子、K介子等量子束流应用到多种研究领域。
作为实验研究设施，有原子核基本粒子实验设施（强子实验设施）、中微子实验设施、物质·生命科学实验设施（μ子与中子实验设施）、核转换实验设施等(图
2，译文略)。
其中，核转换实验设施是第2期计划，目前是进行研讨阶段。
由核电站产生的高放废物，为把其中含有的长寿命放射性核素进行转换处理的技术还未开发。
计划用该实验设施进行该技术的基础性开发研究。
其它设施近期建成。
这样，由J-PARC得到的量子束流，可以进行从基础物理到物质科学与原子能上述对象广泛范围的研究。
各研究的详细情况以连载形式进行介绍。
以下对由近期完成的设施进行的研究作一非常概要的介绍。
2.1利用脉冲中子与脉冲μ子的研究 物质·生命科学实验设施是利用脉冲中子与脉冲μ子的实验设施，是与Spring-8同样利用形式的用户设施。
尤其是，物质·生命科学实验设施的中子源，利用由1MW目标功率（能量×电流）的质子束得到的中子开展研究。
1.4MW的美国SNS计划，先于J-PARC，于2007年秋开始一部分供这方面使用。
但在加速器中子源的重要特征的脉冲中子特性方面，J-PARC优于SNS。
相对SNS的60Hz（每秒钟60个脉冲），J-PARC是25Hz（每秒25个脉冲），重复数少，所以每个脉冲的中子流强比SNS高1.7倍。
9 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 具有低能的中子，由于它的波动性质，发生与X射线同样的衍射现象。
利用这种性质可以研究物质的结构。
现在，由于辐射光的出现，利用Spring-8等对物质与材料的结构及功能的解明有极大发展。
辐射光对本质上观察电子，中子不仅对观察电子，而且对观察原子核，适合于轨道电子少的轻元素，特别是适合于氢原子或水分子的观测。
因此，在决定氢燃料电池等的轻元素功能材料与蛋白质的主要组成要素的氢·水和物的配置中，中子能发挥它的威力。
而且，即使是比X射线能量低6位数的低能热中子束，由于是电中性，也不妨碍电子能围绕在原子核近旁。
因此，通过非弹性散射，能够有效地使高分子与蛋白质等的功能处于激发状态。
J-PARC是世界上这种高灵敏度非弹性散射测量装置的先驱。
再者，中子也可以说是微观磁铁，能对物质磁性的研究做出极大贡献。
在该领域，日本走在了最前面，在中子物理学方面也是如此，能期待今后的发展。
另一方面，μ子与中子不同，它具有电荷，也具有磁铁的性质（自弦）。
利用它，能测量物质的内部磁场。
再者，带正电荷的μ子具有质子那样的性质，能用于研究物质内空间氢的行为。
把μ子作为物质内探针的研究，称为μSR，是与核磁共振（NMR）类似的方法，使研究更短的亚微秒的现象成为可能。
而且，带负电荷的μ子与质子一结合，成为轨道半径小的氢一样的原子，研究它的相对论效应的基础物理研究也在计划。
2.2强子与中微子研究 50GeV同步加速器上设置有强子实验设施与中微子实验设施。
在强子实验设施上用质子束照射镍靶，主要产生K介子，把它们引入次级束流管道进行各种实验。
所谓强子，是质子与中子等3个夸克的集合体（重子）与夸克反夸克的集合体（介子）的总称。
尤其是K介子，具有奇异的量子数，这是地球上没有自然存在的特殊性质。
因此，K介子一入射到原子核，据说其密度变得几乎与中子星匹敌。
研究在这样的夸克集合体中发生的K介子的质量变化，能期待获得解开 10 质量生成的谜团的钥匙。
再者，由于精确研究该“奇异”的强子的K介子向特定粒子变化的极其稀少的过程，也能期待基本粒子理论的新发展。
另一方面，中微子实验设施，把中微子向距离295km的岐阜县神岡町中微子检测器（超级神岡）发射，在神岡测定该中微子。
尤其是，研究3种中微子内哪种中微子发生变化，首先进行决定中微子状态间混合率的重要实验。
第1种与第3种中微子间的混合率小，期待J-PARC首先能观测。
再者，根据该结果，能期待超过现在的基本粒子标准理论的基本粒子理论的新发展。
3集加速器技术之精华的J-PARC 为了进行大量出色产生这产多彩的次级粒子的实验，根据各种次级粒子种类与实验的特性，覆盖从数GeV到数十GeV能量范围的大功率质子加速器是必要的。
因此，在J-PARC上建造了3GeV同步加速器与50GeV同步加速器（在第1期40GeV），把前者作为后者的入射器使用。
再者，作为3GeV同步加速器的入射器是建造的400MeV（开初181MeV）直线加速器（第2期为加速器驱动核废物处理，有加速到600MeV的计划）。
3GeV同步加速器被用作脉冲中子源加速器。
SNS不用环（ring）加速，而采用1GeV的储存环（umulatorRing:AR）方式。
但J-PARC采用快速循环同步加速器（RapidCyclingSynchrotron:RCS）方式。
由于J-PARCRCS加速到3GeV，所以具有能获得该束流功率1/3的束流电流的优点。
再者，为了从400MeV加速到3GeV，与SNS用1GeV的直线加速器相比，J-PARC的入射器直线加速器用400MeV（开初181MeV）的直线加速器就可以解决。
在入射电流小于1/3时，由于入射能量低，所以有由于入射时束流损失引起的活化小的优点。
一般情况，用环的束流损失的一大半是设计集中在准直管(Commimator），但J-PARC的场合，束流损失的允许值（由于发热，辐射屏蔽困难）是4kW，这相当于3％的束流损失。
而SNS的AR方式只允 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 许有0.4％的束流损失。
一般情况，考虑到向环入射时束流损失不可避免，这是RCS的最大优点。
这样，在原理上RCS优点多，从以前的例子看，与RCS方式的英国卢瑟福研究所ISIS的160kW相比，AR方式的美国洛斯阿拉莫斯研究所的LANCE是100kW。
可是，在SNS中采用AR方式的理由是，由于预想MW级的RCS有以下很多技术困难。
(1)必须要有高加速电场梯度（J-PARC必须要有以前的2.5倍）；
(2)一般的金属真空管由于快速变化的磁场产生涡流被加热，所以必须要使用陶瓷真空管；
(3)对磁铁本身也有必要实施涡流对策；
(4)J-PARC使用8种电磁铁，但必须根据各自的个性（例如：漏磁场的差与随着它的饱和特性的差）精确控制各个磁场使其快速变化；
(5)由于入射能量低，一般情况下空间电荷效应大。
为了缓和它，必须要有大口径的电磁铁；
(6)必须把加速时的束流损失限制到最小。
以上几点中，在RF加速空洞中，要达到以前的2.5倍电场梯度极其困难。
受到全日本多所大学的支援，好不容易才赶上开发。
再者，即使直线加速器，也采用了大电流离子源、前段新形式的4重极直线加速器、加速空洞能适用加速管的高频等开发的许多新技术（图
3，译文略）。
解决了这些课题，直线加速器于2007年1月24日成功加速到181MeV，RCS也比计划提前2个月于2007年10月31日成功加速到3GeV。
在束流实验方面，2008年5月完成了中子源靶的准备，不过是用耐力小的试验用的束阱(beamdump)，全部加速器机器自身以25Hz运行，进行束流1个脉冲运行的试运行。
2008年2月，以1个脉冲运行换算成25Hz运行，已进展到能获得相当于130kW的束流。
在这样顺利的束流试验进展的情况下，直线 加速器以极好的稳定性与再现性进行运行。
在加速途中，现在几乎检测不出束流损失，可以说是世界上首先采用束流光学设计获得成功。
4设施终于开始利用 J-PARC与欧美单一用途的大型实验设施不同，它是各领域研究人员利用的、日本独自的多用途研究设施。
因此，各领域对设施的利用形式也颇不相同。
在中微子研究方面，包括日本在内的400名研究人员从世界汇集组成一个国际团体，一面分析“超级神岡”的数据，一面花费数年时间继续测定向电子中微子的混合率。
在强子实验设施方面，相当于分支的次级束流线数目的多个研究小组同时进行数据收集，每个小组以数个月到1年的时间进行实验。
研究小组有数十人的国际联合小组与国内小组的情况都有。
在物质·生命科学实验设施方面，从2，3天到1周左右，最短几个小时，每一个实验的几个人的研究小组同时使用多条束流线，交替进行利用研究。
这样，利用形式是各种各样，根据这种情况，必须准备最佳的利用系统。
关于强子和中微子研究，已经在进行课题公募与筛选、审查，决定最初的实验课题，其专用测定装置的整备在扎实进行。
另一方面，μ子与中子，在每条束流线设置有广泛利用的实验装置，每种装置每年进行2次左右的课题公募，按课题分配利用时间。
作为对这样的利用者、课题公募、筛选审查委员会一元化受理的窗口，设立了用户办公室。
在此，对其他利用者也进行支援。
在物质·生命科学实验设施方面，在2008年底开始供利用之前，预定进行无偿公开成果的课题的公募。
为了应对有偿非公开型产业利用，在进行课题审查体制与利用费用体系等软件方面的整备。
J-PARC快要接近束流试验的尾声，开始正式利用已进入读秒阶段。
（未完，待续） 译自原子力eye，Vol.54，No.5，P.50～ 53（2008）(徐桂） 11 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 开始运行的J-PARC（续Ⅰ） Ⅱ．世界最高性能的实验设施群 池田裕二郎等 日本原子能研究开发机构、高能加速器研究机构） 1前言 J-PARC的最大魅力是在于作为探测以强流质子束产生的多彩的中子、μ子、K介子、中微子等次级粒子的探针进行广泛范围的最尖端研究。
此次就利用中子和中微子的物质·生命科学、利用K介子的基本粒子·原子核物理、中微子物理等的推进中，为达到科学目标建设的J-PARC的4大实验设施的高性能介绍它们的实力。
2脉冲核散裂中子源设施 中子束作为带来21世纪中凝聚态物质探测器进展的旗手，集约了世界的期待。
为了应对高涨的中子束的需要，世界高性能的1MW功率的J-PARC脉冲中子源设施终于可以在2008年底开始运行。
中子是循环由J-PARC的3GeV质子同步加速器射出的25Hz脉冲状质子束入射到水银所产生的。
水银由于有对中子的吸收量大、无热应力的破坏、以自己的流动能确保冷却性能等优点，所以采用水银。
采取在不锈钢容器顶部入射窗质子束方向上，形成直角的水银流，回到后方的横流方式，实现了由1MW质子束产生的热负荷的去除。
再者，水银与质子和中子反应而被高度活化，采取在外侧设置容器、确实对环境无影响的构造，用远距离操作进行处理。
这些都是世界上首先试验的技术挑战，都实现了。
图1（译文略）所示的是为远距离操作装在移动台车上的水银靶的照片。
12 在中子散射实验方面，把由靶产生的中子的能量从适合实验的eV减速到meV，作为束流引出来。
对于该中子的慢化剂，采用了慢化效率高的低温氢。
根据实验的多样性，配置了3种类型的慢化剂（重视流强的结合型、重视脉冲时间分辩率的非结合型和重视追求尖锐（sharp）分辩率的毒物(poison)型）。
这些慢化剂把低温氢的状态全部采用散乱状态，结合型单独配置大容积的圆筒形容器，实现3～4倍的时间积分中子流强；非结合型在极大提高时间分辩率的同时，脉冲峰值增加50％，吸收剩余低能中子耐辐射性强的银-钢-镉合金的引入采用尖锐脉冲是它的特征。
其结果，与先行的美国SNS（功率1.4MW）相比，功率不到1MW，但时间积分强度高1.4倍，脉冲频率25Hz，比SNS的60Hz低，所以脉冲峰流强约高2倍，JSNS名副其实地能实现世界最高脉冲中子源性能。
在完成最大发挥设施性能方面，是能最有效利用引出的脉冲峰的实验装置。
能利用的束流线总数23条中的12条由把重视流强的结合型慢化剂估算在内的装置所占有，这是一大特征。
再者，重视利用斩波器整齐输出非弹性散射实验装置的配置也是特征。
以世界最高时间分辩率为目标的装置特别是采取配置从实验大厅向外侧引出束流线的配置。
再者，微小范围内的残余应力特殊化测定装置要由产业界申请。
生物单晶分析装置与大流强粉末衍射装置及时做好以茨城县当地产业利用的整备。
为解明高温超导功能发挥作用的非弹性散射测定装置，和以核转换系统与宇宙物理学必要的核数据的取得为目的的装置整 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 备计划的竞争资金获得进展。
图2（译文略）所示的是建设中的和计划建设的具体实验装置的配置图（建设中和计划建设的装置有：超高分辩率粉末衍射装置（KEK）、核反应测量装置（北大）、基础物理实验装置（KEK）、生命物质实验装置（茨城县）、动力学分析装置（原子能研究开发机构）、四维空间中子探测装置（科研费）、高强流泛用全散射装置（KEK、NEDO公募）、材料结构分析装置（茨城县）、新材料分析装置（原子能研究开发机构）、高性能样品水平型中子反射率计(KEK）、纳米结构分析装置（原子能研究开发机构）、低能分光器（原子能研究开发机构）、高分辩率斩波分光器（KEK）、特性试验装置（原子能研究开发机构）等）。
这些装置是引入了最大限度发挥中子源设施性能的先进概念与最先进技术的基本装置，目标是从2008年度后半期起陆续提供使用。
3μ子科学实验设施 日本在历史上与介子科学关系密切，是由汤川秀树博士预言介子存在的有名国家。
汤川秀树博士预言的介子（π介子）与π介子衰变生成的μ子，在今天利用大型加速器能人工制造出来。
日本走在世界前列，1980年在日本东京大学理学部介子科学研究设施（现在KEK(高能加速器研究机构)-MSL）上，诞生了脉冲μ子源。
瞬时流强大，有效利用RF与激光器的极端条件同歩产生的“脉冲”特征，创建很多研究方法，哺育了广泛研究。
可是，从束流强度的观点看，与世 界标准的TRIUMF、PSI等的DCμ子源，英国ISIS、理研RAL的脉冲μ子源相比，逊色2位数。
为了改变这种状况，再次成为日本μ子科 学研究“核心”的是J-PARCμ子科学实验设施(MUSE)。
本设施建成之后，能产生流强为 KEK-MSL400倍世界最高强流脉冲μ子，将使下 代科学研究飞跃发展。
MUSE位于中子科学设施的上流，在第1期， 在朝着中子源的质子束流线上穿刺状地设置20mm厚的石墨靶、附带的scraper群。
该靶上， 在下流方向以60°的引出角度安装2根衰变· 表面μ子管道；上流方向以135°的引出角度安 装2根表面μ子管道。
图3（译文略）所示的是 现阶段计划的μ子管道的配置与基本规格。
3.1衰变·表面μ子管道 衰变·表面μ子管道能获得衰变μ子与表面μ子。
衰变正、负μ子束是由从生成靶生成 的π介子在长尺寸的超导封闭螺旋管中飞行，衰 变成μ子而得到。
在计算上，能获得107µ±/s的衰变μ子（2～54MeV）。
另一方面，表面μ子 束是从生成靶中一旦停止正π子衰变飞出的正 μ子（4MeV），得到3×107µ+/s世界最高流强脉冲状表面μ子束。
2008年度该衰变·表面μ 子管道仅设置1根。
表1衰变·表面μ子管道 束流能量/MeV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns束流大小/mm2 流强/s-
1 孔道数/条 表面μ子(µ+)4.1 ～0.2～10～10030×403×107µ+
2 衰变μ子(µ±)5～50 1mm～～cm～15～10070×70 106～7µ±
2 3.2表面μ子管道 表面μ子管道是特化表面μ子的μ子管 道。
由配合束流时间结构的正确脉冲形状的电场喷射器（kicker）装置、束流脉冲限幅器 (shicer)，把106～7µ+/s流强的表面μ子束几 乎同时输送到4条实验孔道。
表2表面μ子管道 束流能量/MeV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns束流大小/mm2 流强/s-
1 孔道数/条 表面μ子（µ+）4．1～0.2～10～10030×40 106～7µ+4 13 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 3.3超低速正μ子管道把由大立体角普通传导和超导弯曲螺旋管 电磁铁群引出的强流表面μ子射入高温热的钨 箔，这时，用脉冲状激光把从钨箔表面在真空中 蒸发的μ子素（mu；µ+e−）共振化，得到高辉 度的超低速µ+子束。
KEK-MSL、理研-RAL的以 前研发结果，和J-PARC的μ子设施都达到了获得104～6µ+/s的强流低速μ子的目标。
有亚纳 秒时间分辩率、直径1mm的微小束流的实现、以以前不可能的高时间分辩率、微小单晶·薄膜试样为对象都成为可能，在磁性薄膜与钠米物性研究等的产业应用方面，是诞生了划时代的工具。
表3超低速μ子管道 束流能量/keV射程/mm 能量范围/%时间宽度/ns 束流大小 流强/s-
1 孔道数/条 超低速μ子（µ+）0～300～200＜1 8.3（现在）～sub3mm×4mm（现在）～1φ 104～6µ+
2 4强子实验设施 导出从50GeV-PS缓慢引出的束流进行超核实验所谓的计数器实验的强子实验设施（以下称Hd大厅），预定2008年度中期开始进行物理实验。
关于实验室内设置的次级束流线的构成等，由研究者团体代表组成的国际委员会对公募的实验提案进行精查，以接受该建议的形式，建设小组在“保证最初应进行的实验课题的实施，而且应留有能够进行多种实验可能性”的方针下，进行其设计与配置。
现在的束流线的构成与建设中的设施一并示于图4（译文略）。
除建设2条中、低能K介子束流线K1.8与K1.1，和1条中性K介子束流线KL外，留有建设试验束流线的余地。
第一期限制在实验室内，只设置1个生成靶（T1）。
将来，要设置第2个靶（T2），从一次 14 束流线上流部把新的束流线引出到实验室，也成为进入视野的实验室设计。
在Hd大厅内，首先设置T1靶，入射的一次质子束的30％与靶物质相互作用，产生K介子等次级粒子。
在T1靶的下流，设置次级束流线的电磁铁，但由于靶释放巨大的能量（power），为了保护电磁铁，在靶与磁铁之间设置用热导率良好的铜制造的准直管。
这些最上流部的数台磁铁与准直管设置在巨大的真空槽中。
这是在磁极之间贯通真空管（pipe）的一般束流线的构造，真空管的去热几乎是不可能的。
为了将维修时的被照射控制在最小限度，在真空槽内也设置了辐射屏蔽体，采取磁铁与准直管一体化出入的构造。
图5（译文略）所示的是T1靶与真空槽的概念图。
建成后的Hd大厅，是位于松林覆盖的海边风景优美的设施，但它的深奥之处是，为控制世界最大功率的一次质子束流、产生未曾有过的强流次级粒子，尽人该知的设计的机器群，这是与强烈的热和辐射作斗争。
5中微子实验设施 用从50GeV-PS快速引出的质子产生的中微子射入位于295km之外的岐阜县神岡的中微子探测器“超级神岡”中，目的在于研究中微子的基本性质，图6（译文略）所示的是中微子实验设施，预计从2009年4月开始束流运行，现在处于建设的最终阶段。
首先，从加速器每隔约3秒引出的3×1014个质子被由28台超导电磁铁构成的一次束流线的弧形部（图7.a）弯曲85°，朝向神岡方向后，在最终会聚部向靶的方向会聚。
在最终部的下流，设置有让质子碰撞，产生成为中微子源的π介子的靶，与为了使该π介子向神岡方向会聚的电磁铁的电磁喇叭形辐射体（horn）3台的靶站（targetstation）。
直径3m、长90cm的碳棒靶，设置在如图7.c（译文略）所示的第一电磁喇叭形辐射体内部，装在如图7.b（译文略）所示的巨大钢制氦容器内。
（下转第21页） 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 加强核知识管理 1国际原子能机构呼吁加强核知识管理 核知识管理正成为核活动的重要组成部分，2008年5月14～16日在奥地利维也纳举行的名为“合作促发展”的核知识管理高官会议的报告就说明了这一点。
近40个国际原子能机构的成员国的代表参加了本次会议。
报告说核知识管理必然是“所有大型核工程的组成部分；所有涉及研究、开发、利用核能与放射性技术的公司或机构管理系统的组成部分；政府核能开发计划和政策的组成部分。
” 会议报告说，舆论普遍认为，几十年来在电力和非电力领域里通过研究和开发积累了大量核知识，未来对它们需求肯定将是增长的。
其价值除了体现在维护改善安全上和设计建造新设施上之外，作为一个积累知识的宝库，还需要它来帮助处理有关退役和废物管理方面的问题，以及加强核技术在医药、农业和工业上的应用，特别是在发展中国家里。
报告提到，在经过了核能的长期停滞甚至是衰退后，因为劳动力老化和知识的失传，一些国家正受到核知识遗失的威胁。
由于在尖端核科学、工程教育和研究计划等方面长期缺乏投入和可用性，熟练的核专家正日益短缺。
而来自其他工业领域的激烈竞争也是人才短缺的原因之
一。
“还有个问题，”报告说，“核电部门对合格专业人员的需求正在呈指数增长，除非形势得到控制，否则核工业将面临严重后果。
” 在寻找支持核知识管理的途径的问题上，会议发现“各成员国渴望分享各种最优做法，包括知识管理在核电工业和非核电应用领域里已经被证明的步骤、方法和有效工具。
”实际上，无论是那些有核电装置国家还是那些只有非核电应用的国家，对核知识管理的需求在本质上都是 相同的。
报告还指出，“在这两个应用领域里，各成员国需持续支持它们开发和实施有效的核知识管理项目。
” 与会代表们直接致函国际原子能机构，“强烈推荐”了一系列活动来提高对此问题的认识。
报告说，国际原子能机构将帮助和支持各成员国建立和维护与核相关的专长和能力，并继续推动在核教育和培训中统一课程。
报告说，国际原子能机构要帮助各国清楚地认识到他们有责任管理好核知识以保证持久的核安全，特别是政府和管理层。
国际原子能机构所能提供的帮助包括：为设施运行人员制定要求和核知识管理的最小标准；建立牢固的区域和区域间核教育网络；并且为每个区域提供一个论坛，使得各国的核机构在实施核知识管理项目时能彼此互动、交流经验和最优方法。
国际原子能机构和成员国还将发展核知识管理系统的自我评估准则、性能指标和基准等。
通过国际原子能机构的“知识协助访问”活动开展的重要工作也将继续下去，并把范围扩展到非电力设施、设计机构和全国的核知识基础设施等地方。
报告还提到，会议建议国际原子能机构指导各国把知识管理方法用于商业案例的实践，使之成为有回报的投资而不只是一项花费。
报告说，将为核知识管理开发一个与（美）核能研究所的“标准核性能模型”相一致的面向过程的方法，并且国际原子能机构将继续支持和帮助培训“核英语”，把它作为一种标准的技术语言。
报告说，国际原子能机构要让核市场上的卖方也明白，它们同样有责任保证别国在发展核电时有充足的知识和资源，以利开展持续有效的核基础建设。
国际原子能机构将促使它们也加入对 15 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 该领域的资助。
2一个战略因素 国际原子能机构核知识管理科科长YankoYanev对核新闻说，会议决定把核知识管理看作一个战略因素，从核电站的设计到退役的每个阶段作全程运用。
“核知识管理不只是一个标准，它更是一个不可缺少的工具。
”他还说：“如果在建第一批电站时人们就能认识到这一点，现在我们也就不必如此担忧了。
” Yanev表示，如果能顺利实施，该战略将在后代的运行人员和专门知识之间架起一座交流的桥梁。
他说：“现在人们都很不安，因为他们没有准备好应对专门知识的衰退。
”统计表明，美国40%的核工业从业人员即将退休。
Yanev说：“知识管理从设计阶段就要开始，而且必须维护从设计到退役的整个过程中几代人的专门技术和知识。
现在，这个跨度长达80年，这意味着你必须让知识传递3代人。
早期的电站寿命只有30年，而现在是60年。
新电站虽然说起来是设计运行60年，但所有的人都知道还要加上退役去污的时间，最后它们的寿命实际是80年。
” “已经具有完备规划的国家相信，由于他们有知识管理系统，未来将较为安全，”Yanev继续说，“国际原子能机构有一项专门的服务叫‘知识协助访问’。
我们受邀来到核电站，帮助他们把内部知识系统就位，或者对已有系统加以改进……我们得到的反馈是非常非常正面的。
下个月我们将访问乌克兰的一个电站，同时我们正在讨论关于访问一些美国的公用事业和一个欧洲大型公用事业的事宜。
” Yanev还提到，2008年7月14日至18日在华盛顿召开的一个由国际原子能机构组织的会议，主办方是EXCEL服务公司,“开发一个标准的面向过程的知识管理系统，把它能作为一种标准化的方法引入到所有核电营运组织。
”虽然华盛顿的这次会议针对的只是营运组织，而不是国 16 家，但他说：“它非常重要，因为一旦它被营运者采用，监管层也就得认真对待了。
”他指出，如果会议成功，“在不远的将来，我们有可能为核电营运组织提出一个核知识管理的标准。
” 一些国家已经表示，政策上希望或打算引入核电。
Yanev提到，其中一些国家是没有太多知识资源的，甚至缺乏大学生。
他说如果它们打算遵循现行的安全、防扩散、保安制度以及其他要求的话，就要为此做切实的努力。
3保护快堆运行经验 一份记载全世界快堆运行的研究著作和经验教训的目录，已经在国际原子能机构的一个合作研究计划中被整理出来，标题为“快堆设备和系统运行经验的分析和反馈”。
该计划的第二次研究合作会议于2008年5月20日至23日在维也纳召开。
国际原子能机构的科技秘书AlexanderStanculescu对核新闻介绍说：该合作研究计划始于2006年，主要集中在关于快堆运行的研究著作上，著作的内容来自于快堆运行50多年来在以下3方面的经验：燃料和转换区分组件、结构材料和蒸汽发生器。
这些经验对快堆的研究和技术发展都是十分必要的。
Stanculescu说：“我们将传达两件事，首先是一个著作参考目录，按如下方式分类：书籍、文章、报告、报纸、学位论文、设计文档、代码描述、图纸、工作素材。
第
2，既然我们有了这个清单（我们称反应堆目录），就应该为这3个方面写出经验总结报告，或者综合报告。
” 来自中国、法国、印度、日本、韩国、俄罗斯等六个国家的核院所正在参与该计划。
英国和美国引人注目地缺席了这个阶段的活动，对此Stanculescu说，如果这两国不能都来的话，他也希望最后至少美国能参加进来。
Stanculescu说，还在运行的快堆包括：印度卡尔帕卡姆的实验快堆（4万kW，1985年首次达到临界）、日本的常阳实验快堆（10万kW， 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·综述· 1985年首次达到临界）、俄罗斯季米特洛夫格勒的BOR-60实验快堆（5.5万kW，1980年首次发电）。
对此他还补充了两座重要的反应堆：日本敦贺市的文殊堆（71.4万kW，暂时关闭）和法国马库尔的凤凰堆（56.3万kW，1973年首次发电）。
1995年，文殊堆在它首次发电后仅几个月就因为钠泄漏和二回路失火而关闭。
（该堆将在今年底重新启动。
）凤凰堆正以设计功率的2/3运行，计划于2008到2009年关闭。
对于已经关闭的反应堆，Stanculescu提到了法国Creys-Malville的超凤凰堆（299万千瓦，已退役）、美国华盛顿州里奇兰城的快中子通量试验装置（FFTF，40万kW，不确定退役）、德国卡尔斯鲁厄的KNK-II（5.8万kW，已退役）、法国卡达拉什的“狂想曲”快堆（4万kW，已退役）、哈萨克斯坦阿克套港的BN-350（75万kW，计划退役）、英国敦雷的原型快堆（PFR，65万kW，已退役）、美国爱德华洲爱达荷福尔斯的试验增殖反应堆II（EBR-II，6.3万kW，已退役）。
Stanculescu说，第2次研究合作会议为今后两年制定了工作计划和时间表。
还初步草拟了一个涵盖前述3个方面的主题清单。
4保存快堆知识 2003年，国际原子能机构最早的常设顾问组——快堆技术工作组开始了一项关于快堆知识保存的合作研究计划，Stanculescu是该顾问组的科技秘书。
Stanculescu表示，快堆在一些国家经历了几十年大发展后，从上世纪80年代起开始陷入低迷。
在美国，快中子增殖反应堆事实上已完全停止发展。
他说：“到1994年，克林奇河增殖堆被取消，另两个快堆实验装置FFTF和EBR-II也已关闭，后者还是永久性的。
FFTF开始还是被置于待命状态，但现在它也面临永久性关闭的命运。
” “其他国家也都存在项目被终止或被削减的情况。
在法国，超凤凰堆于1998年底被关闭。
在德国，SNR-300建成后没有投入运行；1991年，KNK-II在运行了17年后被永久关闭。
在英国，1994年PFR被关闭。
在哈萨克斯坦，1998年BN-350被关闭。
” Stanculescu表示，在快堆开发上的投资越来越少，与此类似的是从业人员大量退休而新招的人员却很少。
因此，热室、燃料制备和检查生产线、地震试验台架这些设施渐渐不受重视或者被关闭。
“可以断定，我们运用快堆技术的能力已经岌岌可危，因此必须保存好业已积累的知识，直到以后经济上开始需要快堆了。
” Stanculescu又说，这个计划与国际原子能机构的广泛努力是非常一致的，都是致力于对核知识进行管理、保护，使之能传给下一代。
计划的目标是阻止数据和信息被破坏，检索数据，然后评估其重要性并决定取舍，并且建立起信息到不同项目的链接。
他说，本次合作研究计划的目标包括：保存钠冷快堆的试车、运行、退役的经验反馈；帮助人们便捷地获得这类信息；写运行经验总结报告。
“为了达到这些目标，”Stanculescu说，“参加者将可以对所有相关的文档和信息进行检索、访问、存档。
存档步骤包括把文档转换成电子格式和数据库操作这两部分，数据库是按照信息所属的科技主题和所属的反应堆进行编排的。
接下来将进行鉴定、评估，使已有的数据形成系统。
我们将出版一些分析报告，内容包括从经验中总结出的各种合理建议。
” 译自NuclearNews,Vol.51,No.8,P.51～54(2008) (居彤) 17 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 亚洲的发展与引入核能发电的潮流 ——亚洲原子能合作论坛（FNCA）部长级会议联合公报的意义 町末男 （FNCA的日本协调人） 1呼吁把核能发电列为CDM对象的FNCA“联合公报” 已进入石油每桶100美元以上的时代，而且在减少使地球温暖化严重的二氧化碳（CO2）必要性的高涨中，迫使发展速度快的亚洲各国重新评价能源战略。
在这种情况下，FNCA成员国对“核能发电的价值”的评价高。
2007年12月18日在日本东京召开的FNCA部长级会议上，由9个国家通过的、决定提高世界对“促进洁净能源的核能发电”、“把不排放温室效应气体的核能发电作为洁净开发机制(CDM）和气候变化特别基金的对象”的重要性认识的“联合公报”的意义极大。
今后，有必要在国际会议上绍介该公报，在适当的讨论场所进行讨论。
2能源战略与核能发电 亚洲各国，在随经济发展的能源消费急增中，由于化石燃料资源有限，并要解决地球温暖化问题，所以深刻地认识到经济性优越、安全技术已经确立的核能发电是解决上述问题最现实的方策。
这已由各国的部长或副部长在电力消费急增中，作为确保电力稳定供给手段，对期待核能发电作用的许多发言中，得到了体现。
COP-13在巴厘岛结束之后，马上召开了这次部长级会议，对气候变化与能源供给的关系也进行了讨论，把重点放在不产生CO2的核能发电 18 的优点上的意见在继续增加。
上述“联合公报”也已通过。
2.1中国积极的核能政策的进展 经济增长率超过10％的中国的电力消费急增，其电力的70％是由埋藏量多的煤炭火力发电生产的，所以CO2的产生量也多，对环境造成了严重污染。
二氧化硫（SO2）气体的年排放量2005年高达2549万t，1/3的国土受酸雨严重影响。
因此，政府决定，在现行的5年规划中(2006～2010年）把每单位GDP能耗下降20％(每年下降5％），积极引入洁净的核能、水力。
在现行的5年规划中，核电站建设从“适度发展”更改为“积极发展”。
如中国原子能机构主任孙勤所说，2020年运行中的核电站装机容量要达到40GW，建设中的核电站装机容量达18GW。
可是，40GW不超过那时所需总装机容量的4％。
2007年田湾核电站的2座各100万kW的发电堆投入运行。
4座各100万kW的发电堆建设作为红沿河核电站的第一期计划，于2007年8月开始动工建设。
另外，还有4座AP1000(110万kW)、2座EPR的契约已经签订，计划进展顺利。
2.2印度尼西亚——为保存化石资源，计划引 入核能发电印度尼西亚原子能厅长官说，印度尼西亚有石油（可开采23年）、天然气（可开采62年）资源，但这些都是重要的战略物资，它的出口是 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 国家的重要收入来源，所以有必要长期保存。
因此，必须把石油的消费比例减少到现在的1/3，增加煤炭的比例，引入核能发电。
在政府制定的计划中，在2017～2018年要有2座各100万kW的核电站投入运行。
印度尼西亚由于有3500名职员与30MW的大型研究反应堆的原子能研究所（BATAN），所以人员和技术基础都有一定程度的整备。
即使安全方面，也已成立了原子能安全厅，在建设独立的法规系统。
课题之一是，要得到预定场址所在地穆里亚岛当地居民与一般国民对核能发电的理解。
现在科学技术部、能源·资源部已投入力量从事这方面的工作。
2.3越南——经济增长率高、作为解决电力不 足的决策，急需引入核能发电越南经济年增度率高达8％，预测能源需要到2020年时将增加4倍。
据推算，石油埋藏量只够开采30年，煤炭能够开采127年。
而且现在在促进石油和煤炭的开采，增加石油和煤炭的出口量，以此作为国家的重要财源。
从电力供给的长期稳定性与保护环境的观点出发，决定2020年第一座核电站（1GW）要开始运行。
出席这次会议的越南科学技术部副部长说，为了实现法规计划，希望得到发达国家协助的项目有：
(1)法规制度的整备；
(2)人才培养；(3)2008年年底，为了要让国会批准的第一座核电站1号机组的计划书的研讨和上报。
日本经济产业省接受越南工商部的要求，在积极协助进行核能发电方面必要人才的培养。
2.4泰国——担心能源自给率低泰国能源的60％靠进口。
由于国产天然气用于生产总电力的77％，所以担心今后30年将枯竭。
石油的90％靠进口。
对应以年增长率6.6％增加的能源消费，其供给结构相当脆弱。
对生物燃料也投入了力量，但其实现需要花时间。
因此，国家能源政策审议会制定了2020年2GW核电站投入运行和2021年再有2GW核电站投入运行的计划。
最近执政的新政府，对引入核 能发电会采取怎样的政策，以后才能知道。
2.5马来西亚——已开始研讨引入核能发电 会上马来西亚科学技术革新部长作了关于马来西亚电力政策的发言。
马来西亚电力的65％依靠天然气生产，天然气的埋藏量仅够开采33年，石油埋藏量更少，仅够开采19年，所以他表示出强烈的担心。
婆罗岛有大容量水力发电的可能性，但是，对本土送电则需要800km的海底电缆，现在还没有确立这样的技术。
因此，由该部长发起与有关部厅一起，开始了引入核能发电的可能性调查。
引入核能发电时，人才的培养是最重要的，已经在以原子能厅为主制定培训计划，并期待着日本的协助。
2.6菲律宾——还清债务的Bantaan核电站的 前途菲律宾的能源自给率是56％，有一定数量的石油、天然气和煤炭资源。
菲律宾科学技术部长在会上强调，菲律宾2007年召开了“核能发电研讨会”等会议，对引入核能发电开始了认真研讨。
笔者在那次研讨会上作了人才培养的演讲，有关人员对核能发电表示出极大热情。
菲律宾能源部已经决定着手核能发电所必须的人才培养，对国民也在进行宣传。
20年前建成的Bantaan核电站，由于阿基诺总统的决定，没有准许运行，只是进行维护、管理，20年来一直没有运行。
2007年，债务已经还清。
关于今后的利用，根据在电站的讨论，由IAEA专家调查团于2008年1月底进行设备的检查，并进行开堆安全运行必要的整备内容、成本等研讨。
考虑研讨结果与国民意见，并从政治上来决定是否开堆运行。
在拉莫斯总统时代制定的能源长期计划中，决定2023年时引入核能发电，它的实现，必须由政府作出决定。
2.7澳大利亚——新政府否定引入核能发电澳大利亚在2007年11月24日选举获胜的劳动党，作为选举公约是否定引入核能发电，所 19 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 以否定了前政府积极引入核能发电的政策。
但是新政府支持扩大铀矿开采。
再者，澳大利亚最近参加了全球核能合作伙伴（GNEP）协议，对GIF(Generation4InternationalForum)是否继续参加有待今后再决定。
澳大利亚核科学技术机构的副主任在大会上表示，在FNCA中今后要在非发电领域积极完成任务，发挥作用。
3应把核能发电列为CDM的对象 在过去的COP上日本提出了把不排放CO2的核能发电作为CDM对象的提案，但是由于赞成的国家少，又由于EU的反对，所以该提案没有被采纳。
现在地球温暖化加快，人们极大担心，对作为现实减少CO2排放量的手段的核能发电的注意程度在增高。
例如，著名的英国环境学家拉布罗克于4年前在独立报上载文说：“地球濒临危机，没有剩下时间了。
现在，挽救地球的现实方法只有原子能。
”再者，豌豆（greenpeas）创始人之
一，以前作为反对原子能派的有名人物帕特里克·莫阿，2年前在日本访问时说：“没有原子能就不能挽救地球温暖化。
”这样，核能发电具有控制地球温暖化的巨大效果，也逐渐被环境派的人们所认识。
3.1核能发电减少CO2的效果 核能发电在运行中完全不排放CO2。
把核电站建设中必须的机器材料和核燃料制造中必要的能源生产等排放出的CO2量分配到100万kW核电站（利用率80％）每年是15.1万t（CO2）。
相对这，煤炭火力发电厂运行中CO2排放量非常多，建设中生产必须能源产生的CO2按年度分配给100万kW是651.7万t。
两者其差额每年是651.7万－15.1万＝636.6万（t）。
日本运行中的核电站有55座（49GW），以80％的利用率运行，每年CO2的排放量则比煤炭火力发电厂的CO2排放量减少（49×0.8×636.3）约2.495亿t。
该量相当于日本2006年全年CO2排放量12.75亿t的19.5％。
在根据京都议定书减少CO2排放量的义务期间，从今年开始EU对CO2排放权的交易正式化。
据说交易价格现在每吨CO2为19欧元（约合3000日元）。
如果把100万kW核电站每年减少CO2排放量约636万t按排放权价换算，则1年约为3000×6360000＝190.8亿日元。
约15年排放权价格就能换回电站的建设费。
由购买排放权可以看出建设核电站有良好的经济性，更能推动向前发展。
这样，核能发电对CO2零排放的优点，能作为经济价值进行评价。
3.2联合公报的意义 2007年12月18日的部长级会议上通过了“联合公报”，9个国家的代表在该公报上签了字。
在FNCA，以前各国能源政策负责人与原子能政策负责人，经过4年时间对能完成能源安全保障、控制地球温暖化的核能发电的作用的研讨，其结果作为这次部长级会议上的“联合公报”达成一致意见，对世界公布，其意义重大。
公报决定的事项要点如下：
(1)在2013年以后，地球温暖化对策框架中：①以确保核不扩散、核能安全、核安全（保密）的前提下，促进洁净能源的核能发电的引入。
②由于核能发电不排放温室效应气体，应该把它作为CDM和气候变化特别基金的对象。
(2)作为减少温室效应气体的手段，在促进为推进核能发电利用的政策对话的同时，积极地为减少CO2排放量做贡献。
(3)与IAEA合作，努力确保核不扩散。
(4)关于核能安全的情报与经验共同所有，努力确保安全。
(5)与IAEA和国际社会协调，努力确保核安全。
(6)为了促进核技术和平的安全利用，努力促进有关技术基础与人才培养、法规体系、金融结构等社会基础的情报的交流与经验共有。
对作为控制地球温暖化手段的核能发电引入的促进与应作为CDM对象，9个国家意见
一 20 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 致，这在世界上是首次。
4亚洲国家引入核能发电必要的基础整备 亚洲各国引入核能发电的大前提，不用说是要确保“安全”、“核不扩散”和“核安全”。
因此，发展中国家，有必要进行人才培养、法规法则的整备、组织整备、技术基础整备。
因此，强烈期待有丰富经验与高水平技术的日本的积极协助。
关于人才培养，这已是日本文部科学省的核研究者交流事业。
近20年里有约1500名研究人员和技术人员来日本，以核能研究领域为中心进行了培训。
而且日本经济产业省也接收许多技术人员，进行了包括核电站运行、维护在内的实际方面的人才培养的协助。
要求今后这些合作更有效、综合化，对更多的国家进行合作。
52050年温室效应气体排放量减半 日本福田首相在达沃斯会议上提案：到 2050年温室效应气体排放量减少一半。
为了把CO2浓度稳定在450ppm水平、温度上升控制在2.0～2.4℃，则有必要实现该提案。
依据国际能源机构（IEA）的报告，原子能委员会事务局向“保护地球环境、稳定供给能源的原子能能源恳谈会”提出的资料，为了把CO2的浓度稳定在450ppm，2030年时必须做到：
（1）把电力的消费增加控制在1.6倍以下；
（2）把核能发电增加到2.37倍；
（3）把水力发电增加到2.26倍；
（4）把化石燃料发电减少29％；
（5）增加风力与太阳能发电。
按比例是：非化石燃料占66％（核能25％、水力27％、风力10％、生物质能等4％），化石燃料占34％。
核能发电必须从现在的16％增加到25％，因此，要求世界各国要做相当大的努力。
译自原子力eye，Vol.54，No.5，P.17～ 20（2008） （徐桂） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第14页） 在氦容器的内外，为吸收由靶产生的放射线，设置了约2m厚的铁板与厚约5m的混凝土屏蔽体。
由靶产生的π介子在被称为衰变体（decayvolume）、长约100m的钢制隧道（tunnel）（外部用6m厚的混凝土围着）内衰变成中微子，并向神岡方向飞行。
在decayvolume的最下流部，设置有如图7.d（译文略）所示的、由14块石墨芯模块组成称之beamdamp的、并带有冷却器的屏蔽体，吸收剩余的质子与π介子。
这样，只有中微子在地中飞向神岡方向，但在离靶280m的位置设置测量它的能量与数量的前置探测器。
由该设施产生的是μ中微子，但是捕捉的是 它在飞向神岡途中变化（振荡）的电子中微子，解释中微子质量这个迷是最大目的。
因此，组织了由12个国家约400名科研人员组成的T2K实验集团。
加速器的功率一达到预定的750kW，便凌驾于现在实验中的美国的NUMI实验与欧洲的OPERA实验之上，成为世界上最大流强的中微子振荡实验，能期待它的成果。
（未完，待续） 译自原子力eye，Vol.54，No.6，P.64～ 67（2008） (徐桂） 21 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 中国的AP1000先进反应堆
B.波伊里尔 西屋公司认为，作为中国核能自主化依托项目的组成部分，AP1000先进反应堆为中国核电的未来奠定了基础。
作为仅次于美国的世界第2大能源消费国——中国可持续能源政策已经深刻影响了全球的经济和环境。
中国的核能计划是先从寻求国际合作开始，为先进的100万kW压水堆引进工程技术和部件制造技术，最终在掌握这些技术的基础上自主发展核能。
到2020年，中国核电总装机容量将达到近4000万kW，占全国发电总装机容量的4％。
同时还有在建的第3代反应堆装机容量1800万kW。
在这个雄心勃勃计划的第1阶段，西屋公司与联盟合作伙伴绍尔集团一起为中国提供4座AP1000反应堆。
2007年7月中外双方签订了合同，中方包括国家核电技术公司（SNPTC）、三门核电公司、山东核电公司和中国国家技术进出口公司。
2006年12月SNPTC曾宣布，已选定西屋公司及AP1000反应堆技术为合作对象。
按照这个世界头号人口大国的计划，西屋公司的AP1000将作为至少24台核电机组的基础技术。
即将有4台机组同时在浙江三门和山东海阳开始建设。
计划于2009年开始主体工程建设，2013年首台机组投入运行。
其余3台机组将于2014年到2015年并网发电。
由于对AP1000系统设计的简化，工程预计可以在3年或者更短时间内建成反应堆，外加2年时间用于开始阶段的施工和设备采购。
AP1000是向英国核设施检查局申请进行通用设计评估的4种堆型之
一。
22 中国和AP1000 AP1000标准设计再加技术转让已经可以满足中国的特殊需求。
在三门和海阳建设的核电站的核岛部分采用西屋公司和石伟公司的AP1000标准设计。
其余设施则根据中国的具体要求，正在设计之中。
通过职责划分，设施的非核部分由本土能源公司承建。
这样做的主要好处是一旦日后这些设施被交付使用，这些参与设计的本土公司就能承担起维护和运行的工作。
对于核电站设计中的这种分工，唯一的挑战是必须精确定义核岛与常规岛的接口标准，这包括管路的定义以及参数，如体积、温度和压力的规格。
技术转让合同将与核岛的合同同步执行，以保证设计基准和交付所有设计支持文件，便于中方担当好所有人和经营人的角色。
中国版的AP1000和美国计划中的AP1000在技术上存在关键差异。
主要在两方面：厂用水系统使用的是海水；接入的是50Hz电网。
这2座中国濒海核电站的AP1000机组将使用海水直流系统作为厂用水系统，这有别于标准AP1000的厂用水系统的设计，后者是用淡水冷却塔作为热阱。
这种改变使泵和热交换器的尺寸和设计发生了变化，并影响到可替换部件和管道材料的使用。
淡水和海水性质上的差异还影响了流经设备冷却水热交换器的厂用水的冷却能力，因此必须增加厂用水系统的流量以补偿热传导上的损失。
使用海水还要求用防腐蚀材料代替原来的碳素钢管。
美国的标准AP1000系统是运行在60Hz下。
而如前面所说，中国和英国以及世界其他一些地 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 方的电网是50Hz。
这意味着所有用交流电源的设备必须改成50Hz，这涉及到阀门、电机、泵、热冷风机、加热器和冷却器、控制棒传动机构线圈、蓄电池充电器、换流器和其他设备。
相对美国方案的其他变动还有：10.5kV（原为6.9kV）交流电，220V（原为125V）非安全直流电，以及锻件和管道材料。
表1中国AP1000的各项技术指标 项目总输出功率/MWe反应堆功率/MWt燃料组件数/个 燃料组件类型燃料活性长度/英尺 堆芯装载/tU线功率/kW·m-1平均功率密度/kW·L-1容器内径/mm蒸汽发生器型号冷却泵设计流量/gpm 数据1210340015717×17 1484.5718.76（5.72kW/英尺）109.74040(159/英寸)Delta12578750 采购 中国的计划是实现核能自主化，与西屋集团的合同中包含有按照许可证在中国建造AP1000电站的内容。
中国已经有能力自己设计建造第2代核电站，大量的设备采购也都通过中国合资公司进行。
首批4台AP1000机组将主要从中国国内采购，剩余部分才是从美国和其他国家购买。
假以时日，这部分设备也会由国内提供。
在美国方面，西屋公司、绍尔集团以及分散在20个州的供应商参与了西屋公司这部分的工作。
西屋公司以外的这些美国公司提供断路器、储气储水箱、阀门和电动机。
估计这将为美国提供5000个工作岗位。
在西屋公司的一个子合同里，韩国斗山重工业株式会社将为中国4台AP1000机组中的2台提供反应堆容器、蒸汽发生器和一体化堆顶盖， 还有一套反应堆容器内部件。
自主化依托将与4台AP1000机组的建设同 时实现。
采购的核岛设备分成3个采购类。
A类设备和部件是由西屋联合体设计和采购的，只限于初期的机组；B类部分是西屋公司设计而由西屋公司协助中方采购；C类则是由西屋公司开列清单由中方在国内采购。
在4台机组的建造过程中，采购责任会逐步有所变化。
第1台机组的所有主系统设备的采购以“交钥匙工程”的方式进行（这在美国是执行核定单的标准程序）。
而第2～4台机组在采购上依赖西屋公司的程度将逐步降低。
随着责任逐步转移到中方，西屋公司将转变为只是辅助采购，并最终变成只负责提供咨询。
到最后一台机组时，中方将负责除少数几种部件外几乎所有设备的采购。
国内采购作业的情况会反馈到设计过程中，比如已经写出的设备设计规范就体现了这种影响。
要想在国内采购电站设备和部件，就要求工程师们在进行设备设计时必须明确参数，部件只要符合参数，即使不是出自特定品牌或厂商也能满足设备的要求。
这样中方就可以找国内厂家来提供设备。
反馈的另一个效果是采购的方式影响了模块的设计。
AP1000使用模块化方式进行施工，让几项施工活动可以并行展开以缩短工期。
模块在设计上要便于在当地的配件车间进行制造。
结构材料、管道、设备和其他部分，都要尽可能地便于制造。
制造完成后再把模块装船运往安装现场进行安装。
同时，西屋联合体要转让AP1000的技术，以使AP1000的设计和建造技术实现中国本土化。
即将实施的技术转让既针对中国现有的能力，也要提供新的软硬件工具以便日后继续改进性能和品质。
与中方的合同中有两个技术转让计划。
一个是让中方人员参加这些核电站的AP1000的设计。
这既提高了参与者的技能，也为设计工作增加了智力资源。
另一个是让中方人员通过课堂学习、职业培训和技术咨询，来掌握转让的设计文 23 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆· 档、计算机代码、技术知识等。
这也包括支持专有文档。
比如方法、方针、 过程和试验程序。
转让技术文档和计算机代码的目的，是为中国核工业将来的AP1000电站建立一个关于设计、设备支持、施工、运行和维护等方面的信息和方法的参考库。
培训分别在美国西屋公司和中国国内的设施内进行。
在某些特定科目中，课堂学习要等到职业培训之后才进行。
西屋公司还提供核电站 运行培训。
韩国是西屋公司技术转让的一个成功先例。
西屋联合体可以帮助AP1000项目申请中国的安全认证。
西屋公司能向有关部门提供所需信息，在可能的情况下，西屋公司会拿出给美国当局一样的资料。
译自NuclearEngineeringInternationl,Vol.53,No.644,P.30～31(2008) （居彤） 长寿命PWR堆芯
D.菲什洛克 由罗尔斯·罗伊斯公司为英国皇家海军最新的核潜艇开发的一种长寿命PWR(压水堆)堆芯已经进行了5年试航，整个试验计划至少要到2015年才能完成。
这种高浓缩铀的堆芯要能保证潜艇在至少25年的全寿命周期内的使用——相当于航行100万英里。
第1个长寿命堆芯已经在2004年被安装在英国最新一代弹道导弹核潜艇的首艇前卫号上。
该型堆芯随后也被安装在由BAE公司的巴罗因弗内斯船厂制造的最新一代攻击型潜艇的首艇机敏号上。
该长寿命堆芯是第15个由罗尔斯·罗伊斯公司设计，并由“火神海军反应堆试验设施”进行试验的反应堆。
该试验设施坐落于凯斯内斯的海滨，靠近敦雷核场址。
这里现在是国防部的试验平台和培训机构，运行是由罗尔斯·罗伊斯公司负责。
它最早是由“罗尔斯·罗伊斯及伙伴”公司于1958年建立的，当时这家合资公司主持了从美国向英国输入核动力推进技术的工作。
新堆芯在“火神”那里接受试验，以检验其在整个寿命周期中的安全性、性能、操作特性等。
“火神”已经试验过5种由公司总部（设在德比市Raynesway大街）设计的堆芯，最新堆芯的使用 24 寿命已经超出了最初的4倍。
皇家海军的反应堆在其整个使用寿命中都 由罗尔斯·罗伊斯公司负责。
为了加强计划性和控制成本，国防部签订了一份新合同，以解决BAE公司的机敏号核潜艇项目中出现的一系列问题。
合作伙伴们在“火神”组建了所谓“无缝小组”，来评审这个耗资3.6亿英镑（7.1亿美元）为期13年的潜艇推进项目。
6个分散的合同被合并成一个。
另外还通过了一项类似的安排，用以支持海军一个10年10亿英镑的维护合同，该合同内容包括总共13艘快速级、特拉法加级和前卫级，以及即将服役的机敏级。
近半个世纪以来，罗尔斯·罗伊斯公司的速度一直是一年推出1座反应堆。
新合同规定，罗尔斯·罗伊斯公司如果做出有助于减少海军运行费用的技术改进，就将获得奖励。
而过去的改进主要集中在降低反应堆冷却系统的泵功率上面，这能使得船体噪音下降——这对弹道导弹潜艇尤其重要。
之所以1971年英国的保守党政府没有让罗尔斯·罗伊斯公司破产，一个很重要的原因就是它负责执行先前美英政府间关于引进PWR技术的合同。
核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核电站与核反应堆·· 1958年英国政府得到美国的同意，允许它为无畏号核潜艇购买整套的NSSS。
交易内容包括安装培训、操作、维修以及设计思想。
另外还包括西屋公司给罗尔斯·罗伊斯公司的NSSS再生产许可证。
这个一揽子协议当时花了海军1000万英镑——相当于今天1.5亿英镑。
而英国在哈威尔的潜艇反应堆开发工作，估计至少因此节省了2年时间（也许还不止）。
实际上，美国海军上将海曼·里科弗主导了合同条款的制定。
当时有2种型号供英国海军挑选，最后他们选择了更先进的S5W型，这一型号后来也是98艘美国潜艇上的动力设备。
但里科弗坚持认为，所有技术转让必须一次了结。
再有一年左右的时间皇家海军就应该能自主承担未来的开发制造工作。
当然，在这过程中，对于如何使用这批技术，英国人还得去感谢海军船务局。
今天罗尔斯·罗伊斯公司正是这项技术 的主要承袭者。
里科弗认为只有对英国人撒手，英国人才会自己努力去掌握这项既复杂又苛求安全的技术。
今天英国已经为前卫级弹道导弹核潜艇设计出一座名为PWR2的更强大的NSSS。
第1座PWR2已在巴罗建造，然后用驳船拖到敦雷，代替旧的S5W系统作为堆芯试验平台和训练设施。
所有这些工作，加上长寿命反应堆堆芯的研发，都不再需要美国的帮助。
一位前海军部核动力推进项目的负责人曾这样总结说：“事情的发展证明了里科弗的想法，只要给开个头，英国就能一路自己走下去。
” 译自NuclearEngineeringInternationl,Vol.53,No.644,P.32(2008) （居彤） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第42页） 电子辐照加速器，每年开机5000小时，就相当于1座装量为100万居里钴源辐照装置。
据了解，日本长崎，1999年应用上述同类加速器辐照装置创造的年产值达2亿美元。
从国外进口1台该类型加速器的价格大约为400万美元，而国产同类型加速器的售价约为1500万元。
钴 源辐照装置需不断补充钴源，考虑到目前世界钴源供应紧缺，以及建立钴源辐照装置存在诸多辐射安全问题等因素，从长远发展看，采用高能大功率电子辐照加速器代替钴源辐照，将成为今后辐照加工行业发展的必然趋势。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第38页） 代表USEC授出了这份合同。
USEC商业的美国离心浓缩厂（ACP）位于俄亥俄州的派克顿，福陆公司承担该工厂的工程采购和建筑管理。
2008年4月，USEC宣布ACP所用AC100离心机的初步设计已经完成，已将75％的图纸发送给战略供应商供其制造部件。
剩下25％的图纸将在2008年6月30日发送完毕。
ACP使用的气体离心机技术源自（美）能源部，但在设计、材料、制造上已有所改进。
从 2005年起，USEC就已经在它位于田纳西州橡树岭的工厂里试验和制造机器部件了，那里从2001年开始进行“美国离心浓缩”项目。
USEC计划到2009年末启动ACP的商业运行。
2012年左右将达到11500台离心机，大约能够提供380万分离功单位。
译自NuclearNews,Vol.51,No.8,P.64，68(2008) (居彤) 25 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· IAEA的核燃料循环讨论 远藤哲也 （日本前原子能委员会代委员长） 1新、老核燃料循环讨论 关于核燃料循环与核不扩散的讨论，具有长久的历史。
最早是在1946年联合国原子能委员会初次会议上，美国代表巴尔克提出了国际管理提案，即所谓巴尔克方案。
该方案是要设立强有力的国际机构作为原子能管理机构。
但是，由于该方案的承认是维持当时美国独占核的现状，这是苏联无论如何也不能接受的（苏联的第一次核实验是1949年）。
该方案的审议当场陷入疆局，国际原子能委员会自身也停止了活动。
以后关于这个问题开始正式讨论，那是由于1974年印度进行第一次核实验。
1977年，美国总统卡特倡议进行国际核燃料循环评价，设立INFCE(InternationalNuclearfuelCycleEvaluation），进行了2年半的工作，但它的最终报告仅获得核燃料循环与核不扩散两者并存的一般性结论，而以没有具体成果而告终。
后来能称得上INFCE支柱的尝试，是在国际原子能机构（IAEA）范围内进行了试验。
例如国际钚贮存构想（IPS:InternationalPlutoniumStorage）、国际乏燃料管理构想（ISFM:InternationSpentFuelmanagement），以及供应保证委员会的召开（mitteeonAssurancesofSupply）。
可是，全都没有取得具体结果。
例如，CAS仅提出了理事会报告就自然消失了。
附带说一下，笔者直接涉及原子能就是从CAS那时开始，但对CAS的记忆甚薄，这大概是由于CAS的讨论极不活跃的原故吧！ 2核燃料循环讨论的再次燃起 以前的讨论，重点是放在技术性的分析上， 26 缺少具体性，但其指出的核扩散的担心大概理由也不一定是现实的，我想至少不是第一理由。
但是，从东西方冷战结束的1990年开始，这个问题便成为了现实，试列举以下几个例子：
(1)海湾战争（1991年）的结果，伊拉克秘密开发核计划暴露；
(2)朝鲜的核疑惑（1993～1994年的第一次核危机）；
(3)印度和巴基斯坦的核实验（1998年）；
(4)伊朗的核疑惑（2002～）；
(5)朝鲜的核疑惑（2002～，第2次核危机）；
(6)朝鲜的核实验（2006年）；
(7)由非国家团体的核扩散（A·Q·卡昂的核黑市网的发现）。
根据这样的核扩散现实，国际社会以IAEA为中心，采取了各种对策。
例如，在IAEA检查采纳赋予准警察官职能的追加议定书；强化出口管理；防止核恐怖；强化核物质的防护；进行船舶现场检查的PSI等。
这些措施是作为不扩散核武器条约（NPT）的补充，带来了相应的效果。
但是进一步的根本性对策还没有，只是暂时模索着试一试。
核弹头有铀型与钚型2种，高浓铀与后处理乏燃料提取钚是必要的。
因此，要控制铀的浓缩与提取钚，但是事情并不是简单的。
两者都与民用和军用混在一起，不能把不平等性带入国际性的核不扩散条约，在两者中加上法规非常难。
核燃料循环的问题再次被提出（可以说是第3次了，不是吗？）是在上述背景下，我想它的开始难道不是IAEA的总干事巴拉迪吗？2003年10月，总干事巴拉迪在经济学家杂志上发表提 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 案：“民用核能计划中的钚与高浓铀的处理煞车，铀浓缩与后处理限制仅在多边的设施进行。
但是，这种限制必须在保证核能利用者的核燃料供给的框架下实施。
” 3巴拉迪倡议与各种倡议的陆续出台——百家争鸣的现在 3.1巴拉迪倡议巴拉迪提出、后来由IAEA的20多名专家组 成的委员会进行称之为“多边核燃料循合作方案(MNA：MultilateralNuclearApproaches）”的巴拉迪倡议的研讨。
笔者就是参加研讨的人员之
一。
巴拉迪倡议可以用一句话来说，那就是，在现在的核不扩散体制中增加核武器国家与非核武器国家的差别，不带入更不平等。
对核燃料循环设立实际上的法规。
亦即，以WLNCO（由英、德、荷兰组成的浓缩多国籍企业）为模式，把浓缩与后处理执于多国籍企业之中，在提高经济性的同时，通过参加国的相互监视强化核不扩散性。
专家小组经过约一年时间的审议后，于2005年2月提出了报告书。
报告书提出了为实现MNA的5条途径：
(1)强化现有商业市场机制；
(2)建立IAEA参与的国际核燃料供应保证；
(3)促进现有设施自愿地转向多边化；
(4)将新的前端和后端设施多边化，特别是创建地区性管理体制；
(5)按照洲或地区创建IAEA参与的、广泛范围的核燃料循环。
总之，巴拉迪的这一倡议的实现需要花相当长的时间，例如5～10年，在这期间暂停建设有关核燃料循环的新设施。
笔者说到的该专家组即使对巴拉迪倡议的价值（特点）能够有某种程度的理解，但其他企图开发核的国家，所谓违犯核不扩散的国家能自动地参加到这样的方案中来吗？这个方案真正 能有助于核不扩散体制吗？应该好好地进行讨论。
在MNA的名下，不可能强化维护国际和权益的供应者的联合企业。
再者，关于暂停新建核燃料厂，也可以认为是否定了日本将来的第2后处理厂的设想。
因此，笔者的这种观点，得到了南非、阿根廷、巴西、伊朗等国专家的支持。
再者，该专家小组的报告书，向IAEA理事会进行了介绍，但后来没有进行讨论，现在已经过去了3年。
3.2各种倡议的陆续出台 以巴拉迪倡议这契机，围绕核燃料循环提出了许多倡议。
不仅有各国政府提出的倡议，还有由MGO提出的倡议，真是百家争鸣、议论百出。
现列举以下几个倡议：
(1)美国倡议（美国政府倡议、美国GNEP倡议）；
(2)俄罗斯倡议（普京倡议，创建国际核燃料循环中心）； (3)6国倡议（法国、德国、荷兰、澳大利亚、英国和美国联合倡议）；
(4)英国倡议；
(5)德国倡议；
(6)日本倡议；
(7)澳大利亚倡议；
(8)世界核协会（WNA）倡议；
(9)美国的关于核威胁倡议（NTI：NuclearThreatInitiative)。
关于这些倡议的详细内容就不细谈了(译者 注：这些倡议的概要在《核科技信息》2007年第2期第 27～29页上有介绍)。
这些倡议有以下共同点：①应该想到在法律上限制核国家，事实上确保其方向，在不增加核燃料循环的国家的情况下扩大核能发电利用；②核燃料循环中首先应以浓缩为焦点；③对不追求核燃料循环的国家，保证核燃料的供应；④通过IAEA，积极进行铀的储备。
不过，这些倡议各有自己的侧重点。
国际核燃料循环中心的建设是俄罗斯的具体倡议；谋求提高“IAEA核燃料供给登录系统”的核燃料市 27 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 场透明度，则是日本的倡议。
4核燃料供给保证机制 在议论百出中，IAEA的议论有以巴拉迪倡议为主的、各种倡议共同点的核燃料供给保证及其保证机制中的焦点问题。
而作为保证机制的大概框架是：
(1)保证的对象：低浓缩铀与燃料组件的制造； (2)1级保证：现有核燃料市场中的供给；(3)2级保证：供给国政府与浓缩事业者/成型加工事业者支持的承诺。
(4)3级保证：作为最后的手段，为了低浓缩铀的储备（实物乃至虚拟的储备）与成型加工的可能，采取以IAEA为中心。
供给保证机制的最大问题是，希望供给保证对IAEA全部成员国公开，而且能让放弃核燃料循环的国家能接受。
阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、哈萨克斯坦、南非等国表示不放弃将来替代供给保证而进行铀浓缩的权利。
IAEA的非成员国都强烈反对增加新的不平等。
在这种情况下，IAEA秘书处也不急于构建供给保证机制，采取阶段性推进的姿态。
像前面已经讲到的那样，除巴拉迪倡议以外，对其他各种倡议没有进行具体讨论。
IAEA秘书处对于今后政治的、技术的和法律的问题，与成员国、产业界、专家等的协议都是采取填重态度。
但是，其中只有俄罗斯倡议有相当突出地向具体化推进的感觉。
俄罗斯倡议的要点是：①在IAEA管理下，在世界各地建立核燃料循环服务中心；②俄罗斯西西伯利亚的安卡尔斯克浓缩综合工厂可以作为实验工厂；③向不进行铀浓缩的国家提供核燃料服务；④不进行技术转移。
哈萨克斯坦已参加该计划，亚美尼亚也表示出参加该计划的意向。
俄罗斯有以储备的120t低浓铀为基础，进行提供服务的准备。
坦率地说，俄罗斯的倡议可以隐约地看出俄罗斯追求商业利益。
但从IAEA理事会上巴拉迪总干事发言，肯 28 定了该倡议的好意之处。
在议论百出的各种倡议中，上面讲述了巴拉 迪倡议与要求建立国际核燃料循环中心的俄罗斯倡议。
对其他倡议，笔者认为应该书写一笔的内容，现简述如下： (1)6国倡议浓缩铀提供方面的焦点是：①依据市场规则进行提供；②由IAEA支持的浓缩事业者进行储备；③构建由IAEA的低浓缩铀储备的3级供给保证体制。
美国作为
（3）的基础，把从核武器解体得到的17.4t高浓铀稀释成低浓铀，作为储备核燃料进行提供。
供给保证的对象，则是不追求核燃料循环（浓缩与后处理）的国家。
该6国倡议可以说是美国倡议和GNEP倡议的发展。
(2)德国倡议把宿主国提供的资金作为国际资产建设铀浓缩中心，在IAEA的监督下，管理、运营由民间企业商业性地进行。
给予商业设施场地与国际机构同样的治外法权地位。
浓缩工厂的建设场址在现在浓缩国家以外（德国考虑可以在纳米比亚）。
(3)日本倡议（IAEA核燃料供给登录系统）①是对6国倡议的补充。
为了保证核燃料的供给，应该构建防止扰乱市场的预防机制，要提高透明度，像6国倡议那样，不分供给国与受领国，应该是构建尽可能多的国家能够参加的系统。
②参加系统的国家向IAEA登记、报告原料供给、转换、浓缩、燃料加工和燃料储备的核燃料循环前端全部领域（不仅是浓缩）的能力。
③IAEA进行系统的全部管理，在市场没有功能的时候，发挥仲裁功能，由参加国提供供给保证。
(4)NTI倡议为了IAEA管理的燃料储备必须要有1/3的资金（即5000万美元）。
放弃核燃料循环的国家可以参加保证制度。
核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 5日本对多种倡议的态度 关于IAEA核燃料循环的讨论，眼下有活跃的场面，没有迅速收敛的迹象。
但是，另一方面，作为实态，由于核燃料循环的国际化、核扩散的担心与不扩散体制强化必要性的提高等，今后议论活跃起来的可能性十分充分。
核燃料循环多边化是由于有许多国家赞同。
日本外务省的智囊机构日本国际问题研究所特别工作组的报告（已直接交给高村外首），也讲述了作为G8应该原则上支持多国间的approach与核燃料供给保证倡议。
但是，以前围绕循环的议论焦点是集中在浓缩，但从核不扩散的观点出发，也应该必须去掉对后处理与乏燃料管理的关心。
日本以前对于核燃料循环是采取“一国完成主义”的方针，至少也要像某些外国那样。
但是，实际上所说的“一国完成主义”只是后处理。
关于浓缩，也用不着，目前向其他国家供给燃料是没有道理的。
那么，作为日本，对于核燃料循环的多国化，具体究竟应该怎样对待呢？在今后亚洲核能发电急增的时候，“一国完成主义”已滞后于时代。
国际化是不可回避的问题，作为日本，应该认真考虑具体的应对方策。
译自原子力eye，Vol.54，No.6，P.16～ 19（2008） (徐桂） ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （上接第59页） 不损害任一国政府根据任何其他和平利用核能的国际协定所承担的义务。
第十条有关本协定解释或适用的任何问题，将通过两国政府的相互协商解决。
第十一条
一、本协定应自两国政府相互通知各自已完成所需程序之日起生效。
二、本协定有效期为三十年，除非任一国政府在协定期满前六个月书面通知另一国政府终止本协定，则本协定应自动延长五年，其后每次依此顺延。
三、根据本协定第四条订立的专门协议不受本协定期满的影响。
如本协定失效，只 要按照本协定转让的任何材料和设备还留在接受国领土或在其管辖下，则本协定第五条，第六条和第七条规定应继续适用或直到两国政府另行协议。
四、必要时，本协定经两国政府商定可修改，该修改条款应于自两国政府相互通知各自已完成所需程序之日起生效。
本协定于一九八六年九月日在北京签订，一式两份，每份以中文和英文写成，两种文具有同等效力。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※ （王丽英） 29 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 确立完整核燃料循环的课题 石井保 （三菱公司原子能顾问） 1何谓完整核燃料循环 核能发电与核燃料循环是车的两个轮子，这种说法已经很久了。
对核能发电产生的利益大家都很清楚，但是对核燃料循环不用长期的观点，则难以见成果，所以具体化迟缓。
作为构成整个核燃料循环的主要部分，则有铀探矿、采矿、铀浓缩、核燃料加工、后处理、钚利用、放射性废物处理处置等。
但各部分没有关联的活动，综合能力难以发挥。
把各部分与核能发电在战略上联系起来，开初能够发挥综合能力。
如果依据我国的战略，构成它的部分不一定必须是国产。
但是，在与国外部分配合的场合，作为我国，能维持领先地位则是前提。
完整核燃料循环必须基于长期展望。
由于具有长期坚定的眼光，即使对国家利益、安全确保、环境保护、核不扩散性、社会市民的接受性等，随时代变迁的观点也能正确应对。
在此，首先概观一下对战略性应用核燃料循环取得成果的法国的例子。
2不冒犯核不扩散的法国核燃料循环 法国作为不具有能源资源的国家，依靠核能为基干能源的同时，贯彻了有效利用核燃料循环方针。
不冒犯核不扩散，在铀资源政策、后处理政策等方面，即使随时代的周边情况变化，也能灵活地应对。
2.1确保天然铀的周到准备 法国高杰马公司即使在铀的需求没有增长、铀价格低迷的时代，也从未间断过努力在外国确保铀的权益。
结果是该公司成为了世界上有数的铀生产者，确保了超过自己国家需要的生产量。
30 这意味着，可以说法国实质上变成了“铀资源丰富的国家”。
2.2与核能发电一体化的核燃料加工 以石油冲击为契机，从上世纪70年代后半期开始，谋求替代向来的气冷堆，进行轻水堆的引入。
首先，在1977～1987年，建设了几乎同一规格的90万kW的压水堆（PWR）34座、130万kW级的PWR20座。
而且在1996～1999年，建设了4座150万kW级的PWR。
在引入这些轻水堆的时候，法国统一了同一功率堆的规格，这不仅降低了反应堆的建设单价，而且燃料规格也进行了统
一，核燃料从特殊订购品向批量产品转变，这样便大幅度降低了燃料加工费。
2.3后处理与核能发电一同进行 法国在后处理方面也是把与核能发电一体化的概念具体化。
配合气冷堆的引入，于1958年在马库尔建设了第一座后处理设施UP1；从1966年起，第2座后处理厂UP2在拉·阿格开始运行；在轻水堆大量投入运行的同时，又把UP2改造成能够处理轻水堆乏燃料的后处理厂；而且还建设了轻水堆乏燃料专用的后处理厂UP3。
对轻水堆乏燃料的后处理能力也扩大到了1600tU/a。
该能力超过了自己国家后处理的需要量，所以也接受外国委托的一定数量乏燃料的后处理。
2.4Pluthermal的精湛开展 当初，把钚的利用纳入了增殖快堆，但由于快堆计划的延缓，而轻水堆的急速引入，又由于轻水堆乏燃料处理提取钚的生产顺利，所以在上世纪80年代中期决定引入Pluthermal。
那时，把使用的堆型统一为90万kW级的反应堆，不管 核科技信息 2008年第4期 NUCLEARSCIENTIFIC&TECHNICALINFORMATION.No.4,2008 ·核燃料循环· 哪座反应堆都使用统一规格的MOX燃料。
由于这样，节约了时间和进行批量生产，所以大幅度地降低了成本。
再者，在以前没有经验的Pluthermal燃料的制造方面，也提出了国产化的方式，吸收比利时与德国的MOX燃料加工技术，综合了欧洲的MOX燃料加工技术。
2.5放射性废物的成功减量 由于后处理实绩的积累，放射性废物的减量是可能的。
1996～2000年，进行玻璃固化的场合，与乏燃料的直接处置相比，确认处置容量下降到1/10以下，废物中所含的钚量下降到1/100以下。
这种废物量的减少，也反映到返还废物的减少。
3我国的前端工作 3.1政策的整合性3.1.1铀资源 日本是没有铀资源的国家，但在从国外进口方针指引下，积极谋取国外铀探矿，官民一起努力确保铀资源。
由于铀的在库量过剩与长期价格低迷，动燃（动力堆核燃料开发事业团，现在的日本原子能研究开发机构）改革最高潮的1998年，国家改变向来的政策，停止对铀资源的参与，再者，需要铀的电力公司也在电力自由化的背景下，消积对待海外铀矿山的权益确保，有强烈在市场购入的倾向。
天然铀的价格高涨，唤起了计划长期观点的重要性。
日本向来政策的变更事与愿违，不得不与资源富有的国家进行交易，显示出了市场原理主义依存的脆弱性。
3.1.2铀浓缩 我国自主开发了利用离心分离方法的铀浓缩。
1988年，第1座铀浓缩原型工厂（200tSWU/a）在动燃的人形峠开始运行。
该技术作为民间事业，由日本原燃继承，1992年位于六所村的商用工厂开始运行。
计划每年增建1个系统(150tSWU/a)，要增加到10个系统，已增建到7个系统，但工厂还在继续增建。
结果是现在启 动运行的只是不超过150tSWU/a的规模。
这样，铀浓缩转移到民间后，遭到了大的失败。
铀浓缩是各国投入军事费用进行开发的高技术，我国政府中止参与的时间过早。
在国际核燃料供给国构想的进展中，国家在铀浓缩技术开发方面，要制定出再次参与和援助的方针。
3.1.3核燃料加工 我国采取以国内3家燃料加工公司互相竞争降低成本的方针。
利用民间活力的方式，对世界首屈一指的高品质产品生产做出了贡献。
但是成本方面有严重问题。
特别是以JCO事故大挫折为契机，强化安全成为主题，法制当局的应对也得到强化，而生产性的提高被推迟。
再者，由于燃料芯块的改进、新开发的包壳管等，成功地开发出了高燃耗燃料，实现了燃料的长寿命化。
但由于燃料加工量反而减少，所以激
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