核能与新能源技术研究院

Institute of Nuclear and New Energy Technology,Tsinghua University 

科学研究

研究领域

1.先进核能技术 核能是当前唯一可大规模替代化石燃料的新能源。研发更安全更经济的先进反应堆,并解决高放废液的最终处置问题,是发展核能的关键。为解决发展核能的关键问题,清华大学核研院进行了先进核能技术的研究与开发,主要包括: (1)先进核反应堆--低温核供热堆,高温气冷堆 核研院研发的低温核供热堆,采用了一体化布置、自稳压、全功率自然循环冷却、新型的控制棒水力传动装置、非能动的余热排出系统等一系列先进技术,体现了新一代先进反应堆的特点,获得国际原子能机构专家的高度评价。 模块化高温气冷堆具有安全性好、发电效率高、用途广等突出优点,是"第四代先进核能系统"的首选堆型之一。核研院研发的模块化球床高温气冷堆,发展了运行工况下装卸核燃料系统,衰变热的非能动载出,高难度的氦技术,全数字化的仪控和保护系统等具有自主知识产权的创新技术,获得脉冲气动式燃料元件排出装置专利,使我国在高温气冷堆技术领域达到世界先进水平。 (2)分离法高放废液处理技术--中国高放废液全分离TRPO流程,HBTMPDTP分离镧系锕系元素流程 核研院研发的三烷基氧膦萃取超铀元素的中国TRPO流程,是我国独立研发的新技术,被认为是国际上两个最好的流程之一。 核研院研发的用高选择性萃取剂Cyanex-301(HBTMPDTP)直接分离三价镧系锕系元素的方法,国外专家评价它是"多年来该领域的最重要进展"。

2.新能源研究 核研院发挥在化工、核能、材料和工程技术等方面的优势,开展以氢能为重点的新能源研究。在氢能的生产、储运和应用,特别是燃料电池方面开拓了新的学科领域,并逐步开展生物质能、太阳能等其他新能源技术研究。 从事在可持续发展目标下以能源为中心的社会经济能源―环境系统工程应用研究,在我国较早地进行了能源系统分析和能源政策研究并形成优势,并开展21世纪初中国能源系统及核能的长远发展战略研究。

3.核技术应用 开展核探测器、无损检测及核仪表控制系统的研发工作。核探测器以研究开发气体探测器为主,研制成功的"气体电离型高能Χ、γ辐射成像阵列探测装置"获中国专利发明创造金奖,并获得欧洲、美国、俄罗斯专利。无损检测包括中子照像和集装箱检测系统,以及核子秤、厚度计研制及应用等。研发的钴―60集装箱检测系统及钴―60航空集装箱CT检测系统均为国际首创,其中系列化钴―60大型集装箱检测系统已实现产业化。

4.化工分离与材料化工 开展溶剂萃取法、膜分离法以及其他化工分离技术的基础理论和应用技术研究,包括工艺和设备研究。重点研究这些技术在湿法冶金、稀土分离、医药、食品等领域的应用。 开展镍氢电池正极材料、锂离子电池正负极材料、锂离子电池电解质、动力锂离子电池电池、锂硫聚合物电池的研究和开发。材料的合成工艺及装备研究达到国际先进水平。

5.精细陶瓷 研究并开发精细陶瓷超细粉体制备及其处理技术、纳米复合材料、结构陶瓷、生物功能陶瓷、纳米颗粒膜的制备及其应用等技术,处于国内领先水平。借助特有的X-CT技术通过三维重建用快速叠层组装系统来制备仿骨活性人工骨的研究工作处于国际前沿。

6.计算机与控制 开展反应堆及其他工业领域的控制及保护技术、智能化的仪器仪表、电控技术以及计算机应用技术研究。研究重点是将当代日趋成熟的"4C"(Computer, Communication, Colour CRT, Control)技术及人因工程技术综合应用于反应堆仪表控制系统的设计中。

7.电力电子技术 主要从事功率半导体器件的研究与开发,以及中频电源等整机的研制工作,包括物理过程、设计方法、制造工艺及计算机辅助设计研究等。侧重于系列高频晶闸管和快速晶闸管的研制,还开展了新一代器件--绝缘栅双极晶体管(IGBT)和"机电一体化"重要器件--功率模块的研究。

8.环境科学与技术 围绕国际热点问题,面对国家重大需求,结合在环境保护与新能源开发利用方面开展交叉研究和进行综合研究。包括现代环境生物技术与环境微生物学研究、空气中有毒有害气体及微小颗粒物的去除、空气过滤产品的质量检测技术、放射性废物的处理处置技术、地下水回灌及水回用技术研究以及废物的资源化和能源化研究等。

9.核安全分析 以可靠性分析和概率安全评价(PSA)以及环境影响评价为重点,开展核电站和其他核设施以及常规能源系统等方面的安全分析、环境影响评价研究,并开展故障诊断专家系统的方法论研究。

10.石油热采模拟技术 重点开展稠油热采的数值模拟和物理模拟研究。研究开发的三维三相多组分稠油热采软件已在全国所有稠油油田应用,创造出很大的经济效益。