我國(guó)開(kāi)展光頻原子鐘研究

9月16日，據(jù)相關(guān)報(bào)道，中國(guó)航天科工集團(tuán)二院203所已開(kāi)始從事光頻原子鐘研究。

光頻原子鐘是近年來(lái)快速發(fā)展的研究方向。相對(duì)于傳統(tǒng)微波原子鐘，它利用原子（離子）在光學(xué)波段的躍遷輻射，穩(wěn)定度、不確定度明顯提升，可以預(yù)期，光頻基準(zhǔn)鐘和守時(shí)鐘的發(fā)展將對(duì)下一代導(dǎo)航定位、時(shí)間保持等應(yīng)用方向產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，將整體提升國(guó)家時(shí)頻體系的守時(shí)能力，增強(qiáng)引力波探測(cè)等前沿科學(xué)的研究水平。

據(jù)了解，根據(jù)應(yīng)用方式的不同，原子鐘可分為基準(zhǔn)鐘和守時(shí)鐘。由于對(duì)頻率的極高要求，通常情況下基準(zhǔn)鐘更為復(fù)雜，并經(jīng)常需要科研人員調(diào)試維護(hù)，否則難以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。守時(shí)鐘是實(shí)現(xiàn)時(shí)間連續(xù)不間斷產(chǎn)生和保持的原子鐘，它要求在工作周期內(nèi)時(shí)間和頻率的產(chǎn)生不中斷、不跳變，需要具有很好的短期穩(wěn)定度、長(zhǎng)期穩(wěn)定度和連續(xù)運(yùn)行能力。

守時(shí)鐘和基準(zhǔn)鐘協(xié)調(diào)運(yùn)行，形成了當(dāng)前基準(zhǔn)鐘駕馭守時(shí)鐘的時(shí)間頻率體系。全世界的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的，稱為協(xié)調(diào)世界時(shí)，是通過(guò)對(duì)原子時(shí)進(jìn)行閏秒操作得到的。目前國(guó)際原子時(shí)的產(chǎn)生與保持通過(guò)鐘組實(shí)現(xiàn)，包括10多臺(tái)基準(zhǔn)原子鐘和680多臺(tái)守時(shí)原子鐘。

我國(guó)實(shí)現(xiàn)高放廢液處理能力零的突破

據(jù)國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)公布消息，9月11日，國(guó)內(nèi)首座高水平放射性廢液玻璃固化設(shè)施在四川廣元正式投運(yùn)。這是我國(guó)核工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈后端的標(biāo)志性工程，其投入運(yùn)行標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高放廢液處理能力零的突破，成為世界上少數(shù)幾個(gè)具備高放廢液玻璃固化技術(shù)的國(guó)家，對(duì)我國(guó)核工業(yè)安全綠色發(fā)展具有里程碑意義。

據(jù)悉，放射性廢物處理是核能安全利用的最后一環(huán)，其中難度最大、技術(shù)含量最高的是高放廢液處理。放射性廢液玻璃固化，是在1100攝氏度或更高溫度下，將放射性廢液和玻璃原料進(jìn)行混合熔解，冷卻后形成玻璃體。玻璃由于體浸出率低、強(qiáng)度高，能夠有效包容放射性物質(zhì)并形成穩(wěn)定形態(tài)，是目前國(guó)際上最先進(jìn)的廢液處理方式之一。其核心技術(shù)與難點(diǎn)在于，需要包容率高、穩(wěn)定性好的玻璃固化配方，形成的玻璃體能包容放射性物質(zhì)千年以上；需要耐1150攝氏度以上高溫且年腐蝕速率小于15毫米的熔爐，保障玻璃熔制條件；需要自動(dòng)化、遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)設(shè)備，需要強(qiáng)大的工業(yè)與制造業(yè)基礎(chǔ)做支撐。此前世界上僅美、法、德等國(guó)家掌握了相關(guān)技術(shù)。

國(guó)內(nèi)首座高水平放射性廢液玻璃固化設(shè)施投運(yùn)

該項(xiàng)目2004年由國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)立項(xiàng)，采用國(guó)際合作模式，由中國(guó)、德國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)，多家單位參與協(xié)同攻關(guān)。通過(guò)項(xiàng)目的開(kāi)展，研究人員摸清了關(guān)鍵設(shè)備工作機(jī)理，固化了工藝系統(tǒng)參數(shù)，在玻璃固化關(guān)鍵特種材料、關(guān)鍵設(shè)備等方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。設(shè)施投運(yùn)后，預(yù)計(jì)每年可安全處理數(shù)百立方米高放廢液，處理產(chǎn)生的玻璃體將被深埋于地下數(shù)百米深的處置庫(kù)，達(dá)到放射性物質(zhì)與生物圈隔離的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)徹底安全，為核能利用提供堅(jiān)實(shí)保障。

世界首座四代核電高溫氣冷堆成功臨界

9月12日9時(shí)35分，國(guó)家科技重大專項(xiàng)——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程1號(hào)反應(yīng)堆首次達(dá)到臨界狀態(tài)，機(jī)組正式開(kāi)啟帶核功率運(yùn)行。這一我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界首座具有第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，繼完成雙堆冷試、雙堆熱試、首次裝料之后成功臨界，向著2021年內(nèi)并網(wǎng)發(fā)電再近一步。

臨界是反應(yīng)堆帶核功率運(yùn)行的起點(diǎn)，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。示范工程此次是通過(guò)球形燃料元件數(shù)量和控制棒“雙調(diào)節(jié)”的操作方式達(dá)到臨界狀態(tài)的，從首次裝料到臨界共歷時(shí)23天。

該示范工程是我國(guó)落實(shí)核電“走出去”戰(zhàn)略的優(yōu)選堆型之一。高溫氣冷堆安全性好、發(fā)電效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛，在核能發(fā)電、熱電冷聯(lián)產(chǎn)及高溫工藝熱等領(lǐng)域商業(yè)化應(yīng)用前景廣闊，是我國(guó)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源供給安全、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。

示范工程設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到93.4%。作為世界首座球床模塊式高溫氣冷堆，示范工程僅首次使用的設(shè)備就有2000多套，創(chuàng)新型設(shè)備600余套，其中包括全球首臺(tái)高溫氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發(fā)生器，首臺(tái)大功率、高溫?zé)釕B(tài)電磁軸承結(jié)構(gòu)主氦風(fēng)機(jī)，世界最大、重量最重的反應(yīng)堆壓力容器等，對(duì)推動(dòng)我國(guó)在第四代先進(jìn)核能技術(shù)領(lǐng)域搶占全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

聚苯胺水污染處理應(yīng)用取得系列成果

我國(guó)科研人員針對(duì)聚苯胺的制備及應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)研究，深入探索了聚苯胺在去除廢水中六價(jià)鉻方面的應(yīng)用，近日取得了系列進(jìn)展。該系列研究從聚苯胺納微結(jié)構(gòu)的制備出發(fā)，合成了不同形貌的聚苯胺，同時(shí)將聚苯胺用于污水處理領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)聚苯胺對(duì)水中六價(jià)鉻離子具有良好的去除能力。進(jìn)一步將聚苯胺負(fù)載在宏觀尺寸的改性纖維球上，在有效去除六價(jià)鉻離子的同時(shí)避免了聚苯胺的二次污染問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

聚苯胺是具有廣闊應(yīng)用前景的一種導(dǎo)電高分子聚合物，不僅有獨(dú)特的質(zhì)子摻雜能力、氧化還原能力、可調(diào)節(jié)的導(dǎo)電能力、強(qiáng)化學(xué)和環(huán)境穩(wěn)定性，且原料低廉易得、合成工藝簡(jiǎn)單。因此，對(duì)聚苯胺的制備和性能研究成為導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

研究團(tuán)隊(duì)探索了聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的制備方法，分別在酸性和堿性條件下合成了形貌不同的聚苯胺；結(jié)合其獨(dú)特的氧化還原特性和可逆的摻雜特性，探討不同形貌的聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

南美洲亞馬孫河

研究表明，一維聚苯胺納米線/管是一種高效、可再生的去除六價(jià)鉻離子材料。與其他吸附劑相比，聚苯胺空心球表現(xiàn)出了更高的吸附能力，具有高吸附能力的聚苯胺空心球?qū)⒃谟袡C(jī)染料的廢水治理中發(fā)揮重要作用。研究人員通過(guò)軟模板法合成聚苯胺納/微空心球，工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高，為制備聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)提供了新的途徑，且在污水處理領(lǐng)域有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。研究人員采用化學(xué)氧化聚合法制備了宏觀尺寸的纖維球負(fù)載聚苯胺復(fù)合材料，有效地解決了納米尺度聚苯胺造成的二次污染問(wèn)題。

亞馬孫流域正失去大量棲息地

英國(guó)《自然》雜志近期發(fā)表的一項(xiàng)生態(tài)學(xué)研究表明，由于森林砍伐和野火，亞馬孫地區(qū)高達(dá)85%的生物被列為受威脅生物，在過(guò)去20年里可能失去了大量棲息地。據(jù)估計(jì)，每10000平方公里森林被燒毀，就有額外的27～37個(gè)植物物種和2～3種脊椎動(dòng)物在亞馬孫的分布受到影響（影響范圍超過(guò)10%）。隨著野火越來(lái)越靠近亞馬孫盆地的核心地區(qū)，那里的生物多樣性水平更高，預(yù)計(jì)火災(zāi)對(duì)生物多樣性的影響還會(huì)上升。

亞馬孫盆地對(duì)調(diào)節(jié)地球氣候至關(guān)重要，且這一地區(qū)生物多樣性令人驚嘆，是全球10%已知物種的家園。但可惜的是，森林退化正威脅到這一龐大生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力。此前一項(xiàng)研究預(yù)計(jì)，至2050年亞馬孫將喪失約21%～40%的森林覆蓋，這對(duì)亞馬孫地區(qū)的生物多樣性影響深遠(yuǎn)。

為更好理解這些影響，美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查了過(guò)去20年里，11514種植物和3079種動(dòng)物的地理分布范圍受到野火影響的程度。從2001年開(kāi)始，103079平方公里到189755平方公里的亞馬孫雨林遭受野火，研究團(tuán)隊(duì)估計(jì)這影響了該地區(qū)受威脅物種名錄上77.3%～85.2%的物種。他們指出，野火增加的時(shí)間段，與放寬了旨在減緩森林砍伐與森林燃燒的政策有關(guān)。在巴西，21世紀(jì)00年代中期曾實(shí)施減少森林砍伐的政策，在2019年這一政策被放松，這一年火災(zāi)影響區(qū)域增加了（比預(yù)計(jì)多20%～28%），估計(jì)影響了12257～13245種植物及脊椎動(dòng)物的分布范圍。這些發(fā)現(xiàn)表明政策和森林火災(zāi)間的關(guān)聯(lián)，以及這些因素如何影響生物多樣性。