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超强激光科学卓越创新简报

(第二百四十七期)

2022年1月27日

上海光机所冷坩埚玻璃固化项目取得阶段性突破

　　2022年1月18-22日，上海光机所高功率激光单元技术实验室承担的高放废液冷坩埚玻璃固化项目新体系玻璃配方研究取得阶段性突破，通过了动力堆源项铁磷酸盐玻璃固化配方在φ350冷坩埚上连续运行100h的实验验证，提前半年完成了项目总体下达的2022年度节点任务。

　　动力堆源项高放废液是未来我国高放废液玻璃固化处理处置的主要源项，其特点为高锆、高钼、高稀土和高锕系元素含量，玻璃固化配方开发难度大。高功率激光单元技术实验室通过组织多次配方开发讨论会，结合冷坩埚玻璃固化工艺特点，采用玻璃固化体配方的成分-性质数理统计模拟设计和基于分子动力学模拟的多尺度玻璃材料计算，经过数十轮配方迭代实验，优化后的动力堆源项玻璃固化配方实现了在φ350冷坩埚上100h的连续运行实验验证。设备方面，在前期十四轮玻璃固化配方φ350冷坩埚实验验证的基础上，本次实验完成了对具有自主知识产权的高频电源感应加热系统、冷却水系统、冷坩埚玻璃固化熔融系统、漏料系统、温度测量系统、液位测量系统和鼓泡搅拌系统的验证，为未来φ550冷坩埚及关键单元技术研究打下了坚实的基础。在工艺方面，除完成铁磷酸盐玻璃的φ350冷坩埚的熔制漏料工艺研究外，为适应未来的高放废液冷坩埚玻璃固化工艺的长保温时间和低漏料速率的特点，还进行了延长漏料时间间隔和降低漏料玻璃熔体温度的工艺研究。

　　随着我国核电产业的高速发展，开发具有自主知识产权的高放废液玻璃固化技术迫在眉睫。目前世界上仅有美、法、德、俄、日等少数几个国家掌握了高放废液玻璃固化技术，实现工程化应用的技术主要为以美、俄、德、日为代表的焦耳加热陶瓷炉玻璃固化技术和以法、俄为代表的冷坩埚玻璃固化技术。我国从德国引进的焦耳加热陶瓷炉玻璃固化技术于2021年10月实现了工程化应用，并且也已启动了两步法冷坩埚玻璃固化技术的自主科研，上海光机所于2019年开始参与两步法冷坩埚玻璃固化工程样机研制及验证项目，力争利用团队在玻璃配方开发方面的优势为我国核能产业的可持续发展贡献力量。

考核现场合影

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