加速器驱动嬗变研究装置(China Initiative Accelerator Driven System,简称CiADS)采用“超导直线加速器+高功率散裂靶+次临界反应堆”组合的技术路线,设计遵循高安全性、高可靠性和工程可达性,技术具备扩展到工业级的潜力。
超导直线加速器由质子源、低能段传输线、射频四极加速器系统(RFQ)、中能段传输线、超导加速段、高能传输线和束流收集终端构成。直线加速段总长度约350米,设计输出功率2.5MW,输出束流能量大于250MeV。
高功率散裂靶采用紧凑型液态铅铋有窗靶与反应堆耦合,设计可承受束流功率2.5MW ,由靶体、器靶耦合系统以及更换靶窗的遥操维护系统;在实验终端开展颗粒流靶方案的技术验证,作为未来工业级ADS装置散裂靶的技术储备。
次临界反应堆采用液态铅铋作为冷却剂,堆顶盖留有散裂靶通道,主容器采用池式结构设计,能够在结构上同时实现与散裂靶的耦合和实体隔离,采用非能动余热导出热交换系统,能够保证事故工况下次临界系统的安全。
装置终端按照功率和安全等级分为多个区域。次临界反应堆作为一号终端,进行ADS高功率器靶堆耦合研究;二号终端为先进高功率靶技术研究终端,进行颗粒流靶研究和散裂靶热试;三号终端为高功率束流收集终端,并预留核功能材料辐照位置;四号为是加速器低功率束流阻挡器,同时预留为ADS中子与核数据库研究终端。同时,考虑到未来ADS燃料相关关键技术前期研究需求和核物理稀有放射性同位素基础研究需求,设计预留接口,可以放置一个基于加速器和实验堆的稀有放射性同位素多用途的五号终端,同时可以进行ADS燃料研发关键技术的前期验证。