新能源光伏切片及鋰電池回收廢水有望通過核技術手段解決處理痛點、國產(chǎn)熱塑性復合材料即將替代汽車中的鋼板材料實現(xiàn)大幅減重、國產(chǎn)化的質子治療腫瘤高端醫(yī)療裝備正在加快研發(fā)……記者日前獲悉，我國核技術應用產(chǎn)業(yè)得到了加快速發(fā)展，有望在2026年前實現(xiàn)多項突破，并在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、助力戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面展現(xiàn)出越來越大的潛力。
光伏切片廢水與難降解污染物出現(xiàn)“克星”
在“碳達峰碳中和”的背景下，我國光伏行業(yè)進入了快速增長期，但光伏企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的切片廢水，因其具有污染物濃度高、可生化性差的特征，一直是污水處理的難點。
同時，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，關于電池回收的問題也逐步顯現(xiàn)，其所產(chǎn)生的廢水具有高鹽分、高COD(化學需氧量)、含重金屬等特點，用傳統(tǒng)環(huán)保技術處理起來不僅難度大，成本也高。
面對這兩個新領域，中國廣核集團有限公司(以下簡稱中廣核)與清華大學聯(lián)合研發(fā)的電子束處理特種廢物技術“和美”，展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。
中廣核達勝科技有限公司總經(jīng)理助理劉鵬介紹說，該技術利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束瞬間照射，直接破壞污染物分子結構，同時電子束與水分子反應生成具有強氧化性的羥基自由基、雙氧水和強還原性的水合電子、氫自由基等， 與污染物快速反應實現(xiàn)分解、礦化和消毒滅菌。該項技術具有高效、低碳、安全、可靠等特點，已在印染、化工等眾多領域成功應用，解決了多個行業(yè)的環(huán)保痛點。
目前，中廣核已對光伏切片和電池回收廢水進行了多輪中試，結果顯示，經(jīng)過“和美”電子束處理，光伏切片廢水中的COD去除率穩(wěn)定在55%以上，不僅有效提高了切片廢水預處理階段的可生化性，同時在深度處理階段解決了高濃廢水的處理難題。而在電池回收方面，中試結果顯示，可有效去除廢水中COD和總磷，兩項指標去除率穩(wěn)定在98%以上，遠低于排放標準，解決了傳統(tǒng)技術難題。
據(jù)了解，中廣核達勝科技公司還與有關企業(yè)簽署了光伏切片廢水處理合作協(xié)議，例如為光伏制造企業(yè)隆基綠能的光伏園區(qū)處理廢水。
220千伏交流聚丙烯絕緣料有望研發(fā)成功
熱塑性復合材料是目前全球最先進的高分子材料之一，我國已經(jīng)研發(fā)成功并在航空航天、汽車、新能源、建筑等領域開始應用，技術指標和西方發(fā)達國家處于同一水平。
以汽車行業(yè)為例，據(jù)中廣核俊爾新材料有限公司研發(fā)部副部長宋玉興介紹，目前熱塑性復合材料已在電池包蓋板中批量使用，它取代了原來使用的鋼板，通過以塑代鋼，起到減重和輕量化的作用，可以提升新能源車的續(xù)航里程，并且減少鋼板使用中產(chǎn)生的腐蝕，且新能源汽車服役結束后，材料可以完全回收再利用。
在新能源領域，熱塑性復合材料近年來已在光伏柔性背板中大批量應用，其具有密度小、強度高、耐老化等優(yōu)勢，作為光伏背板可以去除傳統(tǒng)光伏組件中的玻璃等硬質材料，光伏組件重量可減輕至3.3千克/平方米，是傳統(tǒng)光伏的30%，且組件可以彎折達到0.5米，為異性屋頂、車棚等場景的應用提供了解決方案。
此外，中廣核高新核材集團有限公司研發(fā)的新型聚丙烯(PP)絕緣材料也已亮相。PP絕緣料的研究始于上世紀90年代初的歐洲，目前國外PP絕緣料電纜已應用在超高壓交流海纜和直流海纜中，應用總長超過4萬公里，最高電壓等級也已達到525千伏。我國對PP絕緣料的研究起步較晚，2019年國內對中壓陸上電纜進行了首次應用，目前最高應用電壓等級已達110千伏，但與國外還存在明顯差距。
PP絕緣料屬于熱塑性材料，與傳統(tǒng)交聯(lián)聚乙烯相比，具有可回收、可重復利用的特點，沒有交聯(lián)反應，不存在焦燒問題，可以提高電纜的穩(wěn)定性，其在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生小分子，減少了絕緣空隙，可有效提高電纜的使用壽命，同時極低的雜質及小分子含量，也不易生成水樹，可顯著提高電纜的絕緣可靠性。
當前，深遠海海上風電及高壓/超高壓柔直海纜成為全球熱點，中廣核高新核材集團科技公司總經(jīng)理費楚然表示，中廣核將加大海纜及超高壓領域PP絕緣料的研發(fā)力度，計劃2024年完成國內首個100千伏直流PP絕緣料研發(fā)，2025年完成國內首個220千伏交流PP絕緣料研發(fā)，到2026年實現(xiàn)國內首個525千伏直流(DC)PP絕緣料研發(fā)。
高性能多室質子治療加速器將實現(xiàn)國內自主生產(chǎn)
眾所周知，癌癥治療一直是世界性難題，而質子醫(yī)療則是目前全球最尖端的腫瘤放療治療技術。與傳統(tǒng)放療技術相比，質子醫(yī)療可讓射線粒子的能量進入腫瘤細胞內才會釋放，實現(xiàn)對腫瘤細胞的“定點爆破”，從而避免對身體正常組織的傷害，達到更好的療效和極小的副作用。
據(jù)中廣核醫(yī)療科技有限公司副總經(jīng)理唐洪波介紹，中廣核于2020年引進全球領先的質子治療腫瘤技術后，開始走“引進、消化、吸收、創(chuàng)新”的道路，致力于實現(xiàn)我國高端醫(yī)療裝備的國產(chǎn)化、自主化。目前，中廣核醫(yī)療科技有限公司在四川綿陽建設的質子醫(yī)療裝備制造基地正有序推進，全球裝機數(shù)量最大、治療患者數(shù)量最多的高性能多室質子治療加速器有望首次實現(xiàn)國內自主生產(chǎn)并于2024年下線。
此外，我國核藥產(chǎn)品高度依賴進口。據(jù)記者了解，中廣核核技術發(fā)展股份有限公司目前正以“堆器耦合、診療一體”為目標，逐步打造完整的核醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈，其中醫(yī)用同位素生產(chǎn)基地正在綿陽建設中，目標是在2030年前具備主流醫(yī)用同位素供應能力，并自研或孵化數(shù)款新型核藥產(chǎn)品，助力“健康中國”建設。
在核安檢領域，由中廣核核技術發(fā)展股份有限公司受托管理的中廣核貝谷科技通過自主創(chuàng)新，攻克了雙能物質識別、三維圖像重建等關鍵技術難題，自主研發(fā)的安檢CT系統(tǒng)，不僅能高效精準識別包裹中的違禁物品，更實現(xiàn)了關鍵零部件的國產(chǎn)化，目前基于AI技術自主研發(fā)的集中審像和智能審圖系統(tǒng)，已在海南自貿(mào)港等多個場景使用。
“核技術應用是關系國計民生的重要產(chǎn)業(yè)，是新質生產(chǎn)力的典型代表。”中廣核核技術發(fā)展股份有限公司黨委書記、董事長李勇表示，接下來將充分發(fā)揮核技術應用嵌入式產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，加快科技創(chuàng)新，與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，積極推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代和新興產(chǎn)業(yè)壯大發(fā)展，加快培育新質生產(chǎn)力。
