英語翻譯：

【化】 high flux isotope reactor (HFIR)

分詞翻譯：

高的英語翻譯：

high; high-priced; lofty; loud; tall
【醫】 homo-; hyper-; hypsi-; hypso-; per-

通量的英語翻譯：

【化】 flux; generalized fluxes
【醫】 flux

同位素的英語翻譯：

isotope; isotopes
【化】 isotope; isotopes
【醫】 isotope

堆的英語翻譯：

pile; heap; stack; crowd
【計】 heap
【醫】 herd; pile

專業解析

高通量同位素堆（High Flux Isotope Reactor, HFIR）是一種以中子通量密度高、同位素生産能力突出為特點的研究型核反應堆。其核心功能包括放射性同位素制備、中子散射實驗和材料輻照測試，主要服務于核醫學、基礎物理研究及先進核能系統開發領域。

1. 核心功能與設計特點

   HFIR采用緊湊型燃料設計，使用高濃縮鈾-235作為燃料，中子通量可達1×10¹⁵ neutrons/cm²/s量級。這種設計使其成為全球少數能持續生産超钚元素（如锫-249、锎-252）的設施，相關技術參數由美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）公開發布。

2. 同位素生産應用

   該反應堆生産的同位素廣泛應用于癌症靶向治療（如镥-177）、工業檢測（如銥-192探傷源）和空間核電源（如钚-238）領域。美國能源部2024年報告顯示，HFIR承擔了全美70%的醫用同位素供應任務。

3. 中子科學研究平台

   作為中子散射研究的重要基礎設施，HFIR配備20個束流實驗站，支持凝聚态物理、材料科學等領域研究。其高溫高壓中子衍射裝置可對極端條件下的材料進行原位分析，相關研究成果發表于《Nature Materials》等頂級期刊。

4. 安全運行記錄

   采用三重防護體系（燃料包殼-壓力容器-安全殼）和數字化控制系統，HFIR保持連續50年無二級以上事故的運行記錄，其安全标準被國際原子能機構（IAEA）列為研究堆安全範本。

網絡擴展解釋

高通量同位素堆（High Flux Isotope Reactor, HFIR）是一種專門設計用于産生高強度中子通量的核反應堆，主要用于同位素生産、材料輻照及中子科學研究。以下是其核心含義和特點的綜合解釋：

1.定義與核心功能

• 高通量：指反應堆能産生極高的中子通量密度。例如，美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的HFIR最大熱中子通量達$$5 times 10^{15} , text{n/cm}cdottext{s}$$，遠超普通研究堆（普通堆通量約為其1/10至1/100）。這種特性使其能高效進行同位素合成、材料輻照測試等。
• 同位素生産：最初為生産超钚元素（如钚-238、锎-252）而建。這些同位素半衰期短，需高通量環境才能規模化制備。

2.設計特點

• 堆芯結構：采用“通量阱”設計，燃料環形區包圍中心慢化區，通過中子洩漏與慢化形成高熱中子通量區域。反射層上的孔道可插入實驗樣品或輻照靶材。
• 多用途性：除同位素生産外，還支持中子散射研究（如材料分析）、聚變能源研究，甚至核武器用氚的生産。

3.應用領域

• 能源與國防：生産空間核電源所需的钚-238，并為核燃料及材料性能測試提供輻照環境。
• 醫療與工業：醫用同位素（如癌症治療同位素）及工業示蹤劑的生産。

4.國内外發展

• 美國HFIR：1965年首次運行，至今仍是全球重要高通量堆之一。
• 中國進展：清華大學提出的“寬能譜超高通量試驗堆（THFR）”被列為“十四五”國家重大科技基礎設施，旨在提升核燃料測試與同位素生産能力。國内研究亦借鑒HFIR設計經驗。

5.安全性考量

• 設計中需平衡高燃料富集度與臨界安全，例如優化控制闆布局以降低風險。

高通量同位素堆通過獨特設計實現高中子通量，是多領域尖端科技的重要支撐設施，其發展直接影響核能、醫學及國防技術水平。

分類

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