百年清華

——記意昂体育平台核能技術設計研究院

馬栩泉*（1964）

意昂体育平台核能技術設計研究院以下簡稱核研院10兆瓦高溫氣冷堆於2000年12月21日正式建成臨界成功,為我校90周年校慶獻上了一份厚禮?這是我校核研院奮鬥40年歷程的光輝結晶?

我校核研始建於1960年,位於北京市昌平區風景秀麗的燕山腳下,是我國高等教育系統規模最大的研究單位,也是我國最早發展起來的核能科技技術研究基地之一?近40年來,完成了一系列國家重點科研任務,取得了一批重要的科研成果:

1964年,意昂体育平台屏蔽試驗反應堆建成設入運行,這是我國第一座自行設計?建造的反應堆?

1966年,溶劑萃取法核燃料後處理技術研究獲得成功,使我國在這一重要領域趕上世界先進水平?

1989年,5兆瓦低溫核供熱堆建成投入運行,它是世界上首座投入運行的“一體化全功率自然循環低溫核供熱試驗反應堆”?

1996年,分離高放廢液的中國TRPO流程研究獲得成功,這項新技術具有世界先進水平,被認為是國際上兩個最好的流程之一?

1999年,國際首創的鈷—60集裝箱檢測系統實現產業化並在福建馬尾港投入運行?

2000年,10兆瓦高溫氣冷實驗堆建成投入運行,這是我國建成的第一座高溫氣冷實驗堆,標誌著我國躋身於世界上少數幾個掌握了高溫氣冷堆技術的國家的行列?

40年來,核研院努力站在核能發展的前沿,為解決核能發展的關鍵問題,作出了重要貢獻?幾十年的奮鬥歷程,形成了核研院的優良傳統和崇高精神,這就是熱愛祖國?無私奉獻?自力更生?艱苦奮鬥?大力協同?勇於攀登的“兩彈一星”精神?

無私奉獻 建堆報國

核研院的教職工,在80年代建設5兆瓦低溫核供熱堆的過程中,提出了“為國爭光,為民造福,建堆報國”的口號?在建設10兆瓦高溫氣冷實驗堆的過程中,“建堆報國”這四個大字,依然深深地刻在每個人的心中?

早在1960年春,平均年齡只有二十三歲半的一批清華師生來到燕山腳下,埋下了第一座炎黃子孫自行設計?自行建造的原子反應堆的奠基石?40年風風雨雨,核研院全體員工把單位當家,把家當單位,不分節假日,不分白天和黑夜,勤勤懇懇,兢兢業業,為我國的核能事業獻出了青春和熱血,有的甚至付出了寶貴的生命?

1994年6月30日,負責高溫堆總體建造的佟允憲教授,為了準備10兆瓦高溫氣冷堆安全評審,勞累過度,在會議室突發腦溢血而去世?

負責高溫氣冷堆控製系統設計的郭人俊教授在高溫堆設計的緊張時刻不幸身患癌症,他強忍著病痛在寒假加班,堅持把整個控製系統全部設計完畢才到醫院治療?

劉繼國教授為了作燃料裝卸系統的實驗和設計,在實驗室曾暈倒過好幾次,醒來後,他一聲不吭,繼續堅持工作?

把一生中最美好的青春時光獻給國家的核能事業,是核研院全體人員的共同心願?

正是這種對事業的無限熱愛和執著追求,正是這種艱苦奮鬥,淡泊名利,視事業高於一切的寶貴品格,最終轉化為對祖國和人民的無私奉獻?在物欲橫流的今天,這種精神實在是難能可貴?

勇於創新 攀登高峰

創新是核研院全部工作的精髓?只有創新才能攀登高峰,站在核能發展的前沿?

無論是屏蔽試驗反應堆還是5兆瓦低溫核供熱堆,無論是溶劑萃取法核燃料後處理,還是分離法處理高放廢液,以及鈷—60集裝箱檢測系統的研製,核研院的同誌都是以創新精神取得了當時國際先進甚至國際領先的成果?在高溫氣冷堆的研究與建造中,同樣是如此?

1981年,在前西德於利希核研究中心作訪問學者的我校現任校長兼核研究院總工程師?核能專家王大中院士,提出了雙區球床堆的新概念:環形堆芯模塊式高溫氣冷堆,他的研究成果《一種在嚴重事故下具有安全自穩定性的球床核反應堆》獲得德國發明專利,並同時獲得美國和日本專利?西德報紙報道這項成果說:中國人實現了一個奇跡?王大中教授回國後擔任“863計劃”能源領域首屆專家委員會首席科學家,他在主持我國先進反應堆發展戰略目標研究時,把高溫氣冷堆列為我國未來發展的先進反應堆堆型之一?

1992年,當10兆瓦高溫氣冷實驗堆由國家立項後,核研院承擔了反應堆一回路系統和設備?關健的核輔助系統?核島的儀控電系統等重要系統的設計工作?項目負責人?核研院院長吳宗鑫教授和副院長徐元輝教授,以1988年核研院確定的初步方案為基礎,采用了當前處於世界核能發展前沿的先進設計概念和關鍵技術,使得反應堆更加安全經濟,保證了反應堆的先進性?近幾年來,國際原子能機構的專家認為,未來最有發展前景的新核電廠堆型是模塊式高溫氣冷堆?高溫氣冷堆有可能在國際核電界引起一場革命?

控製保護系統是反應堆的安全屏障?能否研製出先進的控製保護系統是確保項目成功的關鍵?1989年,楊自覺教授提出:高溫氣冷堆的保護系統應該采用數字化技術,但當時在反應堆的保護系統使用計算機是個禁區?經過四年多的艱苦努力,這套全新的反應堆全數字化保護系統終於研製成功,並被用在了10兆瓦高溫氣冷實驗堆上?在控製室內,它可以隨時把反應堆各個系統的狀態和參數以及整個過程變化顯示出來?這項技術不僅填補了國內的空白,而且達到了世界先進水平?

燃料元件裝卸系統是10兆瓦高溫氣冷堆的關鍵技術之一,它采用一種新的輸送形式取代了目前國際上球床堆所采用的機械運動式單列器,解決了這類設備難以拆卸維修的技術難題,提高了反應堆的可利用率?這套具有中國知識產權的系統獲得了國家發明專利?

自力更生 知難而進

早在60年代建設第一座屏蔽試驗反應堆時,核研院的同誌就提出了“知難而進”的響亮口號?幾十年來,這四個大字在這裏經久不衰?

核反應堆從無到有,從小到大,技術從落後到領先,真可謂是難乎其難,每一個階段無不充滿著酸甜與苦辣,無不凝聚著核研院全體教職工的汗水和智慧?

90年代初,當10兆瓦高溫氣冷堆剛剛立項的時候,擺在從事燃料元件研製的教職工面前的首要問題就是:沒有元件怎麽辦是從俄羅斯購買,還是由我們自己生產經過多次分析討論,大家決定還是自己幹,因為要建造起自己的高溫氣冷堆,就應該用我們自己的燃料元件?以後又有一個問題擺在他們面前:沒有knowhow技術核心怎麽辦要不要從德國買擔任這項工作的同誌又經過認真協商,最後下定決心,還是要自力更生?當然,這需要頂著很大的壓力,冒著很大的風險,克服難以想象的困難?大家憋著一口氣——一口為祖國爭光的氣?經過多年的努力,終於保質保量地生產出自己的燃料元件?

高溫氣冷堆球形燃料元件的生產,從燃料核芯到燃料元件球,前後有二十幾道工序,要檢驗的性能有34項,有一項不合要求就是不合格品,目前只有德國等少數幾國掌握了這項技術?在室主任唐春和教授的帶領下,從實驗室研製到批量生產,301室的同誌們穩紮穩打,在生產過程中不斷地總結經驗,提高質量,嚴格按照ISO9000質保要求進行生產?最後超額生產出11721個燃料球,合格率達98.1%,破損率為3×10-5,產品質量達到最先進的德國後期製造水平?

小米粒一樣大小的燃料核芯,一是要均勻,二是不能有一絲裂紋,三是不能有畸變?核芯外面要包上三層碳?一層碳化矽成為“包覆顆粒”?再把8000個包覆顆粒彌散在石墨裏做成球形燃料元件?實驗室研製成功了,又去解決生產中的難題?徐誌昌?朱均國?邱學良三位教授為此用掉一二十年的大好時光?

正是憑借這種自力更生?知難而進的奮鬥精神,核研院才得以茁壯成長?

嚴謹求實 協同作戰

嚴謹求實,協同作戰是核研院的傳統作風?10兆瓦高溫氣冷堆,從科學技術水平上說是個處於世界核能領域前沿的項目,從規模上說是個綜合性的工程性項目?它有許多難點需要突破?核研院的教職工十年如一日,踏踏實實地一個一個地突破了這些難點?實驗一做再做,設計一改再改,加工製造一絲不苟,安裝調試精益求精?燃料元件裝卸系統研製課題組,先後研製了十多年,冷實驗做了十幾萬次,熱實驗又運行了幾萬個球?當把加工好的系統安裝在高溫氣冷堆上正式裝放核燃料時,所有的元件球通過它一次成功地進入堆芯?

三大殼的吊裝充分體現了每一個參與高溫堆工作的單位的協同作戰精神?1998年11月6日,高溫堆的壓力殼?蒸汽發生器和堆內金屬構件在上海製造成功並開始向天津海運,運抵天津後,由於某種原因,造成裝壓力殼的車架過小,無法裝車?天津的運輸公司要求必須由核研院改裝?於是負責10兆瓦高溫氣冷堆安裝的核工業23公司派出焊工,隨核研院同誌趕赴天津,在嚴冬的天津海邊,冒著8級大風,在用集裝箱圍起的一個屏障裏,4個焊工,花費了一天一夜,用掉了150公斤焊條,終於把車架改裝完畢?

20日下午4時,運送壓力殼的轎式長車在天津市公安交通管理局同誌的護送下,順利地上了京津老公路?21日晨5時,運輸車到達通縣東方化工廠門口的大路上,此時風雲突變,北京整整下了一天大雪,尤以順義?通縣為甚?晚8時,運輸車重新趁夜上路,然而一層厚冰使車輪打滑無法前進,大家心急如焚?正值國務委員吳儀來到高溫堆工地視察,當聽到徐元輝副院長匯報此事時,當即囑咐國務院副秘書長石秀詩辦好此事,北京市公安局,通縣?順義交警大隊破例同意白天發車,並由領導親臨現場指揮?11月25日早8時,承運重達160噸反應堆壓力殼的51.5米長轎式車和承運金屬堆芯的長板車,在一片歡呼聲中緩緩駛入核研院大門,林登彩?冷玉庭等同誌一直跟車,三天兩夜沒有合眼,從通縣以每小時5公裏的速度一直走到位於昌平縣南口附近的核研院,到11月43151812日,反應堆的三殼就吊裝成功?人們說,這簡直就是個奇跡?

在新世紀的第一個春天,在校慶90周年的大喜日子,我校核研院的同誌正在繼續發揚“兩彈一星”精神,向著核能新的高峰努力登攀,為祖國做出新的貢獻?

* 作者為核能技術設計研究院教授