去年12月,位于山东荣成石岛湾的高温气冷堆核电站商运投产,作为我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站,它标志着我国第四代核电技术达到国际领先水平。而这背后,是三代清华核能人、数百位科学家超过半个世纪的心血和汗水。

在清华大学核能与新能源技术研究院的实验室里,研究人员正在对高温气冷堆技术进行完善,为推广应用做准备。而这一切的基础是去年12月石岛湾高温气冷堆核电站的成功商运。

作为全球首座第四代核电站,它的投产商运标志着我国已系统掌握了高温气冷堆商用关键核心技术,形成了完整的自主知识产权,在全球先进核能技术竞争中“杀出重围”。

从跟跑到领跑的背后,是三代清华核能人、数百位科学家超过半个世纪的心血。20世纪60年代,清华师生建成了我国首座自行研发的核反应堆。此后,以王大中为代表的老一代清华科学家潜心钻研,在21世纪初建成世界首座10兆瓦高温气冷实验堆。

这也是高温气冷堆核电站的基础。其最大的优势是在任何意外情况下,不靠人为干预也能自然冷却,不会出现堆芯熔毁和大规模放射性物质外泄。

清华大学核能与新能源技术研究院副院长 高温堆重大专项副总师 董玉杰:我们的一个目标是要作为一个商业示范电站。既要检验这种技术的可行性,也要展示它的经济潜力,就是说它是一个用得起的一项技术。

2006年,“高温气冷堆核电站”被列为国家科技重大专项,由清华大学、中国华能集团、中核集团共同牵头几百家单位联合攻关。

很多人都知道,要想核燃料从源头不泄漏,要用4层保护层将直径0.5毫米的核燃料颗粒均匀包裹。但这样的颗粒核电站需要几亿个,怎么批量生产?没有人做成过。作为共产党员,刘马林和团队迎难而上。

清华大学核能与新能源技术研究院 新材料研究室党支部书记 刘马林:看起来0.5毫米的小颗粒,它是整个核反应堆里的能量之源,我们要把这个小颗粒做出来几亿个,完全直径一样,密度一样,球形都一样,控制技术是相当复杂的。

上千次的电脑模拟,数百次的应用实验,他们不断探索,单是炉子入口就设计出了50多种。颗粒包好后,他们24小时不合眼盯着筛选,以便未来改进。为了攻克一个难题,他们曾全员24小时轮班倒100天,最终取得突破,大家称之为“百日会战”。

清华大学核能与新能源技术研究院 新材料研究室党支部书记 刘马林:我们这个党支部是一个非常团结,协作非常好的团体。需要做出牺牲的时候,没有任何人有怨言。一直以来坚持的精神一样,叫知难而进,众志成城。

由于很多设计是全球首创,没有可参考的制造工艺,团队深入工厂车间,和工人师傅一起丈量,甚至一起拧螺丝,一步步解决问题。42万个燃料球,为确保安全有效,他们挨个拍CT检查。

清华大学核能与新能源技术研究院副研究员 反应堆物理设计项负责人 郭炯:把工作尽量做细,相当于把压力放在自己这边,这个是我们工作中的一直以来的一种模式,就是把问题解决在自己手上。

最终,他们与企业合作建成了目前世界上最大的一条高温气冷堆核燃料生产线,取得了几百项专利。

中核能源科技有限公司 党委副书记 周红波:他们特别善于尊重和听取在工程上有实践经验的人员意见反馈,工程实践相结合来不断地迭代。这种状态一持续就是20多年的时间。

开始安装后,团队频繁往返于两地。2016年,党员马涛等人主动请缨长期驻扎石岛湾核电站,进行全面监测、调试。

清华大学核能与新能源技术研究院党委副书记 马涛:当时我记得有一次是凌晨我们在主控室外面盯着,外面报警了,那一天晚上我们整个的团队都在,我印象中当天分析到凌晨三四点钟。基本上像这样的夜以继日在示范工程的现场分析,这都数不清多少个日夜。

清华核研院团队在石岛湾高温气冷堆核电站示范工程项目中研制出2200多台首台(套)设备,世界首创的设备超过660台。

眼下,研究人员正拓展用多模块高温气冷堆技术向石化行业提供高温工业蒸汽,从而减少碳排放,进一步优化国家能源结构。

(总台央视记者 刘京 赵雨彤 刘苏 王帅)

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