张作义探花 眼镜妹

作家张作义肖像画。张武昌绘

张作义在石岛湾高温气冷堆核电站核岛施工现场。

张作义(左)与中国科学院院士王大中在核电工程现场。

山东威海荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程外景。新华社发

2023年12月6日，山东威海荣成石岛湾，中国核能规模迎来奋斗东谈主心的历史性时刻：高温气冷堆核电站示范工程认真过问交易运行。这是环球首座过问交易运行的第四代核电站，瑰丽着中国在第四代核能技巧研发和应用规模达到世界最初水平。

从2006岁首被列入国度科技首要专项到总体决策被批准实施，再到示范工程开工；从工程设立完成并达到临界气象，再到凯旋过问交易运行，中国高温气冷堆核电站技巧吃力跋涉了约20年。让我极度自爱的是，四肢该神色总磋商师、专职技巧职守东谈主、技巧总师和现场副总训诫，我见证并领衔参与了中国高温气冷堆核电站从权术和磋商蓝图到成为纯真推行的总共这个词历程。

“却顾所来径，苍苍横翠微。”我一样回思起那些挥手如阴、昼夜兼程的斗殴岁月，咫尺知晓出与清华大学核能与新动力技巧研究院的共事研讨措置高温气冷堆技巧难题的一个个场景，知晓出与来自华能集团、中核集团以及开垦制造商等合作伙伴并肩斗殴、协力攻关的一件件旧事。

咱们自立阻挡、厚德载物。

咱们知难而上、众志成城。

咱们不负重托、不辱责任。

接纳新式燃料和冷却剂

备受精雅

石岛湾高温气冷堆核电站是1979年好意思国三哩岛核电站事故以来设立并商运投产的第一个立异型首台套核电示范工程，一直备受精雅。与传统核电站一般接纳锆合金棒状燃料和水冷却剂不同，石岛湾高温气冷堆核电站接纳碳化硅包覆颗粒燃料和氦气冷却剂，面对诸多难题。实质上，仅就核燃料研发坐褥难度而言，在现代工程技巧中，约略唯有航空发动机、芯片制造能与之比较。

完成辐照锤真金不怕火是石岛湾高温气冷堆核电站碳化硅包覆颗粒燃料濒临的庞大挑战之一。响应堆堆芯材料，尤其是核燃料要达到使用条目，必须先在与实质核响应堆运行沟通辐照环境下，选择全寿期考验。这种辐照考验要进行屡次，不仅技巧难度极高，而且耗资大，实施周期很长。

核安全监管是和平诓骗核能的基石。中国业已构建了完备的国度核安全监管体系，障翳核电厂址聘用、建造许可证披发、核电开垦的磋商和坐褥制造、核电运行、核电从业东谈主员的培训等全历程。石岛湾高温气冷堆核电站总共技巧立异都是在严格战胜国度核安全监管标准和限定基础上竣事的探花 眼镜妹，这既充分保险了核电站的安全性，也决定了鼓吹每项技巧立异都濒临极其严苛的安全标准和限定的考验。

在实验堆基础上设立示范工程

勇猛杰出

中国高温气冷堆核能技巧研发始于20世纪80年代初，在中国科学院院士王大中等的带领下，清华大学驱动先进核能技巧研发，依托国度“863”目的维持于2000年建成10兆瓦高温气冷实验堆。

我从2001年驱动担任清华大学核能与新动力技巧研究院院长并主办研究管事。2003年，清华大学10兆瓦高温气冷实验堆建成运行后，研究部门驱动研讨推动设立一个工业限制放大数十倍的模块式高温气冷堆核电站四肢示范工程。同庚，清华大学与中国核工业集伙同合创立了中核动力科技有限公司，四肢产业化合作平台。第二年，中国华能集团、中国核工业集团与清华大学签署结合条约，组建华能山东石岛湾核电有限公司四肢神色业主公司。各方精诚合作，驱动联袂鼓吹示范工程落地。

多方放纵维持高温气冷堆核电站示范工程设立。原国防科工委的核能开发神色在工程磋商方面赐与维持，原国度电力公司在工程技巧决策聘用研究方面提供相沿。2005年，高温气冷堆核电站示范工程总体技巧决策基本完成，并签署了业主合作条约，详情山东荣成石岛湾为神色选址地，组建了产业化合作团队。2006年，高温气冷堆核电站示范工程神色被列入《国度中始终科技发展权术摘抄(2006-2020)》，成为16个首要专项之一“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”的分项，中国第四代核能技巧立异由此进入示范工程设立新阶段。

示范工程建成商运投产

玉汝于成

2012年12月9日，高温气冷堆核电站示范工程在石岛湾浇筑第一罐混凝土，认真拉开设立序幕。在尔后10年间，咱们产学研合作团队在国务院干系部委和国度动力局的率领下，饱经沧桑，攻克沿途谈难关，迎来一座座工程设立里程碑：2015年，现场土建工程全部完成，厂房封顶；2016年3月和9月，两台响应堆压力容器辞别制造完成并在石岛湾现场装配就位；2018年5月和10月，首台燃料装卸系统和2套堆内构件装配完成；2020年10月19日，首堆一趟路冷态功能锤真金不怕火一次凯旋；2021年9月，工程建成并竣事初次临界；2023年12月，到手完成168小时持续运行观望，驱动投产运行。

在咱们所攻克的示范工程诸多技巧难关中，有两谈不错名列现代最为深重的核电技巧行列。

沿途难关是无边量坐褥碳化硅包覆颗粒球形核燃料元件。该球形燃料元件每件有1.2万个三层包覆TRISO型燃料颗粒，用来包容核裂变产生的发射性物资，每个颗粒直径不到1毫米。凭据测算，随和示范工程对包覆颗粒的需求，年产能须达到30万个球形燃料元件、36亿个包覆颗粒。

为了措置包覆颗粒球形核燃料元件大限制工业制造难题，咱们在清华大学事前设立了一条原型坐褥线，进行全范围的实质运行锤真金不怕火，之后将批量坐褥出的燃料元件样品送到迥殊的高通量响应堆中开展辐照考验并取得了很好后果。以清华大学上述技巧为依托，由中国核工业集团主办，在内蒙古包头朔方核燃料公司开工设立了环球限制最大的碳化硅包覆颗粒核燃料元件工场，措置了示范工程核燃料元件自主制造问题。近似的碳化硅包覆颗粒核燃料坐褥厂在好意思国于2022年文告开工设立。

另沿途技巧难关是掌抓响应堆用氦气冷却技巧及研制一系列干系首台套中枢要津开垦。氦气是一种原子量仅多于氢气的小分子惰性气体，极难密封，在工业上被用作探伤泄露的气体。要把几万标方的氦气包容在一个运行压力为70个大气压、装有各式开垦的响应堆里，是个庞大的工程技巧挑战。咱们在响应堆用氦气冷却及氦气密封上作念了大量研究和锤真金不怕火，凯旋措置了这一难题。石岛湾高温气冷堆核电站经过运行考验，标明氦气密封随和机划要求，达到极度高的水平。

为了冲突响应堆用氦气冷却要津技巧，咱们在清华大学昌平基地设立了一个环球限制最大的、热功率达到10兆瓦的大型氦气工程实验格局。该格局不错模拟响应堆的高温高压氦气环境，用于测试工场中试制的首台套大型开垦，举例主氦风机、蒸汽发生器、燃料装卸系统、死心棒、接纳球系统等，让它们在进响应堆之前完周到工况万古候考验。这个氦气工程实验格局，是竣事氦气冷却技巧冲突的主要相沿性格局。干系装备经过氦气环境锤真金不怕火一朝被发现存问题，就必须更新磋商，复返工场矫正，之后再进行锤真金不怕火。如斯往来，直到王人备适合要求。

咱们在上述历程中碰到了好多可贵。有的是世界首台，必须正面强攻；有的是原本磋商的决策不妥贴工程化，需要变更；还有的是海外有独有技巧能完成，而国内短期无法冲突，必须另寻他途。

玉汝于成，功不唐捐。咱们凭着勇攀岑岭、敢为东谈主先的立异精神，凭着集智攻关、伙同合作的协同精神，措置一个又一个科技难题，研制出世界立异型首台套的中枢要津开垦，酿成了一批自主常识产权，竣事了一系列从图纸到推行的要津科技冲突。

为第四代核能奠定基础

赢得点赞

石岛湾高温气冷堆核电站设立配置在海表里引起暖和，赢得等闲报谈和挑剔。

在两院院士评比的2023年中国十大科技发达中，石岛湾高温气冷堆核电站商运投产凯旋入选。在2024年世界两会的《政府管事敷陈》中，石岛湾高温气冷堆核电站到手投运被视为中国第四代核电机组等高端装备研制取得长足发达的代表性配置。

国际原子能机构总劳动在庆祝该核电站投产的贺信中暗示，四肢环球首座过问交易运行的球床模块式高温气冷堆核电站，石岛湾核电站过问商运恰逢景色变化大会召开之际，极地面饱读吹了国际核工业界。对石岛湾核电站商运投产，路透社刊发了题为《中国启动环球首座第四代核响应堆》的报谈。《华尔街日报》在干系报谈中指出，一个愈加安全和高效的下一代响应堆在中国东部驱动交易运行，让该国在核能规模取得最初上风。《经济学东谈主》刊文指出，石岛湾高温气冷堆核电站是第四代核响应堆的一个例证，科学家们但愿这些第四代核响应堆能够更安全、更高效地发电；许多国度都在努力开发它们，但唯有中国领有一座交易限制的核电站；中国通过实考据明，第四代核响应堆的表面安全上风在实践中是有用的。

获批设立后续交易化机组

未来可期

色吧图片

石岛湾高温气冷堆核电站为第四代核能技巧的开发和应用蓄积了凯旋训诫，为后续神色设立开辟了宽广谈路。

2024年8月，中核集团江苏徐圩核电一期工程取得国务院核准，设立1台60万千瓦级高温气冷堆核电机组与两台华龙一号核电机组，共同为化工园区提供高温高压蒸汽及发电，这瑰丽着后续交易化高温气冷堆核电机组设立管事进入实施前期阶段。凭据目的，该工程建成后将年提供工业蒸汽3250万吨，发电杰出110亿千瓦时，减排二氧化碳1960万吨。

值得一提的是，石岛湾高温气冷堆核电站是国际模块化袖珍响应堆设立配置的新锐代表。凭据国际原子能机构最新公布的信息，环球正在开发的模块化袖珍响应堆杰出68种，有两座仍是建成并进入运行阶段，而中国的石岛湾高温气冷堆核电站便是其中之一，况兼是当今环球惟一接纳第四代核能技巧的模块化袖珍响应堆，引颈国际模块化袖珍响应堆的发展。

从实验堆到工业示范电站，中国核电科技管事者在高温气冷堆核电技巧立异规模辛苦登攀了约20载。咱们无间奋斗，不避斧钺，把对故国的酷热深情，把对科学谈理的探索情谊，融入科技强国设立和中华英才伟大修起的大业中，终于到达国际核电科技发展最前沿。走笔至此，我思抒发感谢之情，感谢与我共同奋斗的团队成员，感谢总共合作伙伴。

核能立异永无至极，核能和平诓骗远景无尽。让咱们赓续联袂奋斗，进一步提升和完善高温气冷堆核能技巧，为鼓吹强核强国设立作出更大孝敬。

(作家为高温气冷堆核电站国度科技首要专项总磋商师，清华大学核能与新动力技巧研究院总工程师、原院长)

中国科协科学技巧传播中心、陈家庚科学奖基金会与本报合作推出探花 眼镜妹