快堆外景。胡鋼 攝

　　起步，近半個世紀的夢想

　　中國實驗快堆是中國科學家自主研發的中國第一座快中子反應堆，它可以將鈾資源的利用率從壓水堆的約1%提高到60%～70%，同時可以將壓水堆乏燃料中存在的長壽命放射性廢物當作核燃料燒掉。“因為具有更好的經濟性、安全性和廢物產生量少等特點，快堆被世界認為是第四代核電技術的關鍵。”中國原子能科學研究院快堆總工程師徐銤告訴記者，在快堆發展之路上，中國走了將近半個世紀的里程。
　　據了解，中國的快堆研究起步于上世紀60年代中期，主要在物理、熱工、結構材料和鈉工藝等方面開展了一些基礎研究，并建成了一批小型實驗裝置。其中，最具有代表性的研究成果是1969年由周恩來總理特批50公斤高濃鈾建成的“東風-6號”零功率實驗裝置，實現了我國快堆技術發展“零”的突破。
　　但此時，正值“文革”期間，國家經濟困難，沒有足夠的科研經費，加上發展方向和技術路線不明確，快堆發展一時陷入困境。
　　直到上世紀80年代，改革開放的春風給我國高科技發展帶來了生機。1986年3月，鄧小平對王大珩、王淦昌、楊家墀、陳芳允等四位科學家關于我國應跟蹤世界高技術前沿的建議信函作出重要批示，“863”高技術發展計劃誕生。經專家論證，快堆脫穎而出，成為“863”計劃能源反應堆主題項目。
　　1992年3月14日，國務院批準863計劃能源技術領域的研究發展目標，建成一座熱功率65兆瓦的中國實驗快堆。徐銤說：“熱功率65兆瓦、電功率20兆瓦的中國原型快堆的開發是我國快堆應用的‘關鍵一步’。”

　　合作，堅持自主創新

　　按照“863”計劃中關于利用國外成熟經驗和先進技術發展自己的宗旨，從1992年開始，中俄兩國科學家在中國實驗快堆建造中進行了全面合作，內容包括概念設計咨詢、技術設計、設計驗證實驗、設計技術咨詢、燃料組件和大型設備制造、人員培訓等。2000年7月，兩國政府簽署在中國建造和運行快中子實驗堆的合作協議，把中俄快堆技術合作推向新階段。
　　“在技術合作中，中方始終堅持以我為主，在引進先進技術和成熟經驗的同時全面消化吸收，并把自主創新作為貫穿設計、建造、安裝、調試過程中的一條主線。”原子能科學研究院院長趙志祥告訴記者，中國實驗快堆技術設計采取了符合世界快堆發展趨勢的“高起點方案”，主要參數和系統設置接近商用快堆，使其具備了原型快堆的一些結構特點，其核安全特性要求達到后來提出的第四代先進核能系統的水平。
　　“快堆技術的困難，比熱堆要復雜得多。中國實驗快堆設計過程就是自主創新的過程。”趙志祥說，在工程設計方面，中國實驗快堆與俄羅斯快堆技術相比取得了多方面突破：在世界上首次采用了非能動事故余熱排出系統，與世界已建快堆相比，是最安全的一座快堆；自主完成了反應堆換料系統設計，快堆的換料是在封閉系統中靠遙控自動完成的，經實驗驗證該設計是先進可靠的；采用了先進的數字化技術，自主完成計算機監控和主控室設計，大大簡化了主控室操作，給操縱員應急操作帶來了極大的方便……

　　建設，中國實驗快堆實現臨界

　　“如同搭積木與蓋房子的關系，快堆最大的困難就是把實驗變成一個工程。”徐銤說，2000年5月30日，隨著第一罐混凝土澆灌，中國首座實驗快堆開工建設。當時，科技部、環保部等主管部門現場檢查和監造，中核集團快堆領導小組全程控制和協調，業主、設計、建筑施工、設備安裝和建設監理單位等多路大軍協同會戰，合力攻關。
　　據介紹，在實驗快堆建筑工程16個子項目中，安全要求最高、施工難度最大的是反應堆廠房。傳統的核反應堆廠房穹頂為半球形，而快堆廠房穹頂是由4個半圓形組成的“瓜皮帽形”，又因為穹頂標高57米，致使反應堆大廳有40米的凈空高度。這兩個因素增加了穹頂的設計施工難度。核工業二院和核工業二四建設公司團結協作，精心設計，嚴格施工，于2002年8月15日實現主廠房封頂。
　　“中國實驗快堆有近200多個系統，設備達7000多臺套。除幾個關鍵設備從國外進口外，其他全部由國內設計和制造，國產化率達到70%以上。”趙志祥說，比如，中國實驗快堆的核心部件——堆容器，高12米，直徑8米，壁厚25毫米，重達1100多噸，堆內構件多達900多種，重700多噸。該容器屬于大型薄壁容器，制造和安裝難度極大。中國一重集團與原子能院一起聯合設計并承擔了這一大型非標設備的制造和安裝，并實現了一次制造成功、一次運輸成功、一次安裝成功，創造了快堆大型核設備制造的高質量，也譜寫了自主創新的新篇章，同時標志著我國在核設備設計制造能力方面取得了新的突破。
　　“2008年底，中國實驗快堆進入了緊張的集中調試階段。原子能科學研究院全力以赴，用智慧和激情創造了零事故、聯合調試工期最短的世界紀錄。”徐銤告訴記者，“2009年8月，反應堆裝料前的調試任務全部圓滿完成，并在9月取得了國家核安全局頒發的首次裝料許可證。”
　　2010年7月21日，中國實驗快堆實現首次臨界，讓中國成為繼美、英、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術的國家。

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