作者张作义肖像画（张武昌绘Q?/span>
张作义在矛_N温气冷堆核电(sh)站核岛施工现?/span>
张作义（左）(j)与清华大学原校长王大中院士在核电(sh)工程现场
׃威v荣成矛_N温气冷堆核电(sh)站示范工E外景（新华C֏Q?/span>
2023q?2?日，׃威v荣成矛_湾，中国核能领域q来振奋人心(j)的历史性时刻：(x)高温气冷堆核늫C工程正式投入商业q行。这是全球首座投入商业运行的W四代核늫Q标志着中国在第四代核能技术研发和应用领域辑ֈ世界领先水^?/span>
?006q初被列入国家科技重大专项到MҎ(gu)被批准实施，再到C工程开工；从工E徏讑֮成ƈ辑ֈ临界状态，再到成功投入商业q行Q中国高温气冷堆核电(sh)站技术艰苦跋涉了(jin)U?0q。让我非常自豪的是，作ؓ(f)该项目总设计师、专职技术责Mh、技术d和现场副L挥，我见证ƈ领衔参与?jin)中国高温气冷堆核?sh)站从规划和设计蓝囑ֈ成ؓ(f)生动现实的整个过E?/span>
“却所来径Q苍苍横微。”我时常回想起那些挥汗如雨、日夜兼E的战斗岁月Q眼前Q现出与清华大学核能与新能源技术研I的同事研讨解决高温气冷堆技术难题的一个个场景QQ现出与来自华能集团、中栔R团以?qing)设备制造商{协作伙伴ƈ肩作战、合力攻关的一件g往(xin)事?/span>
我们自强不息、厚徯物?/span>
我们知难而进、众志成城?/span>
我们不负重托、不׃命?/span>
采用新型燃料和冷却剂
备受瞩目
矛_N温气冷堆核电(sh)站是1979q美国三哩岛核电(sh)站事故以来徏讑ƈ商运投的第一个创新型首台套核늤范工E，一直备受瞩目。与传统核电(sh)站一般采用锆合金状燃料和水冷却剂不同，矛_N温气冷堆核电(sh)站采用碳化硅包覆颗粒燃料和氦气冷却剂Q面对诸多难题。实际上Q仅核燃料研发生隑ֺ而言Q在当代工程技术中Q大概只有航I发动机、芯片制造能与之相比?/span>
完成辐照试验是石岛湾高温气冷堆核늫_包覆颗_燃料面临的巨大?xi)战(sh)一。反应堆堆芯材料Q尤其是核燃料要辑ֈ使用条gQ必d在与实际核反应堆q行相同辐照环境下，l受全寿期考验。这U辐照考验要进行多ơ，不仅技术难度极高，而且耗资大，执行周期很长?/span>
核安全监是和^利用核能的基矟뀂中国业已构Z(jin)完备的国家核安全监管体系Q覆盖核?sh)厂址选择、徏造许可证发放、核?sh)设备的设计和生产制造、核?sh)运行、核?sh)从业h员的培训{全q程。石岛湾高温气冷堆核늫所有技术创新都是在严格遵守国家核安全监标准和规则基础上实现的Q这既充分保障了(jin)核电(sh)站的安全性，也决定了(jin)推进每项技术创新都面(f)极其严苛的安全标准和规则的考验?/span>
在实验堆基础上徏讄范工E?/span>
奋勇跨越
中国高温气冷堆核能技术研发始?0世纪80q代初，在中国科学院院士王大中等的带领下Q清华大学开始先q核能技术研发，依托国家?63”计划支持于2000q徏?0兆瓦高温气冷实验堆?/span>
我从2001q开始担L华大学核能与新能源技术研I院长q主持有兛_作?003q_(d)清华大学10兆瓦高温气冷实验堆徏成运行后Q有关部门开始考虑推动一个工业规模放大数十倍的模块式高温气冷堆核电(sh)站作为示范工E。同q_(d)清华大学与中国核工业集团联合创立?jin)中核能源科技有限公司Q作Z业化合作q_。第二年Q中国华能集团、中国核工业集团与清华大学签|联合协议，l徏华能׃矛_湾核甉|限公怽为项目业d司。各方精诚合作，开始携手推q示范工E落地?/span>
多方鼎力支持高温气冷堆核늫C工程。原国防U工委的核能开发项目在工程设计斚wl予支持Q原国家?sh)力公司在工E技术方案选择研究斚w提供支撑?005q_(d)高温气冷堆核늫C工程M技术方案基本完成，q签|了(jin)业主合作协议Q确定山东荣成石岛湾为项目选址圎ͼl徏?jin)业化合作团队?006q_(d)高温气冷堆核늫C工程目被列入《国家中长期U技发展规划U要Q?006-2020Q》，成ؓ(f)16个重大专之一“大型先q压水堆?qing)高温气冷堆核?sh)站”的分项Q中国第四代核能技术创新由此进入示范工E徏设新阶段?/span>
C工程建成商运投
玉汝于成
2012q?2?日，高温气冷堆核늫C工程在石岛湾筑W一|凝土Q正式拉开序幕。在此后10q间Q我们学研合作团队在国务院相关部委和国家能源局的领gQ披荆斩，d一道道隑օQ迎来一座工程里程：(x)2015q_(d)现场土徏工程全部完成Q厂房封Ӟ2016q?月和9月，两台反应堆压力容器分别制造完成ƈ在石岛湾现场安装׃Q?018q?月和10月，首台燃料装卸pȝ?套堆内构件安装完成；2020q?0?9日，首堆一回\h功能试验一ơ成功；2021q?月，工程建成q实现首ơ(f)界；2023q?2月，利完成168时持箋(hu)q行考核Q开始投产运行?/span>
在我们所d的示范工E诸多技术难关中Q有两道可以名列当代最隄核电(sh)技术行列?/span>
一道难x(chng)大批量生产碳化硅包覆颗粒球Ş核燃料元件。该球Ş燃料元g每g?.2万个三层包覆TRISO型燃料颗_，用来包容核裂变(sh)生的攑ְ性物质，每个颗粒直径不到1毫米。根据测，满C工程对包覆颗_的需求，q能须辑ֈ30万个球Ş燃料元g?6亿个包覆颗粒?/span>
Z(jin)解决包覆颗粒球Ş核燃料元件大规模工业刉难题，我们在清华大学预先徏设了(jin)一条原型生产线Q进行全范围的实际运行试验，之后批量生产出的燃料元件样品送到专门的高通量反应堆中开展辐照考验q获得了(jin)很好l果。以清华大学上述技术ؓ(f)依托Q由中国核工业集团主持，在内蒙古包头北方核燃料公司开工徏设了(jin)全球规模最大的_包覆颗_核燃料元g工厂Q解决了(jin)C工程核燃料元件自d造问题。类似的_包覆颗_核燃料生厂在国?022q宣布开工徏设?/span>
另一道技术难x(chng)掌握反应堆用氦气冷却技术及(qing)研制一pd相关首台套核?j)关键设备。氦气是一U原子量仅多于氢气的分子惰性气体，极难密封Q在工业上被用作探测泄漏的气体。要把几万标方的氦气包容在一个运行压力ؓ(f)70个大气压、装有各U设备的反应堆里Q是个巨大的工程技术挑(xi)战。我们在反应堆用氦气冷却?qing)氦气密上做?jin)大量研究和试验，成功解决?jin)这一N。石岛湾高温气冷堆核늫l过q行考验Q表明氦气密满计要求，辑ֈ非常高的水^?/span>
Z(jin)H破反应堆用氦气冷却关键技术，我们在清华大学昌q_地徏设了(jin)一个全球规模最大的、热功率辑ֈ10兆瓦的大型氦气工E实验设施。该设施可以模拟反应堆的高温高压氦气环境Q用于测试工厂中试制的首台套大型讑֤Q例如主氦风机、蒸汽发生器、燃料装卸系l、控制棒、吸收球pȝ{，让它们在q反应堆之前完成全工况长旉考验。这个氦气工E实验设施，是实现氦气冷却技术突破的主要支撑性设施。相兌备经q氦气环境试验一旦被发现有问题，必L新设计，q回工厂攚w，之后再进行试验。如此往(xin)复，直到完全W合要求?/span>
我们在上q过E中遇到?jin)很多困难。有的是世界首台Q必L面强攻；有的是原来设计的Ҏ(gu)不适宜工程化，需要变_(d)q有的是国外有独Ҏ(gu)术能完成Q而国内短期无法突_(d)必须另寻他途?/span>
玉汝于成Q功不唐捐。我们凭着勇攀高峰、敢Zh先的创新_Q凭着集智d、团l协作的协同_Q解决一个又一个科技NQ研制出世界创新型首台套的核?j)关键设备，形成了(jin)一批自ȝ识权，实现?jin)一pd从图U到现实的关键科技H破?/span>
为第四代核能奠定基础
赢得点赞
矛_N温气冷堆核电(sh)站徏设成在内外引起关注，赢得q泛报道和评论?/span>
在两院院士评选的2023q中国十大科技q展中，矛_N温气冷堆核电(sh)站商q投产成功入选。在2024q全国两?x)的《政府工作报告》中Q石岛湾高温气冷堆核늫利投运被视Z国第四代核电(sh)机组{高端装备研制取得长展的代表性成?/span>
国际原子能机构d事在?jin)祝该核늫投的贺信中表示Q作为全球首座投入商业运行的球床模块式高温气冷堆核电(sh)站，矛_湾核늫投入商运恰逢气候变化大?x)召开之际Q极大地鼓舞?jin)国际核工业界。对矛_湾核늫商运投Q\透社刊发?jin)题(sh)《中国启动全球首座第四代核反应堆》的报道。《华?dng)街日报》在相关报道中指出，一个更加安全和高效的下一代反应堆在中国东部开始商业运行，让该国在核能领域获得领先优势。《经学人》刊文指出，矛_N温气冷堆核电(sh)站是W四代核反应堆的一个例证，U学家们希望q些W四代核反应堆能够更安全、更高效地发?sh)；许多国家都在努力开发它们，但只有中国拥有一座商业规模的核电(sh)站；中国通过实验证明Q第四代核反应堆的理论安全优势在实践中是有效的?/span>
h后箋(hu)商业化机l?/span>
未来可期
矛_N温气冷堆核电(sh)站ؓ(f)W四代核能技术的开发和应用U篏?jin)成功经验，为后l项目徏讑ּ辟了(jin)qK道\?/span>
2024q?月，中核集团江苏徐圩核电(sh)一期工E获得国务院核准Q徏??0万千瓦高温气冷堆核甉|l与两台华龙一h甉|l，共同为化工园区提供高温高压蒸汽及(qing)发电(sh)Q这标志着后箋(hu)商业化高温气冷堆核电(sh)机组工作q入实施前期阶段。根据计划，该工E徏成后年提供工业蒸汽3250万吨Q发?sh)超q?10亿千瓦时Q减排二氧化?960万吨?/span>
值得一提的是，矛_N温气冷堆核电(sh)站是国际模块化小型反应堆成就的新锐代表。根据国际原子能机构最新公布的信息Q全球正在开发的模块化小型反应堆过68U，有两座已l徏成ƈq入q行阶段Q而中国的矛_N温气冷堆核电(sh)站就是其中之一Qƈ且是目前全球唯一采用W四代核能技术的模块化小型反应堆Q引领国际模块化型反应堆的发展?/span>
从实验堆到工业示范电(sh)站，中国核电(sh)U技工作者在高温气冷堆核甉|术创新领域奋力攀M(jin)U?0载。我们接l奋斗，矢志不渝Q把对祖国的炽热深情Q把对科学真理的探烦(ch)Ȁ情，融入U技强国和中华民族伟大复兴的伟业中，l于到达国际核电(sh)U技发展最前沿。走W至此，我想表达感谢之情Q感谢与我共同奋斗的团队成员Q感谢所有合作伙伴?/span>
核能创新永无止境Q核能和q_用前景无限。让我们l箋(hu)携手奋斗Q进一步提高和完善高温气冷堆核能技术，为推q强核强国徏设作出更大A(ch)献?/span>
Q作者ؓ(f)高温气冷堆核늫国家U技重大专项总设计师Q清华大学核能与新能源技术研IdE师、原院长Q?/span>
中国U协U学技术传播中?j)、陈家庚U学奖基金会(x)与h民日报合作推?/span>
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