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快堆外景,。胡鋼
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這是一個讓中國人自豪的時刻,，這也是一個讓世界矚目的時刻——2010年7月21日9時50分，在北京中國原子能科學(xué)研究院,，中國核工業(yè)集團公司副總經(jīng)理,、中國實驗快堆領(lǐng)導(dǎo)小組組長楊長利莊嚴(yán)宣布：“中國實驗快堆達到首次臨界,。”他說,，這標(biāo)志著中國的四代核電系統(tǒng)技術(shù)取得了突破性進展,，中國核能發(fā)展從此跨入新時代。
“核燃料越燒越多,，核廢料越燒越少”這曾是幾代核電人的夢想,。中國實驗快堆首次臨界，讓這一夢想在中國核能專家們的手中正一步步接近現(xiàn)實,。
起步,，近半個世紀(jì)的夢想
中國實驗快堆是中國科學(xué)家自主研發(fā)的中國第一座快中子反應(yīng)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(dāng)作核燃料燒掉,。“因為具有更好的經(jīng)濟性,、安全性和廢物產(chǎn)生量少等特點,，快堆被世界認(rèn)為是第四代核電技術(shù)的關(guān)鍵�,！敝袊幽芸茖W(xué)研究院快堆總工程師徐銤告訴記者,，在快堆發(fā)展之路上，中國走了將近半個世紀(jì)的里程,。
據(jù)了解,，中國的快堆研究起步于上世紀(jì)60年代中期，主要在物理,、熱工,、結(jié)構(gòu)材料和鈉工藝等方面開展了一些基礎(chǔ)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(fēng)-6號”零功率實驗裝置,，實現(xiàn)了我國快堆技術(shù)發(fā)展“零”的突破。
但此時,，正值“文革”期間,，國家經(jīng)濟困難，沒有足夠的科研經(jīng)費,，加上發(fā)展方向和技術(shù)路線不明確,，快堆發(fā)展一時陷入困境。
直到上世紀(jì)80年代,，改革開放的春風(fēng)給我國高科技發(fā)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(xué)家關(guān)于我國應(yīng)跟蹤世界高技術(shù)前沿的建議信函作出重要批示,，“863”高技術(shù)發(fā)展計劃誕生,。經(jīng)專家論證，快堆脫穎而出,，成為“863”計劃能源反應(yīng)堆主題項目,。
1992年3月14日,，國務(wù)院批準(zhǔn)863計劃能源技術(shù)領(lǐng)域的研究發(fā)展目標(biāo),，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(fā)是我國快堆應(yīng)用的‘關(guān)鍵一步’,。”
合作,，堅持自主創(chuàng)新
按照“863”計劃中關(guān)于利用國外成熟經(jīng)驗和先進技術(shù)發(fā)展自己的宗旨,，從1992年開始，中俄兩國科學(xué)家在中國實驗快堆建造中進行了全面合作,，內(nèi)容包括概念設(shè)計咨詢,、技術(shù)設(shè)計、設(shè)計驗證實驗,、設(shè)計技術(shù)咨詢,、燃料組件和大型設(shè)備制造、人員培訓(xùn)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(xié)議，把中俄快堆技術(shù)合作推向新階段,。
“在技術(shù)合作中,，中方始終堅持以我為主,，在引進先進技術(shù)和成熟經(jīng)驗的同時全面消化吸收，并把自主創(chuàng)新作為貫穿設(shè)計,、建造,、安裝、調(diào)試過程中的一條主線,�,！痹幽芸茖W(xué)研究院院長趙志祥告訴記者，中國實驗快堆技術(shù)設(shè)計采取了符合世界快堆發(fā)展趨勢的“高起點方案”,，主要參數(shù)和系統(tǒng)設(shè)置接近商用快堆,，使其具備了原型快堆的一些結(jié)構(gòu)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(tǒng)的水平,。
“快堆技術(shù)的困難,，比熱堆要復(fù)雜得多。中國實驗快堆設(shè)計過程就是自主創(chuàng)新的過程,�,！壁w志祥說，在工程設(shè)計方面,，中國實驗快堆與俄羅斯快堆技術(shù)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(tǒng),，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(yīng)堆換料系統(tǒng)設(shè)計,，快堆的換料是在封閉系統(tǒng)中靠遙控自動完成的，經(jīng)實驗驗證該設(shè)計是先進可靠的,；采用了先進的數(shù)字化技術(shù),，自主完成計算機監(jiān)控和主控室設(shè)計，大大簡化了主控室操作,，給操縱員應(yīng)急操作帶來了極大的方便……
建設(shè),，中國實驗快堆實現(xiàn)臨界
“如同搭積木與蓋房子的關(guān)系，快堆最大的困難就是把實驗變成一個工程,�,！毙煦澱f，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(shè)。當(dāng)時,，科技部,、環(huán)保部等主管部門現(xiàn)場檢查和監(jiān)造，中核集團快堆領(lǐng)導(dǎo)小組全程控制和協(xié)調(diào)，業(yè)主,、設(shè)計,、建筑施工、設(shè)備安裝和建設(shè)監(jiān)理單位等多路大軍協(xié)同會戰(zhàn),，合力攻關(guān),。
據(jù)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(yīng)堆廠房。傳統(tǒng)的核反應(yīng)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(biāo)高57米，致使反應(yīng)堆大廳有40米的凈空高度,。這兩個因素增加了穹頂?shù)脑O(shè)計施工難度,。核工業(yè)二院和核工業(yè)二四建設(shè)公司團結(jié)協(xié)作，精心設(shè)計,，嚴(yán)格施工,，于2002年8月15日實現(xiàn)主廠房封頂。
“中國實驗快堆有近200多個系統(tǒng),，設(shè)備達7000多臺套,。除幾個關(guān)鍵設(shè)備從國外進口外，其他全部由國內(nèi)設(shè)計和制造,，國產(chǎn)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(nèi)構(gòu)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(lián)合設(shè)計并承擔(dān)了這一大型非標(biāo)設(shè)備的制造和安裝,，并實現(xiàn)了一次制造成功,、一次運輸成功、一次安裝成功，創(chuàng)造了快堆大型核設(shè)備制造的高質(zhì)量,，也譜寫了自主創(chuàng)新的新篇章,，同時標(biāo)志著我國在核設(shè)備設(shè)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(diào)試階段,。原子能科學(xué)研究院全力以赴，用智慧和激情創(chuàng)造了零事故,、聯(lián)合調(diào)試工期最短的世界紀(jì)錄,。”徐銤告訴記者,，“2009年8月,，反應(yīng)堆裝料前的調(diào)試任務(wù)全部圓滿完成，并在9月取得了國家核安全局頒發(fā)的首次裝料許可證,�,！�
2010年7月21日，中國實驗快堆實現(xiàn)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(shù)的國家,。
[相關(guān)鏈接]快堆：核燃料越燒越多 核廢料越燒越少
快堆是快中子增殖反應(yīng)堆的簡稱，這是堆芯中核燃料裂變反應(yīng)主要由平均能量為0.1Mev以上的快中子引起的反應(yīng)堆,，其重要特點是在消耗核燃料的同時,，產(chǎn)生多于消耗的核燃料。 |