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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(tuán)公司副總經(jīng)理,、中國實(shí)驗(yàn)快堆領(lǐng)導(dǎo)小組組長楊長利莊嚴(yán)宣布：“中國實(shí)驗(yàn)快堆達(dá)到首次臨界�,！彼f,，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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí),。
起步,，近半個世紀(jì)的夢想
中國實(shí)驗(yàn)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?yàn)榫哂懈玫慕?jīng)濟(jì)性,、安全性和廢物產(chǎn)生量少等特點(diǎn),，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)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(jì)困難,，沒有足夠的科研經(jīng)費(fèi),，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(jī)。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(jì)劃誕生。經(jīng)專家論證，快堆脫穎而出,，成為“863”計(jì)劃能源反應(yīng)堆主題項(xiàng)目,。
1992年3月14日，國務(wù)院批準(zhǔn)863計(jì)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(shí)驗(yàn)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(jiān)持自主創(chuàng)新
按照“863”計(jì)劃中關(guān)于利用國外成熟經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)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(shí)驗(yàn)快堆建造中進(jìn)行了全面合作，內(nèi)容包括概念設(shè)計(jì)咨詢,、技術(shù)設(shè)計(jì),、設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)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(yùn)行快中子實(shí)驗(yàn)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(jiān)持以我為主,，在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和成熟經(jīng)驗(yàn)的同時全面消化吸收，并把自主創(chuàng)新作為貫穿設(shè)計(jì),、建造,、安裝、調(diào)試過程中的一條主線,。”原子能科學(xué)研究院院長趙志祥告訴記者,，中國實(shí)驗(yàn)快堆技術(shù)設(shè)計(jì)采取了符合世界快堆發(fā)展趨勢的“高起點(diǎn)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(diǎn),，其核安全特性要求達(dá)到后來提出的第四代先進(jìn)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(shí)驗(yàn)快堆設(shè)計(jì)過程就是自主創(chuàng)新的過程,。”趙志祥說，在工程設(shè)計(jì)方面,，中國實(shí)驗(yàn)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(jì),，快堆的換料是在封閉系統(tǒng)中靠遙控自動完成的，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該設(shè)計(jì)是先進(jìn)可靠的,；采用了先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù),，自主完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控和主控室設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)快堆實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(tuán)快堆領(lǐng)導(dǎo)小組全程控制和協(xié)調(diào),，業(yè)主,、設(shè)計(jì)、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(shí)驗(yàn)快堆建筑工程16個子項(xiàng)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?yàn)轳讽敇?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(jì)施工難度。核工業(yè)二院和核工業(yè)二四建設(shè)公司團(tuán)結(jié)協(xié)作,，精心設(shè)計(jì),，嚴(yán)格施工,，于2002年8月15日實(shí)現(xiàn)主廠房封頂。
“中國實(shí)驗(yàn)快堆有近200多個系統(tǒng),，設(shè)備達(dá)7000多臺套,。除幾個關(guān)鍵設(shè)備從國外進(jìn)口外，其他全部由國內(nèi)設(shè)計(jì)和制造,，國產(chǎn)化率達(dá)到70%以上,。”趙志祥說,，比如,，中國實(shí)驗(yàn)快堆的核心部件——堆容器，高12米,，直徑8米,，壁厚25毫米，重達(dá)1100多噸,，堆內(nèi)構(gòu)件多達(dá)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(tuán)與原子能院一起聯(lián)合設(shè)計(jì)并承擔(dān)了這一大型非標(biāo)設(shè)備的制造和安裝，并實(shí)現(xiàn)了一次制造成功,、一次運(yùn)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(jì)制造能力方面取得了新的突破。
“2008年底,，中國實(shí)驗(yàn)快堆進(jìn)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(shí)驗(yàn)快堆實(shí)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(diǎn)是在消耗核燃料的同時,，產(chǎn)生多于消耗的核燃料。 |