中国核工业从这里走来：来自原子能院的蹲点报告

北京西南郊区，有一个看上去不怎么起眼的小镇——新镇，60多年前因核而建。但在中国核工业领域，这里却是个最有历史感的地方——我国第一座重水反应堆和第一台回旋加速器在这里建成；我国“两弹一艇”不少关键数据在这里采集；国家表彰的23位“两弹一星”功勋奖章获得者中有7位曾在这里创建功勋；这里派生或援建了十余个核科研和生产单位，被称为“中国核科学技术的发祥地”“中国核工业的摇篮”……这里是中国核工业的起点——中核集团中国原子能科学研究院所在地。记者近日走进新镇，感受中国核工业近70年来波澜壮阔的历程，认识核技术在生产生活中的广阔应用。一块三米多长、两米多高的淡蓝色“大块头”静静地立在原子能院工作区的大院里。这个“大块头”就是我国第一台回旋加速器的主磁铁。一路之隔的花园里，立有钱三强、王淦昌两位核物理学家、原子能院两位前任院长的雕塑。花园的另一侧，是一座式样古朴的大楼——反应堆大楼，这里建有我国第一座重水反应堆，人们叫它“功勋堆”。原子能研究离不开大型核设施，没有大型核设施，所有研究都是纸上谈兵。原子能研究需要的基础核设施就是反应堆和加速器。1955年，党中央作出了创建中国原子能事业的战略决策，并决定从苏联引进一座7000千瓦的重水型实验性反应堆和一台直径1.2米的回旋加速器。从1956年破土动工，仅仅两年多，一座新的原子能科学研究基地就在荒滩上“长”起来。1958年6月10日，回旋加速器调试出束；1958年6月13日，重水反应堆首次达到临界。“一堆一器”的建成，标志着我国开始跨进了原子能时代。1964年10月，我国第一颗原子弹爆炸成功；1967年6月，我国第一颗氢弹爆炸成功；1971年9月，我国第一艘核潜艇顺利下水。“两弹一艇”的成功背后，“一堆一器”功不可没。上世纪70年代，在运行二十年后，反应堆出现设备老化现象，不得不降功率运行。今年已经80多岁的张文惠在反应堆工作了几十年。他回忆道：“反应堆心脏坏了，有人说换个心脏，还有人建议换个更高级、有中国特色的心脏。”他和同事们加班加点做理论分析，验证反应堆改建的各项参数，用大量的数据说服上级领导同意对反应堆进行改建。历时一年零六个月，重水反应堆成功“返老还童”，性能得到提高，而且总投资只有新建堆的十分之一。反应堆重新焕发了生机，并为我国首座核电站——秦山核电站的试验、设计做了大量技术支持工作，还可以进行单晶硅的辐照生产等。从啥都得向国外学习到逐步掌握核心技术，并创造性完成重水反应堆的改建，原子能院的科研人员凭着对核工业的情怀和拼搏精神，实现了技术引进吸收和再创新。“这说明中国科技人员的能力可以屹立于世界反应堆之林。”张文惠自豪地说。1987年和2007年，回旋加速器和重水反应堆先后完成了它们的历史使命，光荣“退休”。如今，“一堆一器”已经入选国家工业遗产和中央企业工业文化遗产。它们安静地矗立在原子能院工作区中心位置，仿佛两位老人，见证着我国核事业稳步发展。深蓝色的水面清澈见底，反应堆堆芯在金属容器的包裹下，静立水底。水池四周的空间，簇拥着国内外多家知名高校、领先研究机构共建的各类先进谱仪。这是记者在原子能院中国先进研究堆所在地看到的一幕。谱仪利用反应堆产生的粒子对测试样品进行深度扫描“体检”，就像是一双深入微观世界的“眼睛”，可以分析样品的元素种类、含量、内部结构等，还能发现一些精密零部件的内部是否有裂痕。有的测试样品仅有针尖大小。2010年，原子能院自主研发建成中国先进研究堆。“这座功率60MW的反应堆，主要技术指标位居世界前列，亚洲第一，能为相关领域领先研究提供不可多得的理想实验环境。”原子能院反应堆工程技术研究部党委书记王谷军说。中国先进研究堆的建成、发展，是原子能院科研能力加速快跑的一个缩影。如今在原子能院，各种类型的反应堆还有很多——1984年，原子能院自主研发、设计、建成我国第一座原型微堆。这种小型、易于操作、功率低、固有安全性好、对环境污染小、可建在大中城市人口稠密地区的应用堆型，在国内外得以迅速推广。原子能院已在国内外建设8座商用微堆，近几年又先后实现加纳、尼日利亚微堆的低浓化改造，使得反应堆安全性和资源利用效率大幅提升。2010年，原子能院研发、设计、建成中国实验快堆。作为第四代先进核能系统主力堆型，相对于压水堆，快堆不仅可以将铀资源利用率从1%左右提高到60%至70%，还可使乏燃料的放射性毒性影响和废物量降低数个量级，促进核能绿色可持续发展。目前我国600MW示范快堆的建设正在推进中……伴随着反应堆的快速发展，原子能院加速器的研发也不断取得突破。从最初的几百KeV的低能加速器，到如今正在研发的230MeV、250MeV超导回旋加速器等，一批批中高能加速器的逐步产业化，正为或将为一些医疗、工业等领域高精尖课题提供全新的解决方案。特别是在工业应用领域，原子能院的加速器相关工作，已从研发、设计阶段，迈向标准制定阶段。其主导制定的《工业无损检测用电子直线加速器标准》，是我国首个无损检测探伤加速器的国际标准，填补了我国在通用核技术领域的空白。“目前工业领域的高能大功率辐照加速器研发，原子能院已处在世界领先水平。”原子能院核技术所所长王国宝说。原子能院党委书记万钢说，从“一堆一器”，到多堆多器，原子能院已建立起反应堆和加速器事业，为我国核领域基础研究，先进核能开发，核技术应用拓展，乃至新时代核工业创新发展提供支撑。核技术水平是一国科技水平和综合国力的标志之一。那么，高大上的核技术跟人们的生活又有什么关系呢？这或许可以从一桩百年疑案说起。史料记载，1908年，清光绪帝和慈禧太后相隔不到一天先后死去，死亡时间离奇巧合，引人猜测。此后近百年，清光绪帝的死因一直困扰史学界。2008年，原子能院利用微堆中子活化分析技术检测清光绪帝的头发，发现其中含有高浓度的砷元素，远高于正常人的砷本底值。寻着这一线索，原子能院对光绪的衣物和毛发等进行了进一步检测，最终推定光绪死于砒霜（三氧化二砷）中毒。其实，日常生活中同类原理的检测分析场景，在法医、环保等领域并不少见，比如通过对雾霾中碳元素的分析检测，可以对污染进行溯源，知道雾霾是来源于燃煤还是秸秆燃烧。微堆除了用于检测分析之外，还可以进行放射性同位素制备等。医用同位素正被广泛应用于癌症、老年痴呆、癫痫等各类疾病的诊疗。据了解，正在研发的230MeV超导回旋加速器，可用于被业界称为“抗癌利器”的质子治疗。与常规放疗相比，质子治疗具有精准、安全、高效的特点。质子束射线在到达肿瘤病灶前，能量释放不多，在到达病灶的一瞬间，才会释放出大量的能量，在杀死癌细胞的同时将对周围正常细胞的伤害减到最小。除此之外，在农业、食品安全等领域，电子加速器辐照还可用于杀虫、消毒、保鲜等。在能源领域，核能除了可发电之外，在清洁供热方面的应用也正被国内企业挖掘。原子能院反应堆工程技术研究部技术人员刘兴民介绍，一座400MW的“燕龙”泳池式低温供热堆，供暖建筑面积可达约2000万平方米，可温暖20万户三居室，目前已在北方几个城市开始选址。“核技术并不遥远，它就在你我身边。”王国宝说，全世界核技术产业规模上万亿美元，在核技术应用这个大市场中，我国拥有广阔的发展空间。（来源：新华网）双一流科研管理新闻科研管理系统