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写在“一堆一器”建成60周年之际

  六十载风雨砥砺 一甲子春华秋实

  ――写在“一堆一器”建成60周年之际

  北京西南郊的我国原子能科学研讨院(以下简称原子能院)一座厂房外,静静矗立着一块巨大的磁铁,穿过钱三强先生、王淦昌先生铜像地点的一片葱茏树林,与之东西遥遥相望的,是一座赤色、古拙的反响堆大楼。餐风露宿60年,身为我国榜首台回旋加快器和榜首座重水反响堆,现在,它们已成为年代的永久见证。

  本年6月,国务院国有资产监督办理委员会初次对外发布中心企业工业文明遗产名录,并发布核工业职业榜首批12项工业文明遗产。榜首座重水反响堆和榜首台回旋加快器打造的“一堆一器”组合一起当选。

  1958年9月27日,“一堆一器”敞开了我国原子能年代。1984年、2007年,回旋加快器、重水反响堆先后完结前史任务,荣耀退役。

  站在“一堆一器”建成60周年的时刻点上回望,原子能院院长万钢点评,从根底研讨到“两弹一艇”技能攻关,再到和平运用原子能,“一堆一器”为原子能院、为我国核作业的展开作出了不行磨灭的前史奉献。留念“一堆一器”建成60周年,不只因为它们是我国核科技展开的标志,还因为其蕴藏的丰厚精力和文明内在在今日仍有学习含义。

  从零起步到原子能年代敞开

  1950年5月19日,我国科学院近代物理研讨所(我国原子能科学研讨院前身)树立,钱三强任副所长。

  尽管是刚树立的根底研讨机构,但钱三强却斗胆想象,要将近代物理研讨所建形成世界一流的核物理研讨所。

  怎么才干迎头赶上?他提出,应从根底研讨抓起。但其时条件困难,研讨人员很少,没有必要的设备,连一台回旋加快器也没有,西方国家对我国实施封闭……

  其时前苏联在天然科学研讨方面注重根底研讨,并将核理论研讨与运用研讨严密结合起来,于1949年爆破了榜首个核设备。

  他们是怎么展开的?钱三强萌生了调查苏联科学院的主意。

  在中苏两党、两国关系“蜜月期”,1953年2月24日,以钱三强为团长的苏联调查团搭乘中苏世界列车,沿西伯利亚铁路前往莫斯科。

  但在苏方开端组织的日程里,并没有观赏原子能研讨机构这一项。钱三强以为不能没有,所以通过驻苏大使并经中心领导批准后,直接向苏方提出,期望添加观赏原子核物理方面的研讨机构和设备。

  依照苏联科学院的组织,在杜布纳新建的原子核根底研讨试验中心,调查团观赏了680MeV环形加快器和相关试验室。

  在攀谈中,钱三强问:“新我国树立后,我国共产党十分注重展开科学技能,提出要迎头赶上的标语。在原子核物理方面,咱们需求一台回旋加快器和一座研讨用核反响堆。不知道苏联能否在这方面给予帮助。”

  伴随观赏的试验物理学家、苏联科学院院士、宇宙线和高能物理专家斯柯别里岑答复:“对展开核物理研讨和有关的试验研讨来说,它们是不行少的。你们想从苏联引入回旋加快器,我想问题不大……关于反响堆,这需求政府间达成协议。因为这触及核燃料,而核燃料是国家严格控制的。”

  近两年后这项作业被加快。

  1955年1月15日,党中心作出了大力展开我国原子能作业的战略决策,同年4月,我国政府代表团与苏联政府签定了《关于为国民经济展开需求运用原子能的协议》(以下简称《协议》)。这意味着在核科学范畴,苏联方面将向我国供给一座7000千瓦的重水型试验性反响堆和一台直径1.2米的回旋加快器,并承受我国工程技能和科研人员去苏联调查学习反响堆和加快器的理论、运转、修理,以及在这些设备上进行科学研讨的有关技能作业。

  《协议》一签定,中共中心政治局会议便做出决议,在国家缔造委员会树立修建技能局。7月1日,修建技能局树立,任务是筹建原子反响堆和加快器等严重科学工程。

  身为榜首副局长,钱三强就任后的榜首项作业是为反响堆和加快器落户。依据勘测成果,北京西南郊房山坨里区域被选定为新的研讨基地,也就是今日原子能院地点地。

  在缔造新基地的一起,原子能科学技能人才的选拔与培育也在紧锣密鼓进行。1955年秋冬,钱三强担任团长,带领39名科技人员组成调查学习团,分两批赴莫斯科,在苏联理论与试验物理研讨所(其时称“热工研讨所”)等单位实习,他们的首要任务是在回旋加快器和试验性重水反响堆上实习,以便回国后参与苏联援缔造备的设备、调试、运转和运用。

  1956年5月26日,苏联援建的“一堆一器”开工兴修。短短两年多,旧日的荒滩野岭间呈现了一座原子科学城,成为我国榜首个比较完好的、综合性的原子核科学技能研讨基地。

  1958年6月,喜报接二连三:10日,我国榜首台回旋加快器榜初次得到质子束而且抵达内靶;13日18时40分,我国榜首座重水反响堆初次达临界。7月1日,《公民日报》一版刊登音讯,称“它们的建成标志着我国现已开端跨进了原子能年代”。

  1958年9月27日,国务院在我国科学院原子能研讨所(原子能院前身)举办盛大的移送出产仪式。国务院副总理、国家查验委员会主任聂荣臻签字查验,国务院副总理兼外交部长陈毅元帅剪彩。

  从这一天开端,我国原子能科学展开步入新征途。

  参军到民的核科学研讨才干提高

  核科技的展开离不开反响堆、加快器等严重设备。当今世界核科技水平的表现形式,会集体现在反响堆、加快器的先进程度。

  “一堆一器”建成后,我国核科学研讨的技能装备和试验手法有了明显提高。

  环绕“一堆一器”,原子能院展开了核裂变丈量、核数据丈量、核反响研讨等许多作业。其间最杰出的是依据国防作业需求,活跃展开科技攻关,为“两弹一艇”成功研发作出了前史性奉献。

  在榜首颗原子弹研发方面,重水堆供给了装料和装料的要害数据,研发了点火中子源,打破了钚出产堆燃料组件等要害技能。在榜首颗氢弹研发方面,“一堆一器”完结了为氢弹技能道路挑选起到“定向”效果的轻核反响要害数据研讨,为霸占氢弹资料氚的出产工艺供给了重要依据。

  1960年4月,以重水反响堆为根底,建成了“春风3号”零功率反响堆,专门用于核潜艇堆模拟试验,并供给了榜首批试验数据。尔后,“一堆一器”还供给了榜首艘核潜艇的发动中子源,完结榜首个船用动力堆初步规划,完结了核潜艇堆物理、热工水力、燃料元件、压力容器等研讨与试验,为1971年我国首艘核潜艇的下水作出了奉献。

  在人造卫星和洲际导弹方面,“一堆一器”也作出了重要奉献:为人造地球卫星上天的资料功能和导航设备陀螺仪供给要害数据;为兵器、导弹、卫星研讨用的元件和部件进行质子束辐照检测;为卫星地上测验设备出产千居里级的钋-210热源。

  十一届三中全会后,原子能院遵从“保军转民”政策,在优先确保军用的前提下,把作业要点转向为国民经济缔造和公民生活服务方面。“一堆一器”为我国同位素出产和运用、核电起步和展开、核科学技能的展开作出了重要奉献。

  到现在为止,人类发现的上千个人工放射性核素中,由我国人发现的寥寥无几,但我国闻名核化学和放射化学家肖伦先生是个“异数”。

  在反响堆建成两个月后,肖伦带领科技人员奋力攻关,出产出33种放射性同位素,创始了我国出产、运用放射性核素的新纪元,完毕了我国不能出产人工放射性同位素的前史。

  运用回旋加快器,科研人员研发了57Co、109Cd、67Ga等多种缺中子同位素,可出产300多种同位素产品,出口30多个国家和区域;展开了许多勘探器计量刻度作业。

  在我国核电起步和展开中,1978年,原子能院建成我国榜首座元件资料热室,为展开核电站燃料元件及资料辐照后功能查验及研讨供给了重要技能手法;1986年圆满完结秦山核电站一期压水堆核燃料组件屡次入堆检测任务;1991年为秦山核电站的初次发动,研发出产了压水堆核心部件――中子源棒(又称“点火棒”),填补了我国在该范畴的空白,为我国核电起步作出前史性奉献。

  依据核电厂操纵员执照资历审查委员会要求,除了考核内容和成果要求,操纵员还有必要有300小时运转和10次以上开停反响堆的阅历。这对核电厂,特别是新建核电厂来说是不现实的。为此,101堆又承当了秦山二期、三期、田湾核电厂等多批次的操作员和其他人员的操作训练。

  万钢点评,在101重水研讨堆建成后二十年间,作业人员遵从学习消化、把握运用、改造立异的政策,把101堆彻底“吃透”,并先后对堆的设备、体系、操作、办理等方面进行了许多技能改善,扩展了反响堆用处,完结了“一堆多用”方针。

  从技能引入到出口“我国方案”

  上世纪70年代初期,在运转二十年后,101堆设备呈现老化现象。冷却剂在堆内通道发作“漏流”,反响堆被逼降功率至3MW运转。依照业界说法,反响堆寿期将至。另一方面,反响堆用户,特别是放射性同位素出产用户,对扩展放射性同位素产值、添加种类、改善质量有着激烈需求,而反响堆的中子注量率和辐照孔道却不能很好满足需求。

  假如牵强保持,可能导致反响堆被逼封闭,给科研和出产形成巨大损失;假如主动改造,或许能够换来重生,但难度相同很大,特别是在具有强放射性现场施工,设备和人身的安全保证难度更大。

  1972年,几经权衡,原子能院正式推动反响堆改建。

  替换反响堆内壳是改建中的最大难点,也是改建胜败的要害。

  内壳活性区是反响堆心脏,旧内壳是一个直径1.5米、高8.5米、壁厚只要8毫米的桶形铝合金容器。因为反响堆内壳放射性很大,吊取操作有必要一次成功;重水冷却回路的工艺房间的辐射场最强,假如不采纳有用防护办法,每人每天只能在现场作业十几分钟,每天需求调集数十人。

  为处理这些问题,改建团队采纳了对回路体系进行化学去污、用铁砂袋对部分放射性热门进行屏蔽、运用遥控操作的电动砂轮切割机和主动焊机等几项办法,使回路改建施工只用了十余人,就提前完结了施工方案。

  1980年,101堆完结以替换改造堆芯和重水冷却体系为要点的一期改建工程。改建后的反响堆额定功率提高到10MW,加强功率达15MW,最大热中子注量率提高到1.3倍,辐照管道添加了2.6倍。改建延长了反响堆的运用寿数,经费投入却只要一个反响堆新建费用的十分之一。

  101堆的成功改建在国内外引起激烈反响。美国核管会高档专家曾点评,改建是你们反响堆的自豪,也是我国的自豪。1985年,101重水研讨堆改建工程获国家科技进步一等奖。

  此外,101堆还为我国榜首个大型核设备出口工程――871工程(即帮助阿尔及利亚缔造15MW多用处重水研讨堆――比林堆),成功供给了全套技能和经历,并发挥了参照堆效果。

  万钢回想,其时规划重担由谁来承当,存在许多争议。有人以为原子能院是一个研讨院,不具有规划资历和规划才干。但原子能院了解101重水研讨堆的前史和现状,具有大修改建实践经历。中核总领导权衡后,断定原子能院为援建阿重水研讨堆反响堆工艺规划单位。原子能院及时组建了871工程处,将涣散在各研讨室的规划人员会集起来,展开重水研讨堆工艺规划等作业。

  在这项工程中,原子能院除承当反响堆工艺规划,还担任调试和技能训练。

  尽管是以改建后的101堆为参照堆,但通过改善,比林堆功率比参照堆功率提高了50%,额定功率到达15MW,从技能上彻底处理了101堆改建前曾呈现的反响堆冷却剂“漏流”问题。

  1992年,871工程竣工。工程为我国赢得了杰出的世界诺言,被誉为“南南合作”的模范,并于1995年取得国家科技进步一等奖。

  从边际到世界舞台的中心

  以榜首座重水反响堆为起点,1964年,原子能院自主建成我国榜首座游泳池式反响堆(49-2堆)。这是我国自主规划缔造的榜首座反响堆,至今已安全运转50余年,首要用于医用、工业用同位素出产,资料辐照检测,单晶硅辐照嬗变等。2017年12月,49-2堆成功完结接连供热168小时,现在泳池堆供热演示工程现已全面发动。

  1984年,原子能院自主建成我国榜首座微型中子源反响堆(原型微堆),随后相继在国内缔造了5座,并出口了5座。2017年8月,原子能院圆满完结加纳微堆低浓化改造,完结了习近平主席在2016年华盛顿核安全峰会上提出的“加纳形式”,为世界防核扩散作业作出活跃奉献。

  2010年,原子能院自主研发规划建成一座多用处、高功能研讨堆――我国先进研讨堆,其首要技能指标居世界前列、亚洲榜首,为我国核科学研讨和开发运用供给了重要的科学试验渠道。该堆于2012年3月完结满功率运转;2017年初次发生冷中子束流,束流质量达世界先进水平。

  2010年,原子能院建成我国首座快堆――我国试验快堆。我国试验快堆的建成标志着我国在占据核能技能制高点、树立可持续展开的先进核能体系上迈出了重要一步。2010年,我国试验快堆临界当选我国十大科技展开和国内十大科技新闻。现在,国家严重工程项目――600MW演示快堆已于2017年12月土建开工,原子能院担任核岛主工艺及相关辅佐体系规划。

  从榜首台回旋加快器动身,1963年,原子能院建成2.5MeV质子静电加快器,为核物理研讨作业发明了杰出条件。

  1987年,北京HI-13串列静电加快器在原子能院建成。现在串列加快器已安稳运转超越10万小时,为我国低能核物理展开作出了重要奉献。

  1994年,原子能院研发成功30MeV强流质子回旋加快器,该加快器每年供束时刻约5000小时。以此为根底,原子能院缔造了我国榜首个中短寿数放射性同位素出产基地,填补了我国加快器出产同位素的空白。该事情被评为1996年全国十大科技事情。

  2007年,原子能院自主规划研发我国首台高能大功率电子辐照加快器――10MeV/15kW电子直线辐照加快器,已累计安稳运转超越31000小时。2018年5月,该院无损检测电子直线加快器初次出口,完结中核集团加快器海外商场零打破。

  2014年,原子能院自主研发的100MeV强流质子回旋加快器建成出束,成为世界上最大的紧凑型强流质子回旋加快器。“能量最高质子回旋加快器初次出束”当选2014年我国十大科技展开。

  万钢说,以“一堆一器”为牵引,原子能院现在形成了核物理、核化学与放射化学、反响堆工程技能、加快器技能、核电子与勘探技能、同位素技能、辐射防护技能和放射性计量八大学科。

  “一堆一器”建成后,为我国核科学技能立异展开培育和输送了大批人才。在国务院和中心军委赞誉的“两弹一星”勋绩奖章取得者中,于敏、王淦昌、邓稼先、朱光亚、陈芳允、钱三强、彭桓武7人曾在原子能院树立勋绩;先后有67位院士在原子能院作业过;上万名各类科技人才从这儿走向全国核科技范畴;先后派生或援建了我国工程物理研讨院、中科院高能物理研讨所、兰州近代物理研讨所、我国辐射防护研讨院等14个单位。为此,原子能院被誉为“我国核科学技能的发祥地”“我国核工业的摇篮”、核工业人才的“老母鸡”。

  60年来,原子能院环绕堆、器展开了许多行之有效的作业,据统计,共获国家级奖赏153项,省部级奖赏1647项。其间直接由堆、器发生的国家级奖赏12项,省部级奖赏170项。

  谈及未来,万钢表明,原子能院将以我国试验快堆、我国先进研讨堆、核燃料后处理放化试验设备、串列加快器晋级工程以及国家级(部委级)立异中心和要点试验室为科技立异渠道,全方位打造世界先进水平的核科技研讨基地。现在原子能院正在请求两大世界中心:世界研讨堆中心、核技能运用中心。

  “咱们已从世界舞台的边际走到中心。”在万钢看来,上世纪五十年代的我国,还不具有自己缔造反响堆的条件,假如其时不从苏联引入重水研讨堆,肯定要通过愈加绵长的时刻才干跨入原子能年代。尽管如此,我国科研人员并没有故步自封、原封不动、止步不前,而是敢想、敢改、敢做,终究走出了一条真实归于自己的立异之路。而这,既是国家仅有的根底性、综合性核科研基地的任务,也是“一堆一器”敞开的国家职责担任。

  董建丽 虞莉婷

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