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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)導小組組長楊長利莊嚴宣布：“中國實驗快堆達到首次臨界,。”他說,，這標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,，近半個世紀的夢想
中國實驗快堆是中國科學家自主研發(fā)的中國第一座快中子反應堆，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,，快堆被世界認為是第四代核電技術(shù)的關(guān)鍵�,！敝袊幽芸茖W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的里程,。
據(jù)了解,，中國的快堆研究起步于上世紀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-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80年代,，改革開放的春風給我國高科技發(fā)展帶來了生機,。1986年3月，鄧小平對王大珩,、王淦昌,、楊家墀、陳芳允等四位科學家關(guān)于我國應跟蹤世界高技術(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”計劃能源反應堆主題項目,。
1992年3月14日，國務院批準863計劃能源技術(shù)領(lǐng)域的研究發(fā)展目標,，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)容包括概念設計咨詢,、技術(shù)設計、設計驗證實驗,、設計技術(shù)咨詢,、燃料組件和大型設備制造、人員培訓等,。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)新作為貫穿設計,、建造、安裝、調(diào)試過程中的一條主線,�,！痹幽芸茖W研究院院長趙志祥告訴記者，中國實驗快堆技術(shù)設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,，比熱堆要復雜得多。中國實驗快堆設計過程就是自主創(chuàng)新的過程,�,！壁w志祥說，在工程設計方面,，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,；自主完成了反應堆換料系統(tǒng)設計,，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)控和主控室設計，大大簡化了主控室操作,，給操縱員應急操作帶來了極大的方便……
建設,，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。當時,，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)導小組全程控制和協(xié)調(diào),，業(yè)主,、設計、建筑施工,、設備安裝和建設監(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堆廠房。傳統(tǒng)的核反應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”,，又因為穹頂標高57米，致使反應堆大廳有40米的凈空高度,。這兩個因素增加了穹頂?shù)脑O計施工難度。核工業(yè)二院和核工業(yè)二四建設公司團結(jié)協(xié)作,，精心設計,，嚴格施工，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),，設備達7000多臺套。除幾個關(guān)鍵設備從國外進口外,，其他全部由國內(nèi)設計和制造,，國產(chǎn)化率達到70%以上�,！壁w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)合設計并承擔了這一大型非標設備的制造和安裝,，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)造了快堆大型核設備制造的高質(zhì)量，也譜寫了自主創(chuàng)新的新篇章,，同時標志著我國在核設備設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錄�,！毙煦澑嬖V記者,，“2009年8月，反應堆裝料前的調(diào)試任務全部圓滿完成,，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堆的簡稱,，這是堆芯中核燃料裂變反應主要由平均能量為0.1Mev以上的快中子引起的反應堆,，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,。 |