六十载风雨雕琢 一甲子春华秋实——写在“一堆一器”建成60周年之际

2018-09-26 16:18:16 泉源: 金马彩票-科技日报 作者: 董建丽 虞莉婷
中国原子能迷信研讨院,反响堆,

原子能院航拍全景图

1958年6月10日,我国第一台盘旋减速器调试出束

1958年6月13日,我国第一座重水反响堆初次临界

北京东北郊的中国原子能迷信研讨院(以下简称原子能院)一座厂房外,悄悄耸立着一块宏大的磁铁,穿过钱三强老师、王淦昌老师铜像地点的一片葱茏树林,与之工具遥遥相望的,是一座白色、古朴的反响堆大楼。栉风沐雨60年,身为我国第一台盘旋减速器和第一座重水反响堆,现在,它们已成为期间的永久见证。

往年6月,金马彩票国有资产监视办理委员会初次对外公布地方企业产业文明遗产名录,并公布核产业行业首批12项产业文明遗产。第一座重水反响堆和第一台盘旋减速器打造的“一堆一器”组合配合当选。

1958年9月27日,“一堆一器”开启了我国原子能期间。1984年、2007年,盘旋减速器、重水反响堆先后完成汗青任务,荣耀服役。

站在“一堆一器”建成60周年的工夫点上回望,原子能院院长万钢评价,从根底研讨到“两弹一艇”技能攻关,再到战争应用原子能,“一堆一器”为原子能院、为中国核奇迹的开展作出了不行消逝的汗青奉献。留念“一堆一器”建成60周年,不只由于它们是我国核科技开展的意味,还由于其蕴藏的丰厚肉体和文明外延在明天仍有自创意义。

从零起步到原子能期间开启

1950年5月19日,中国迷信院近代物理研讨所(中国原子能迷信研讨院前身)建立,钱三强任副长处。

固然是刚建立的根底研讨机构,但钱三强却大胆想象,要快要代物理研讨所建立成天下一流的核物理研讨所。

怎样才干奋起直追?他提出,应从根底研讨抓起。但事先条件困难,研讨职员少少,没有须要的设置装备摆设,连一台盘旋减速器也没有,东方国度对我国实验封闭……

事先前苏联在天然迷信研讨方面注重根底研讨,并将核实际研讨与使用研讨严密联合起来,于1949年爆炸了第一个核安装。

他们是怎样开展的?钱三强萌发了调查苏联迷信院的想法。

在中苏两党、两国干系“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国际列车,沿西伯利亚铁路前去莫斯科。

但在苏方最后布置的日程里,并没有观赏原子能研讨机构这一项。钱三强以为不克不及没有,于是经过驻苏大使并经地方向导同意后,间接向苏方提出,盼望添加观赏原子核物理方面的研讨机谈判设置装备摆设。

依照苏联迷信院的布置,在杜布纳新建的原子核根底研讨实行中央,调查团观赏了680MeV环形减速器和相干实行室。

在攀谈中,钱三强问:“新中国建立后,中国共产党非常注重开展迷信技能,提出要奋起直追的标语。在原子核物理方面,我们需求一台盘旋减速器和一座研讨用核反响堆。不晓得苏联可否在这方面赐与协助。”

陪伴观赏的实行物理学家、苏联迷信院院士、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实行研讨来说,它们是不行少的。你们想从苏联引进盘旋减速器,我想题目不大……关于反响堆,这需求当局间告竣协议。由于这触及核燃料,而核燃料是国度严厉控制的。”

近两年后这项任务被减速。

1955年1月15日,党地方作出了鼎力开展中国原子能奇迹的战略决议计划,同年4月,中国当局代表团与苏联当局签署了《关于为百姓经济开展需求应用原子能的协议》(以下简称《协议》)。这意味着在核迷信范畴,苏联方面将向我国提供一座7000千瓦的重水型实行性反响堆和一台直径1.2米的盘旋减速器,并承受我国工程技能和科研职员去苏联调查学习反响堆和减速器的实际、运转、维修,以及在这些设置装备摆设上停止迷信研讨的有关技能任务。

《协议》一签署,中共地方政治局集会便做出决议,在国度建立委员会建立修建技能局。7月1日,修建技能局建立,义务是筹建原子反响堆和减速器等严重迷信工程。

身为第一副局长,钱三强上任后的第一项任务是为反响堆和减速器安家。依据勘探后果,北京东北郊房山坨里地域当选定为新的研讨基地,也便是明天原子能院地点地。

在建立新基地的同时,原子能迷信技能人才的选拔与培育也在紧锣密鼓停止。1955年秋冬,钱三强担当团长,带领39名科技职员构成调查学习团,分两批赴莫斯科,在苏联实际与实行物理研讨所(事先称“热工研讨所”)等单元练习,他们的次要义务是在盘旋减速器和实行性重水反响堆上练习,以便返国后参与苏联援建立备的装置、调试、运转和应用。

1956年5月26日,苏联援建的“一堆一器”开工兴修。短短两年多,昔日的荒滩野岭间呈现了一座原子迷信城,成为我国第一个比拟完好的、综合性的原子核迷信技能研讨基地。

1958年6月,捷报接二连三:10日,我国第一台盘旋减速器第一次失掉质子束而且抵达内靶;13日18时40分,我国第一座重水反响堆初次达临界。7月1日,《人民日报》一版登载音讯,称“它们的建成标记着我国曾经开端跨进了原子能期间”。

1958年9月27日,金马彩票在中国迷信院原子能研讨所(原子能院前身)举行盛大的移交消费仪式。金马彩票副总理、国度验收委员会主任聂荣臻具名验收,金马彩票副总理兼内政部长陈毅元帅剪彩。

从这一天开端,我国原子能迷信开展步入新征程。

参军到民的核迷信研讨才能提拔

核科技的开展离不开反响堆、减速器等严重设备。当当代界核科技程度的体现方式,会合表现在反响堆、减速器的先辈水平。

“一堆一器”建成后,我国核迷信研讨的技能配备和实行手腕有了明显提拔。

围绕“一堆一器”,原子能院展开了核裂变丈量、核数据丈量、核反响研讨等少量任务。此中最突出的是依据国防奇迹需求,积极展开科技攻关,为“两弹一艇”乐成研制造出了汗青性奉献。

在第一颗原子弹研制方面,重水堆提供了装料和装料的要害数据,研制了点火中子源,打破了钚消费堆燃料组件等要害技能。在第一颗氢弹研制方面,“一堆一器”完成了为氢弹技能道路选择起到“定向”作用的轻核反响要害数据研讨,为霸占氢弹资料氚的消费工艺提供了紧张根据。

1960年4月,以重水反响堆为根底,建成了“西风3号”零功率反响堆,专门用于核潜艇堆模仿实行,并提供了第一批实行数据。尔后,“一堆一器”还提供了第一艘核潜艇的启动中子源,完成第一个船用动力堆开端设计,完成了核潜艇堆物理、热工水力、燃料元件、压力容器等研讨与实验,为1971年我国首艘核潜艇的下水作出了奉献。

在天然卫星和洲际导弹方面,“一堆一器”也作出了紧张奉献:为天然地球卫星上天的资料功能和导航设置装备摆设陀螺仪提供要害数据;为武器、导弹、卫星研讨用的元件和部件停止质子束辐照磨练;为卫星空中测试安装消费千居里级的钋-210热源。

十一届三中全会后,原子能院贯彻“保军转民”目标,在优先包管军用的条件下,把任务重点转向为百姓经济建立和人民生存效劳方面。“一堆一器”为我国同位素消费和使用、核电起步和开展、核迷信技能的开展作出了紧张奉献。

到现在为止,人类发明的上千团体工放射性核素中,由中国人发明的屈指可数,但我国闻名核化学和放射化学家肖伦老师是个“异数”。

在反响堆建成两个月后,肖伦率领科技职员奋力攻关,消费出33种放射性同位素,创始了我国消费、使用放射性核素的新纪元,完毕了我国不克不及消费人工放射性同位素的汗青。

应用盘旋减速器,科研职员研制了57Co、109Cd、67Ga等多种缺中子同位素,可消费300多种同位素产物,出口30多个国度和地域;展开了少量探测器计量刻度任务。

在我国核电起步和开展中,1978年,原子能院建成我国第一座元件资料热室,为展开核电站燃料元件及资料辐照后功能查验及研讨提供了紧张妙技;1986年圆满完成秦山核电站一期压水堆核燃料组件屡次入堆磨练义务;1991年为秦山核电站的初次启动,研制消费了压水堆中心部件——中子源棒(又称“点火棒”),弥补了我国在该范畴的空缺,为我国核电起步作出汗青性奉献。

依据核电厂利用员执照资历检察委员会要求,除了稽核内容和成果要求,利用员还必需有300小时运转和10次以上开停反响堆的阅历。这对核电厂,特殊是新建核电厂来说是不理想的。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纵员和其别人员的操纵培训。

万钢评价,在101重水研讨堆建成后二十年间,任务职员遵照学习消化、掌握使用、改革创新的目标,把101堆完全“吃透”,并先后对堆的设置装备摆设、零碎、操纵、办理等方面停止了少量技能改良,扩展了反响堆用处,完成了“一堆多用”目的。

从技能引进到出口“中国方案”

上世纪70年月初期,在运转二十年后,101堆设置装备摆设呈现老化景象。冷却剂在堆内通道发作“漏流”,反响堆自愿降功率至3MW运转。依照业内说法,反响堆寿期将至。另一方面,反响堆用户,特殊是放射性同位素消费用户,对扩展放射性同位素产量、添加种类、改进质量有着激烈需求,而反响堆的中子注量率和辐照孔道却不克不及很好满意需求。

假如委曲维持,能够招致反响堆自愿封闭,给科研和消费形成宏大丧失;假如自动改革,大概可以换来重生,但难度异样很大,特殊是在具有强放射性现场施工,设置装备摆设和人身的平安保证难度更大。

1972年,几经衡量,原子能院正式推进反响堆改建。

改换反响堆内壳是改建中的最浩劫点,也是改建成败的要害。

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。由于反响堆内壳放射性很大,吊取操纵必需一次乐成;重水冷却回路的工艺房间的辐射场最强,假如不接纳无效防护步伐,每人每天只能在现场任务十几分钟,每天需求变更数十人。

为处理这些题目,改建团队接纳了对回路零碎停止化学去污、用铁砂袋对部分放射性热门停止屏蔽、运用遥控操纵的电动砂轮切割机和主动焊机等几项步伐,使回路改建施工只用了十余人,就提早完成了施工方案。

1980年,101堆完成以改换改革堆芯和重水冷却零碎为重点的一期改建工程。改建后的反响堆额外功率进步到10MW,增强功率达15MW,最大热中子注量率进步到1.3倍,辐看管道添加了2.6倍。改建延伸了反响堆的运用寿命,经费投入却只要一个反响堆新建用度的非常之一。

101堆的乐成改建在国际外惹起激烈回声。美国核管会初级专家曾评价,改建是你们反响堆的自豪,也是中国的自豪。1985年,101重水研讨堆改建工程获国度科技提高一等奖。

别的,101堆还为我国第一个大型核设备出口工程——871工程(即救济阿尔及利亚制作15MW多用处重水研讨堆——比林堆),乐成提供了全套技能和经历,并发扬了参照堆作用。

万钢回想,事先设计重担由谁来承当,存在许多争议。有人以为原子能院是一个研讨院,不具有设计资历和设计才能。但原子能院熟习101重水研讨堆的汗青和近况,具有大修正建理论经历。中核总向导衡量后,确定原子能院为援建阿重水研讨堆反响堆工艺设计单元。原子能院实时组建了871工程处,将疏散在各研讨室的设计职员会合起来,展开重水研讨堆工艺设计等任务。

在这项工程中,原子能院除承当反响堆工艺设计,还担任调试和技能培训。

固然因此改建后的101堆为参照堆,但经过改良,比林堆功率比参照堆功率进步了50%,额外功率到达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”题目。

1992年,871工程完工。工程为我国博得了精良的国际信誉,被誉为“南南合作”的模范,并于1995年取得国度科技提高一等奖。

从边沿到国际舞台的地方

以第一座重水反响堆为终点,1964年,原子能院自主建成我国第一座游泳池式反响堆(49-2堆)。这是我国自主设计制作的第一座反响堆,至今已平安运转50余年,次要用于医用、产业用同位素消费,资料辐照磨练,单晶硅辐照嬗变等。2017年12月,49-2堆乐成完成延续供热168小时,现在泳池堆供热树模工程曾经片面启动。

1984年,原子能院自主建成我国第一座微型中子源反响堆(原型微堆),随后相继在国际制作了5座,并出口了5座。2017年8月,原子能院圆满完成加纳微堆低浓化改革,完成了金马彩票主席在2016光阴盛顿核平安峰会上提出的“加纳形式”,为天下防核分散奇迹作出积极奉献。

2010年,原子能院自主研发设计建成一座多用处、高功能研讨堆——中国先辈研讨堆,其次要技能目标居天下前线、亚洲第一,为我国核迷信研讨和开辟使用提供了紧张的迷信实行平台。该堆于2012年3月完成满功率运转;2017年初次发生冷中子束流,束流质量达国际先辈程度。

2010年,原子能院建成我国首座快堆——中国实行快堆。中国实行快堆的建成标记着我国在霸占核能技能制高点、树立可继续开展的先辈核能零碎上迈出了紧张一步。2010年,中国实行快堆临界当选中国十大科技停顿和国际十大科技旧事。现在,国度严重工程项目——600MW树模快堆已于2017年12月土建开工,原子能院担任核岛主工艺及相干辅佐零碎设计。

从第一台盘旋减速器动身,1963年,原子能院建成2.5MeV质子静电减速器,为核物理研讨任务发明了精良条件。

1987年,北京HI-13串列静电减速器在原子能院建成。现在串列减速器已波动运转超越10万小时,为我国低能核物剃头展作出了紧张奉献。

1994年,原子能院研制乐成30MeV强流质子盘旋减速器,该减速器每年供束工夫约5000小时。以此为根底,原子能院建立了我国第一其中短命命放射性同位素消费基地,弥补了我国减速器消费同位素的空缺。该事情被评为1996年天下十大科技事情。

2007年,原子能院自主设计研制我国首台高能大功率电子辐照减速器——10MeV/15kW电子直线辐照减速器,已累计波动运转超越31000小时。2018年5月,该院无损检测电子直线减速器初次出口,完成中核团体减速器海内市场零打破。

2014年,原子能院自主研制的100MeV强流质子盘旋减速器建成出束,成为国际上最大的紧凑型强流质子盘旋减速器。“能量最高质子盘旋减速器初次出束”当选2014年中国十大科技停顿。

万钢说,以“一堆一器”为牵引,原子能院现在构成了核物理、核化学与放射化学、反响堆工程技能、减速器技能、核电子与探测技能、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,为我国核迷信技能创新开展培育和保送了大批人才。在金马彩票和地方军委惩处的“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位院士在原子能院任务过;上万名各种科技人才从这里走向天下核科技范畴;先后派生或援建了中国工程物理研讨院、中科院高能物理研讨所、兰州近代物理研讨所、中国辐射防护研讨院等14个单元。为此,原子能院被誉为“中国核迷信技能的发源地”“中国核产业的摇篮”、核产业人才的“老母鸡”。

60年来,原子能院围绕堆、器展开了少量行之有效的任务,据统计,共获国度级嘉奖153项,省部级嘉奖1647项。此中间接由堆、器发生的国度级嘉奖12项,省部级嘉奖170项。

谈及将来,万钢表现,原子能院将以中国实行快堆、中国先辈研讨堆、核燃料后处置放化实行设备、串列减速器晋级工程以及国度级(部委级)创新中央和重点实行室为科技创新平台,全方位打造天下先辈程度的核科技研讨基地。现在原子能院正在请求两大国际中央:国际研讨堆中央、核技能使用中央。

“我们已从国际舞台的边沿走到地方。”在万钢看来,上世纪五十年月的中国,还不具有本人建立反响堆的条件,假如事先不从苏联引进重水研讨堆,一定要颠末愈加漫长的工夫才干跨入原子能期间。虽然云云,我国科研职员并没有故步自封、原封不动、止步不前,而是敢想、敢改、敢做,终极走出了一条真正属于本人的创新之路。而这,既是国度独一的根底性、综合性核科研基地的任务,也是“一堆一器”开启的国度责任继承。

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责任编辑:符雪苑