從“一堆一器”到“核能‘三步走’” 中國核能高質(zhì)量發(fā)展之路行穩(wěn)致遠(yuǎn)
發(fā)布時(shí)間：2024-04-10 信息來源：
六天三地，跨越近5000公里。近日，一場中國核工業(yè)的追尋之旅展開。
今年是我國第一顆原子彈成功爆炸60周年，明年1月15日是核工業(yè)創(chuàng)建70周年。為進(jìn)一步貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記對(duì)核工業(yè)重要指示批示精神，更好地傳播宣傳核工業(yè)、核科學(xué)，弘揚(yáng)“兩彈一星”精神，今年1月15日，中核集團(tuán)啟動(dòng)了“大國底氣從核來·重走核工業(yè)路”媒體行活動(dòng)，同時(shí)發(fā)布了活動(dòng)的四條路線，邀請(qǐng)社會(huì)各界一起重走核工業(yè)路。
第一條路線以從“一堆一器”到“核能‘三步走’”為主題——從“核工業(yè)的搖籃”原子能院出發(fā)，到“雙龍齊飛、三堆共建”的海南核電，再到承載著人類終極能源夢想的西物院，媒體記者們用一周的時(shí)間“光速”穿越核工業(yè)近70年，感受中國核工業(yè)從無到有、從小到大、由大到強(qiáng)的發(fā)展歷程。
核工業(yè)從這里出發(fā)
3月的北京，乍暖還寒。
一輛大巴車載著來自人民日?qǐng)?bào)、新華社、央視等30多家媒體記者、跨界大V駛?cè)胫袊幽芸茖W(xué)研究院。“大國底氣從核來·重走核工業(yè)路”媒體行活動(dòng)第一條線路從這里出發(fā)。
“先有原子能院，后有核工業(yè)。”創(chuàng)建于1950年的原子能院是我國第一個(gè)核科學(xué)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，也是我國基礎(chǔ)性、前瞻性、先導(dǎo)性、工程性核科研綜合基地，被譽(yù)為我國核工業(yè)的“搖籃”。
歷史和現(xiàn)在在此交匯。走進(jìn)原子能院，仍然可以看到這里依然保留著上世紀(jì)50年代建造的廠房、生活區(qū)和專家樓。工作區(qū)中有一幢古樸的紅色建筑，被稱為反應(yīng)堆大樓；大樓東側(cè)，有一塊巨大的磁鐵，這就是我國第一臺(tái)回旋加速器的核心主磁鐵。反應(yīng)堆和加速器是開展原子能科學(xué)研究的基礎(chǔ)核設(shè)施。1955年初，我國決定從蘇聯(lián)引進(jìn)一座7000千瓦的重水型實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆和一臺(tái)直徑1.2米的回旋加速器。
“一堆一器”為我國的“兩彈一艇”事業(yè)做出了突出貢獻(xiàn)。引爆原子彈最重要的“引信”——點(diǎn)火中子源在這里研制；原子彈核心部件“鈾球”的原料在這里完成技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)。它們還為氫彈理論探索、中子測量、核反應(yīng)數(shù)據(jù)測量、核潛艇動(dòng)力堆設(shè)計(jì)及驗(yàn)證等多項(xiàng)科研任務(wù)提供了試驗(yàn)條件和保障。隨著一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)難關(guān)被攻克，中國正逐漸掌握打開原子能大門的鑰匙。
如今，第一座重水反應(yīng)堆已經(jīng)停閉，第一臺(tái)回旋加速器已經(jīng)退役。原子能院已從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內(nèi)加速器與反應(yīng)堆類型最多的綜合性研發(fā)基地。我國核工業(yè)的發(fā)展，走上自主創(chuàng)新的道路。
1983年，我國“熱堆-快堆-聚變堆”的核能發(fā)展總戰(zhàn)略提出，這一戰(zhàn)略的核心目標(biāo)是解決我國核能可持續(xù)發(fā)展和核燃料長期安全有效供應(yīng)的問題。在這個(gè)戰(zhàn)略框架下，中國核能領(lǐng)域取得了顯著的成果。
當(dāng)前，熱堆在核能發(fā)電中的占比達(dá)到90%以上，近期內(nèi)仍將是我國核電發(fā)展的主力堆型，將在支撐我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化能源電力結(jié)構(gòu)、建設(shè)新型能源體系中發(fā)揮重要作用；我國快堆技術(shù)通過分階段推進(jìn)，掌握了原理性技術(shù)、建成了試驗(yàn)裝置、培養(yǎng)了技術(shù)人才、拓展了研究平臺(tái)，核心技術(shù)取得重要突破；我國自參加ITER計(jì)劃以來，相關(guān)科研實(shí)力得到了極大提升，核聚變技術(shù)已從過去的跟跑到并跑，到部分技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，建成了以中國環(huán)流三號(hào)為代表的聚變裝置。
在“看見·新時(shí)代核工業(yè)”媒體沙龍上，原子能院院長楊紅義與媒體記者們分享他的觀點(diǎn)：面向“雙碳”目標(biāo)，面向裂變能長期可持續(xù)發(fā)展未來，需要解決熱堆與快堆協(xié)同發(fā)展、接續(xù)發(fā)展問題，積極推動(dòng)三步走戰(zhàn)略中第二步快堆發(fā)展的走實(shí)。
“通過建立一體化快堆閉式循環(huán)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)鈾資源循環(huán)利用，理論上可使我國鈾資源可利用率提高60倍，資源可利用時(shí)間從百年尺度提升到千年尺度，是支撐我國核電積極安全有序發(fā)展及環(huán)境友好發(fā)展的必由之路。”原子能院副總工程師、核工程設(shè)計(jì)研究所所長、一體化快堆項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師周培德說。
中核集團(tuán)高度重視一體化快堆研發(fā)工作，目前已開展大量研究工作，取得階段性成果。為我國能源安全發(fā)展提出了系統(tǒng)性的解決方案，積極發(fā)揮著高水平科技自立自強(qiáng)的中堅(jiān)作用。
“雙龍”在這里騰飛
3月的海南，椰風(fēng)海韻，碧波銀灘。
從海口美蘭機(jī)場到位于昌江的海南核電基地，將近3個(gè)小時(shí)的車程之后，在藍(lán)天碧海旁，記者們看到了“雙龍齊飛，三堆共建”的震撼景象——“華龍一號(hào)”海南核電3、4號(hào)機(jī)組正在建設(shè)當(dāng)中，與之同期建設(shè)的還有被譽(yù)為“核能充電寶”的我國另一自主創(chuàng)新重大成果“玲龍一號(hào)”。
海南省是國內(nèi)核電發(fā)電量占比最高的省份。作為我國最南端的核電，海南核電一期工程每年為海南省提供90-100億度電的清潔能源保障，約占海南全省用電總量的三分之一。二期工程采用中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)三代壓水堆核電“華龍一號(hào)”技術(shù)，已于2021年3月31日正式開工建設(shè)。此外，被稱為“核能充電寶”的全球首個(gè)陸上模塊化小型核反應(yīng)堆“玲龍一號(hào)”也在如火如荼地建設(shè)中。大國實(shí)力，由此彰顯！
作為海南省頭號(hào)能源企業(yè)，海南核電已經(jīng)形成“雙龍齊飛”的格局，同時(shí)擁有二代改進(jìn)型、三代、示范小堆多種堆型機(jī)組，對(duì)提升海南能源電力保障供應(yīng)、帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新升級(jí)、助力海南高質(zhì)量完成“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。截至目前，海南核電已累計(jì)安全、零碳發(fā)電700多億度，相當(dāng)于減少排放二氧化碳6700萬噸、植樹造林45個(gè)西湖景區(qū)面積。
海南核電黨委書記、董事長魏智剛介紹，在核能“三步走”技術(shù)路線的指引下，我國熱堆實(shí)現(xiàn)了二代向三代升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化、批量化、國產(chǎn)化發(fā)展。
目前，中核集團(tuán)核電保持積極安全有序發(fā)展，中核集團(tuán)控股在運(yùn)核電機(jī)組26臺(tái)，裝機(jī)容量2440萬千瓦，核準(zhǔn)及在建核電機(jī)組18臺(tái)，裝機(jī)容量1939萬千瓦。2023年，中核集團(tuán)在運(yùn)在建核電總裝機(jī)容量居國內(nèi)第一、全球第二。我國已成為全球最大、最為活躍的核電市場，也是推動(dòng)全球三代乃至四代核電創(chuàng)新發(fā)展的主要國家。
其中，“華龍一號(hào)”是創(chuàng)新中核的代表，是中核集團(tuán)在四十余年核電科研、設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，投入大量財(cái)力、物力、人力，深刻汲取國際上歷次核事故特別是福島核事故教訓(xùn)，借鑒國際三代核電非能動(dòng)安全的先進(jìn)理念和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋，滿足國際最先進(jìn)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)設(shè)計(jì)的三代核電機(jī)型，具有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。截至目前，作為我國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代壓水堆核電技術(shù)，“華龍一號(hào)”國內(nèi)外在運(yùn)在建機(jī)組總數(shù)達(dá)27臺(tái)，已成為全球在運(yùn)在建機(jī)組總數(shù)最多的三代核電技術(shù)。
在充滿挑戰(zhàn)與希望的核工業(yè)路上，中國一代代核工業(yè)人肩負(fù)起歷史使命，堅(jiān)定向著建設(shè)世界核工業(yè)強(qiáng)國的宏偉目標(biāo)邁進(jìn)。
中國聚變夢從這里啟航
面朝三江、背依峨眉。
20世紀(jì)60年代，在國家“三線建設(shè)”的戰(zhàn)略部署下，西物院建院四川樂山，以“451工程”建設(shè)為使命，于1985年成功研制中國首個(gè)工業(yè)規(guī)模的托卡馬克裝置——中國環(huán)流一號(hào)，標(biāo)志著我國受控核聚變研究進(jìn)入世界前沿。
2001年，隨著核工業(yè)西南物理研究院主體搬遷到成都，中國環(huán)流一號(hào)實(shí)驗(yàn)裝置完成了它的歷史使命。2012年中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院下屬的成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院將451工程舊址改造成為中國核聚變博物館。這里是中國聚變夢開始的地方。
作為我國最早致力于研究“人造太陽”的專業(yè)科研院所，核工業(yè)西南物理研究院是“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略中聚變堆研發(fā)的核心單位，也是我國參與全球最大“人造太陽”——國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃的重要支撐單位。
60年來，西物院先后建成了在聚變領(lǐng)域具有里程碑意義的三代重要平臺(tái)：中國環(huán)流一號(hào)、中國環(huán)流二號(hào)、中國環(huán)流三號(hào)。中國環(huán)流一號(hào)是我國核聚變領(lǐng)域第一個(gè)國家大科學(xué)工程裝置；中國環(huán)流二號(hào)為我國核聚變研究從原理探索到大規(guī)模裝置實(shí)驗(yàn)的跨越式發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)；2020年，自主設(shè)計(jì)建造成功第三代聚變平臺(tái)——新一代人造太陽“中國環(huán)流三號(hào)”，該裝置是我國規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置。
自2008年以來，中國還承擔(dān)了國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃中18個(gè)采購包的制造任務(wù)，涉及磁體支撐系統(tǒng)、磁體饋線系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、輝光放電清洗系統(tǒng)、氣體注入系統(tǒng)、可耐受極高溫的反應(yīng)堆堆芯“第一壁”等核心關(guān)鍵部件。到了組裝階段，中國又通過中法聯(lián)合體，深度參與實(shí)驗(yàn)堆核心裝置托卡馬克的安裝。2023年12月，西物院與ITER總部簽署協(xié)議，宣布新一代人造太陽“中國環(huán)流三號(hào)”作為ITER衛(wèi)星裝置面向全球開放，邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來中國集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽”能源夢想。這些成果充分展示了中國在核聚變研究領(lǐng)域的實(shí)力和水平。ITER組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基接受新華社記者專訪時(shí)表示，從關(guān)鍵部件交付到核心裝置安裝，中國是國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃值得信賴的合作伙伴。
從核裂變到核聚變，從不可控到可控，中國核工業(yè)人與世界一道，在尋找能源終極解決方案的壯麗征程上孜孜不倦。
“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略對(duì)于保障我國的能源安全有著重要意義，是符合我國國情的核能發(fā)展戰(zhàn)略,也是能夠引領(lǐng)世界核能發(fā)展的技術(shù)方向。
中核集團(tuán)以“熱堆走穩(wěn)、快堆走實(shí)、聚變走好”為現(xiàn)階段總體思路，大力推進(jìn)先進(jìn)核能產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，更好發(fā)揮在加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力中的引領(lǐng)作用。
從“一堆一器”到“核能‘三步走’”，中國核工業(yè)從光榮歷史中走來，向世界一流挺進(jìn)。進(jìn)入新時(shí)代，中國核工業(yè)作為國家安全的堅(jiān)強(qiáng)盾牌、科技創(chuàng)新的排頭兵、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，繼續(xù)承載著民族的希望與夢想，走入下一個(gè)輝煌時(shí)代。（鄭欣）
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