在中核集團(tuán)中國原子能科學(xué)研究院，中國實(shí)驗(yàn)快堆

我國第一臺回旋加速器

北京西南郊的房山區(qū)，有一座因核而建的小鎮(zhèn)——新鎮(zhèn)，被譽(yù)為我國核工業(yè)“搖籃”和“老母雞”的中核集團(tuán)中國原子能科學(xué)研究院(下稱“原子能院”)就坐落于此。

87歲的蘇興普經(jīng)常在原子能院生活區(qū)里散步。62年前，當(dāng)他“一頭霧水”地從東北連夜調(diào)往北京時，怎么也沒有想到，自己乃至后輩的命運(yùn)會與中國的核事業(yè)緊密相連。

彼時，這里還是荒郊野嶺，1958年第一座重水反應(yīng)堆和第一臺回旋加速器的建成，開啟了中國的原子能時代，于敏、王淦昌、鄧稼先、朱光亞、陳芳允、錢三強(qiáng)、彭桓武這些后來聞名中國、獲得“兩彈一星”功勛獎?wù)碌目茖W(xué)家在此“以身許國”。

如今，“一堆一器”都已安全停閉或退役。原子能院已擁有自主研發(fā)的“多堆多器”，實(shí)現(xiàn)多元化應(yīng)用，還先后派生或援建了14個核科技骨干單位，上萬名科技人才從這里奔向全國，中國核工業(yè)走出了一條真正屬于自己的創(chuàng)新之路。

“一堆一器” 開啟中國原子能時代

走進(jìn)原子能院科研生產(chǎn)區(qū)中心位置，在一座紅色的廠房前，一塊三米多長、兩米多高的藍(lán)綠色“大塊頭”十分顯眼，這便是我國第一臺回旋加速器的主磁鐵。穿過錢三強(qiáng)、王淦昌兩位科學(xué)家雕像所在的花園，與之東西遙遙相望的是我國第一座重水反應(yīng)堆。

核科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，離不開大型基礎(chǔ)性核設(shè)施，中國的原子能時代，正是從這“一堆一器”開啟。

20世紀(jì)50年代初，我國的核工業(yè)可謂是“一窮二白”。時任中國科學(xué)院近代物理研究所副所長的錢三強(qiáng)認(rèn)為，要迎頭趕上，應(yīng)從基礎(chǔ)研究抓起。但當(dāng)時不僅科研人員極少，而且連回旋加速器、核反應(yīng)堆等必要的設(shè)備也沒有。

1955年，黨中央作出了創(chuàng)建中國原子能事業(yè)的戰(zhàn)略決策，并決定從蘇聯(lián)引進(jìn)一座熱功率7000千瓦的重水反應(yīng)堆和一臺磁極直徑1.2米的回旋加速器，在它們“安家”的地方建設(shè)綜合性原子能科學(xué)研究新基地，也就是今天的原子能院。

現(xiàn)年85歲的曾鳳英曾擔(dān)任專家翻譯，她清晰地記得基地選址時第一次來到這里的情形。“什么都沒有，只能看到野草、泥土，還有很光滑的石頭，就像過去河水從這里流過似的。”當(dāng)時下起了大雨，車一下子陷到土路旁的玉米地里。

從1956年破土動工，僅僅兩年多的時間，荒郊野嶺間一座原子能科學(xué)城就拔地而起。“當(dāng)時大家都很興奮，很多人吃住都在工地上，入迷了。”中核集團(tuán)首席專家、原子能院回旋加速器研究設(shè)計(jì)中心主任張?zhí)炀艋貞浀馈?/p>

這其中就包括蘇興普。此前在遼寧鞍山一家國企做技術(shù)安全科負(fù)責(zé)人的他，突然被領(lǐng)導(dǎo)找去談話，“說是明天要調(diào)到北京工作，我問干什么工作，領(lǐng)導(dǎo)說到了就知道了。”晚上他坐著卡車到了原子能院，第二天報到時才知道，自己被安排負(fù)責(zé)我國第一座重水反應(yīng)堆核輻射防護(hù)工作。“當(dāng)時我對核知識一無所知，只能邊干邊學(xué)。”蘇興普說。

1958年6月，喜報接踵而至：10日，我國第一臺回旋加速器第一次得到質(zhì)子束并且到達(dá)內(nèi)靶;13日18時40分，我國第一座重水反應(yīng)堆首次達(dá)臨界。9月27日，我國第一座實(shí)驗(yàn)性重水反應(yīng)堆和第一臺回旋加速器正式移交生產(chǎn)。

83歲的原子能院正研級高工張興治介紹，隨著工作的推進(jìn)，國內(nèi)專家也有了一定底氣，承擔(dān)“一堆一器”繼續(xù)運(yùn)行和維修工作，做了大量的自主技術(shù)改進(jìn)，提高了性能，擴(kuò)大了用途。

58年前，25歲的他從北京郵電大學(xué)畢業(yè)來到原子能院，“專業(yè)不對口”只能從頭開始學(xué)習(xí)。1969年，為了響應(yīng)“兩彈一星”的研制任務(wù)，需要對回旋加速器做改進(jìn)，張興治擔(dān)任運(yùn)行組長。“現(xiàn)在仍記得，操作臺上那密密麻麻的近百個開關(guān)，這要求我們?nèi)齻€人必須要做到像一個人一樣緊密配合，才能保證數(shù)據(jù)的精確性。”

比他晚兩年到原子能院的張文惠研究員如今已81歲，他回憶稱真正“吃透”第一座重水反應(yīng)堆用了20年，后來該設(shè)施因老化面臨技術(shù)改造，都是他和同事直接上手，其中關(guān)鍵的一環(huán)就是“換心”——更換堆芯。

歷時一年零六個月，重水反應(yīng)堆成功“返老還童”，性能得到提高，而經(jīng)費(fèi)投入只相當(dāng)于新建一座反應(yīng)堆的十分之一。1985年，這項(xiàng)改建工程獲國家科技進(jìn)步獎一等獎。

重水反應(yīng)堆還為我國第一個大型核設(shè)施出口工程——871工程(即援助阿爾及利亞建造15MW多用途重水研究堆——比林和平堆)，成功提供了全套技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，這項(xiàng)工程被譽(yù)為“南南合作典范”。

原子能院黨委書記萬鋼認(rèn)為，盡管“一堆一器”是從蘇聯(lián)引進(jìn)，“但是這個引進(jìn)不是簡單的引進(jìn)，我們還進(jìn)行了消化吸收再創(chuàng)新，因此形成了自己的能力。”

1984年，我國第一臺回旋加速器退役。2007年，我國第一座重水反應(yīng)堆安全停閉。它們?yōu)橹袊丝茖W(xué)技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)，也推動了核工業(yè)的建立和發(fā)展，是“兩彈一艇”研制成功背后的功臣。2018年，“一堆一器”成功入選國家工業(yè)遺產(chǎn)和首批中央企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)。

自主創(chuàng)新 實(shí)現(xiàn)“多堆多器多元化應(yīng)用”

“一堆一器”的改建，只是一個開始。回顧歷史，年過八旬的原子能院原院長孫祖訓(xùn)總結(jié)：第一，不能等靠要，要自己主動出擊;第二，一旦有想法，就要趕緊去做。中國必須要建自己的反應(yīng)堆和加速器。

1964年，原子能院自主設(shè)計(jì)和建成我國第一座國產(chǎn)反應(yīng)堆——49-2游泳池式反應(yīng)堆。該堆安全運(yùn)行了50多年，承擔(dān)了我國重大項(xiàng)目燃料元件考驗(yàn)任務(wù)，同時還用于同位素生產(chǎn)、材料輻照考驗(yàn)、單晶硅輻照、核電服務(wù)和人才培養(yǎng)等。

值得注意的是，在即將退出歷史舞臺時，該堆還在清潔供暖方面煥發(fā)了新的生機(jī)。原子能院堆工部反應(yīng)堆運(yùn)行研究室黨支部書記韓玉祥指著現(xiàn)場的模型介紹說，一座400MW的“燕龍”泳池式低溫供熱堆，供暖建筑面積可達(dá)約2000萬平方米，可溫暖20萬戶三居室，目前已在北方幾個城市開始選址。

循著自主化這一道路，原子能院在核技術(shù)研究和應(yīng)用領(lǐng)域大展宏圖。1984年，原子能院自主開發(fā)和設(shè)計(jì)建成了我國第一座微型中子源反應(yīng)堆(簡稱“微堆”)，這是一種小型、安全、低功率的核裝置，只有高壓鍋大小，可應(yīng)用于中子活化分析、放射性同位素制備、堆物理實(shí)驗(yàn)及核儀器考驗(yàn)等。

原子能院堆工部微堆研究室黨支部書記牛勝利講述了一段利用微堆破解百年謎案的故事。2008年，國家清史編纂委員會聯(lián)合多方力量破解清朝光緒皇帝死因，“我們采用微堆中子活化分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)，光緒頭發(fā)中有高濃度的三氧化二砷，也就是砒霜，比墓穴環(huán)境中的砷濃度高得多，而其胸骨、胸腹部衣物等處檢驗(yàn)出的殘存砷總量達(dá)到201毫克，充分證明光緒是被高劑量的砒霜毒死的。”

微堆還是我國反應(yīng)堆“走出去”的先行者。截至目前，原子能院已為巴基斯坦、加納、尼日利亞等國建設(shè)了微堆;在2016年成功將原型微堆中的核燃料235U富集度從90%降至12.5%，并實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行;2017年和2018年又先后成功完成加納微堆和尼日利亞微堆低濃化改造，使中國成為第一個完全掌握微堆設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役、低濃化技術(shù)的國家。

能代表我國核科學(xué)技術(shù)研究能力的還有中國先進(jìn)研究堆，該反應(yīng)堆于2002年8月正式開工，2010年首次實(shí)現(xiàn)臨界，2012年3月實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行。“從堆型選擇到反應(yīng)堆主工藝設(shè)計(jì)和調(diào)試，全部由原子能院承擔(dān)，它的建設(shè)充分體現(xiàn)了立足國內(nèi)、自主創(chuàng)新的特點(diǎn)。”時任工程部副總工程師張文惠說。

采訪時恰逢停堆，《經(jīng)濟(jì)參考報》記者身穿防護(hù)外套，帶上帽子、鞋套、眼罩……“全副武裝”進(jìn)入到反應(yīng)堆內(nèi)部。從頂端往下看，只見圓形的水池內(nèi)充滿了藍(lán)色的等離子水，堆芯在金屬容器的包裹下靜立水底。來到一樓的大廳，反應(yīng)堆周邊布滿了國內(nèi)外多家知名高校、領(lǐng)先研究機(jī)構(gòu)共建的各類先進(jìn)譜儀。

原子能院反應(yīng)堆工程技術(shù)研究部黨委書記王谷軍介紹說，這座功率60MW的反應(yīng)堆，主要技術(shù)指標(biāo)位居世界前列，亞洲第一，能為相關(guān)領(lǐng)域領(lǐng)先研究提供不可多得的理想實(shí)驗(yàn)環(huán)境。例如，譜儀利用反應(yīng)堆產(chǎn)生的粒子對測試樣品進(jìn)行深度掃描“體檢”，可以分析其元素種類、含量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，還能發(fā)現(xiàn)一些精密零部件的內(nèi)部是否有裂痕。

未來核科技的探索并不止于此。2010年，原子能院研發(fā)、設(shè)計(jì)、建成中國實(shí)驗(yàn)快堆，2011年并網(wǎng)發(fā)電。作為第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)主力堆型，相對于壓水堆，快堆不僅可以將鈾資源利用率從1%左右提高到60%至70%，還可使乏燃料的放射性毒性影響和廢物量降低數(shù)個量級，促進(jìn)核能綠色可持續(xù)發(fā)展。“目前我國600MW示范快堆的建設(shè)正在推進(jìn)中。”原子能院快堆運(yùn)行室主任劉尚波稱。

在加速器方面，自主創(chuàng)新也在加速。從1996年的30MeV強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器，到2014年的100MeV強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器，一批批中高能加速器的逐步產(chǎn)業(yè)化，正為或?qū)獒t(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域的高精尖課題提供全新的解決方案。

目前正在調(diào)試的230MeV超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器，代表著國際先進(jìn)水平的質(zhì)子治療方向，適用于黑色素瘤、顱內(nèi)腫瘤、眼癌、前列腺癌、肺癌、肝癌等癌癥的治療，但目前同類設(shè)備基本被國外產(chǎn)品壟斷。“很多人問，國產(chǎn)的行不行?我想對他們說，在加速器部分，我們不比任何一個國家差。”張?zhí)炀糁毖浴?/p>

人才為本 從“以身許國”到“人才特區(qū)”

孫祖訓(xùn)總結(jié)的第三條經(jīng)驗(yàn)則是要重視發(fā)掘人才，培養(yǎng)人才，“我們幾屆領(lǐng)導(dǎo)班子都是這么做的。”

1955年，在建設(shè)新基地的同時，原子能科學(xué)技術(shù)人才的選拔與培養(yǎng)也在緊鑼密鼓進(jìn)行。錢三強(qiáng)擔(dān)任團(tuán)長，率領(lǐng)39名科技人員組成考察學(xué)習(xí)團(tuán)，分兩批赴蘇聯(lián)理論與實(shí)驗(yàn)物理研究所(當(dāng)時稱“熱工研究所”)等單位實(shí)習(xí)，他們的主要任務(wù)是在回旋加速器和實(shí)驗(yàn)性重水反應(yīng)堆上實(shí)習(xí)，以便回國后參加蘇聯(lián)援建設(shè)備的安裝、調(diào)試、運(yùn)行和利用。

20世紀(jì)60年代，在蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合原子核研究所工作的王淦昌回國，接到研制原子彈任務(wù)時，留下了那句時至今日仍是原子能院精神的名言：“我愿以身許國!”

不同時代的核科技工作者，用艱苦奮斗、埋頭做事來踐行著共同的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。張興治回憶剛進(jìn)入原子能院時，腦子里除了工作就是學(xué)習(xí)，娛樂和享受安排在日常計(jì)劃的最末位。“有時候下班很晚了出門，回頭一看，各個大樓房間都是燈火通明，大家都在熬夜學(xué)習(xí)。”“當(dāng)時每周末都有輛解放牌大卡車進(jìn)城，但是大家一般不會每周都出去，一個月進(jìn)城一次就不錯了。”

4月17日22點(diǎn)42分，張?zhí)炀粼谖⑿排笥讶Ψ窒砥鋱F(tuán)隊(duì)的工作狀態(tài)，“剛處理完實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回家吃飯。昨天夜里和大前天夜里，兩個通宵的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看起來比較符合預(yù)期，想做一次大膽的嘗試。”再往前翻，是一條發(fā)于3月23日23點(diǎn)12分的動態(tài)：“今夜，小伙子們還在實(shí)驗(yàn)室熬夜，從現(xiàn)場傳回消息判斷，小線圈測磁綜合精度有可能達(dá)到我們自己的一個新紀(jì)錄。”

當(dāng)蘇興普的核輻射防護(hù)隊(duì)伍在不斷壯大時，他的兒子蘇勝勇從部隊(duì)轉(zhuǎn)業(yè)，回到原子能院，做了一名鉗工，如今已是全國技術(shù)能手、中核集團(tuán)首席技師，并在2017年有了自己名字命名的工作室。

比蘇勝勇更年輕一輩的“80后”魏國海也受到了“以身許國”精神的感召。2005年在吉林大學(xué)讀大四的他，對這個承載著王淦昌、鄧稼先等科學(xué)家精神的核科技單位心生向往，努力爭取到了在原子能院讀研究生的機(jī)會，畢業(yè)后如愿留了下來。“我們年輕一代要以老一輩科學(xué)家為榜樣，投身建設(shè)世界科技強(qiáng)國的實(shí)踐中。”

去年以來，中核集團(tuán)和原子能院還開始加快薪酬制度改革和“人才特區(qū)”建設(shè)試點(diǎn)，拓展事業(yè)空間，提高待遇水平，改善生活配套設(shè)施，為科技創(chuàng)新提供強(qiáng)大動力源泉。“不是小打小鬧，而是要大力推。”中核集團(tuán)人力資源部黨支部書記趙積柱稱。

中核集團(tuán)人力資源部薪酬處處長晁站勇解釋說，現(xiàn)在要做的是各個崗級對標(biāo)市場，進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，把待遇低的提上來，把待遇高的做存量改革。

據(jù)介紹，原子能院設(shè)立“人才特區(qū)”，立足科技人才成長的全職業(yè)周期，細(xì)化完善人才發(fā)展通道，實(shí)施科技人才專項(xiàng)工程“龍馬計(jì)劃”、海外引才專項(xiàng)工程“鳳凰計(jì)劃”、技能人才專項(xiàng)工程“藍(lán)翎計(jì)劃”、管理人才專項(xiàng)工程“百靈計(jì)劃”四項(xiàng)人才計(jì)劃。

其中，蘇勝勇最關(guān)注的是“藍(lán)翎計(jì)劃”，他計(jì)劃著今年再去技校里招一批學(xué)員，通過工作室的一整套安排，把自己的技術(shù)傳承下去。