全國兩會前夕，記者來到成都一家單位，大門口沒有牌子，為這個“中國核動力的搖籃”平添幾分神秘色彩。進入院里，只見路上“談笑有鴻儒、往來無白丁”，研發(fā)人員的學術氣質(zhì)明顯。  

這里是中國核動力研究設計院，它搞出過核潛艇，又參與或主導研發(fā)了“華龍一號”、“玲龍一號”、CF燃料組件等重大核能成果，在新時代里，還要向何處發(fā)展、做哪些大事?為此，記者采訪了全國政協(xié)委員、中國核動力研究設計院黨委書記萬鋼。

— 從絕密報告開始的核動力研發(fā) —

1954年，美國建造的世界上第一艘核潛艇“鸚鵡螺”號服役，1957年，蘇聯(lián)第一艘核潛艇下水。核潛艇的出現(xiàn)，把一個國家的戰(zhàn)略防御推向遠海。

1970年8月30日，我國第一代核潛艇陸上模式堆實現(xiàn)滿功率，同年12月26日，我國第一艘核潛艇下水。1974年8月1日，我國第一艘核潛艇——“長征一號”攻擊型核潛艇正式交付海軍服役。我國也從此成為擁有核潛艇的國家。

“核動力院就是由核潛艇的核動力裝置研發(fā)而起家的。”萬鋼告訴記者，1958年6月27日，聶榮臻元帥向中央呈送了一份絕密報告《關于開展研制導彈原子潛艇的報告》，在兩天內(nèi)得到毛澤東主席的圈閱批準，項目上馬，一支年輕的潛艇核動力設計團隊隨即組建起來，拉開了中國核動力事業(yè)的序幕。

1965年，中央決定選擇四川省西南的一片山區(qū)作為建造核潛艇陸上模式堆的廠址，以北京團隊為核心，從全國調(diào)集數(shù)千名工程技術人員，在毫無工業(yè)基礎的地方建立一個核動力研發(fā)綜合基地，代號909。

經(jīng)過晝夜奮戰(zhàn)，1970年4月，我國第一代核潛艇陸上模式堆安裝完畢。1970年7月25日，模式堆開始提升功率，兩臺汽輪發(fā)電機并聯(lián)運行，實現(xiàn)了我國第一次核能發(fā)電，“銀光照亮了模式堆各艙室，照亮了整個廠房”。8月30日，反應堆滿功率運行，試驗一次成功!

“我國第一代核潛艇陸上模式堆的建成，實現(xiàn)了中國核動力由無到有的重大突破，作為核動力院的第一座反應堆，為我國反應堆事業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻。”萬鋼表示，“同時它也是核動力院第一個重大設施，成為核動力研發(fā)基地的重要標志。核動力院應該有重大的核設施，才能稱之為核動力院。”

由此開始，核動力院“搞了三型動力，研發(fā)了三代核電，建成了三個平臺和三個基地”。而就在剛剛過去的2020年，核動力院提出了要進行“第四次創(chuàng)業(yè)”。

“當前核領域的大國競爭已向更高端方向發(fā)展，只有通過加強我國基礎研究能力及原始創(chuàng)新水平，才能引領世界核技術發(fā)展，為我國戰(zhàn)略高科技跨越發(fā)展提供強有力的支撐。”萬鋼如是說道。回顧核動力院的創(chuàng)業(yè)史，也正是為了凝聚攀登新時代科技高峰的精神力量。

— 華龍的“妹妹”玲龍要來了 —

今年年初首堆投入商運的自主三代核電“華龍一號”，其研發(fā)工作可上溯至1996年。那一年在核動力院，啟動了自主百萬千瓦核電技術的研發(fā)攻關工作，首次提出了核心技術基礎——177堆芯方案，并圍繞177堆芯、單堆布置方案，開展CNP1000研發(fā)與初步設計工作。從CNP1000，到CP1000，再到ACP1000，才有了“華龍一號”的誕生。

“華龍一號”每臺機組裝機容量達百萬千瓦以上，每年發(fā)電近100億千瓦時，能夠滿足中等發(fā)達國家100萬人口的年度生產(chǎn)和生活用電需求;相當于每年減少標準煤消耗312萬噸、減少二氧化碳排放816萬噸，相當于植樹造林7000多萬棵。

萬鋼表示，“‘華龍一號’在國際三代核電中具有明顯的成本、產(chǎn)業(yè)鏈、工程建造等比較優(yōu)勢，有利于帶動高端裝備、材料、工藝的優(yōu)化升級，強化裝備制造體系。同時可以為調(diào)整我國不均衡不充分發(fā)展的能源結構提供重要支撐，是減少霧霾、減少污染，落實碳達峰、碳中和的現(xiàn)實可行選擇。”

正是基于這些優(yōu)勢和作用，“建議政府部門將‘華龍一號’作為自主核電的主力堆型寫入國家核能發(fā)展戰(zhàn)略，明確后續(xù)一定時間內(nèi)的核電項目，確保核電發(fā)展的連續(xù)性。”萬鋼表示。

與享譽國內(nèi)外的“華龍一號”這位“大哥”相比，由核動力院自主研發(fā)的小堆技術“玲龍一號”(ACP100)，更像是一位低調(diào)的小妹妹。走近之后，會發(fā)現(xiàn)她獨有的靈動與親和特質(zhì)。

ACP100效果圖

國際原子能機構(IAEA)將“小型核反應堆”定義為電功率小于300 MW的核反應堆動力裝置，簡稱“小型堆”。與大型反應堆相比，小型反應堆具有功率規(guī)模小、安全性能高、模塊式建造、選址靈活、應用領域廣泛等特點。

“因為小堆本身的特點，它可以更加貼近城市，除發(fā)電外還可用于區(qū)域供熱、工業(yè)供汽、海水淡化等，還可為深海資源勘探與開采、遠海島嶼、陸地偏遠地區(qū)等活動提供能源補給，具有很好的發(fā)展前景。”萬鋼說。

據(jù)介紹，“玲龍一號”是完全自主創(chuàng)新的多用途模塊式小型堆，采用國際主流的一體化反應堆技術，反應堆熱功率385MWt，電功率125MWe，最大程度采用成熟技術設備。采用固有安全加非能動的安全設計理念，應急計劃區(qū)可縮小至300m，從設計上實現(xiàn)了不需要場外應急。“玲龍一號”是目前最接近工程實施的小堆項目。

作為一項前沿技術，小堆單堆建設目前的經(jīng)濟性欠佳。“按照國外小型堆的發(fā)展經(jīng)驗，小型堆批量化發(fā)展是解決經(jīng)濟性問題的有效途徑。”萬鋼表示，“建議納入國家層面的有關規(guī)劃，加強技術和商業(yè)模式的創(chuàng)新，系統(tǒng)布局進行實施。加快模塊化小型堆的標準化建設，簡化后續(xù)小型堆的審評和核準批復流程，促進模塊化小型堆后續(xù)批量化推廣應用。”

— 溶液堆，醫(yī)用同位素國產(chǎn)化的大跨步 —

反應堆的用途并不限于發(fā)電、供熱等，擁有中國“堆谷”的核動力院還利用豐富的堆照資源推進醫(yī)用同位素生產(chǎn)的國產(chǎn)化，甚至擔當我國同位素制備與應用技術開發(fā)的主力軍。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學包括核醫(yī)學的發(fā)展，作為核藥原料的醫(yī)用同位素在疾病診斷和臨床治療中的作用越來越重要。在發(fā)達國家，約1/5的患者需要用到醫(yī)用同位素。但當前國內(nèi)醫(yī)用同位Mo-99、I-125、Sr-89、C-14等用量大的同位素全部依賴進口，只有少部分同位素實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但無法滿足國內(nèi)醫(yī)療市場的需求。

而且當前國際主要醫(yī)用核素生產(chǎn)反應堆均處于老齡化階段，醫(yī)用同位素已處于全球供應短缺的狀態(tài)，導致我國醫(yī)用同位素時常短缺或斷供。

“在新冠疫情等影響下，國內(nèi)醫(yī)用同位素市場需求問題進一步突顯，醫(yī)用同位素國產(chǎn)化急需實現(xiàn)規(guī)模性突破。”萬鋼說，“為了打破國外的技術壟斷，核動力院以新技術、新工藝開展國內(nèi)各急需的醫(yī)用同位素生產(chǎn)技術研發(fā)工作，目前已打通Sr-89、C-14等醫(yī)用同位素生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了批量化供貨。“

從1981年建成高通量工程試驗堆(HFETR)后，核動力院在同位素制備及應用領域開展了大量開創(chuàng)性工作，先后開發(fā)出國內(nèi)第一枚Co-60醫(yī)療源、第一枚Co-60工業(yè)輻照源、世界上第一條凝膠型Tc-99m發(fā)生器等。還通過科技成果轉(zhuǎn)化，成功孵化出成都云克藥業(yè)有限責任公司和成都中核高通同位素股份有限公司，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

近年來，核動力院在同位素制備及應用領域不斷取得新的突破。其中尤其矚目的是，核動力院攻克了溶液型醫(yī)用同位素生產(chǎn)堆堆芯物理設計、同位素分離工藝、三廢處理等關鍵技術，溶液型醫(yī)用同位素生產(chǎn)堆建設條件已經(jīng)成熟。

核動力院設計的溶液堆功率200kW，最大提取能力為Mo-99 10萬Ci、I-131 2萬Ci、Sr-89 400Ci。項目建成投產(chǎn)后，可使我國醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，促進放射性藥物、核醫(yī)學和核技術應用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

“屆時核動力院將具備更加強大的醫(yī)用同位素研發(fā)生產(chǎn)能力，能夠滿足長期規(guī)模化地進行同位素研發(fā)與生產(chǎn)。”萬鋼對醫(yī)用同位素的國產(chǎn)化前景充滿信心。

為了保障國內(nèi)患者的正常用藥和生命健康，乃至占領國際醫(yī)用放射性核素市場，“核動力院將加強核技術應用產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌力度，完善機構、管理創(chuàng)新，建立運行高效的研究開發(fā)和市場運作體系。”萬鋼表示，“同時要在國家重大發(fā)展戰(zhàn)略指引下，把握國有企業(yè)深化改革的有利契機，引導資金、技術向核技術應用長遠發(fā)展的方向流動，為產(chǎn)業(yè)鏈整合和擴張?zhí)峁C遇，快速做強做大核技術應用產(chǎn)業(yè)。”

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