中国核科技离国际领先还有几步,中国核工业

步入原子能时代一甲子
中国核科技离国际领先还有几步

1958年9月27日,是中国核工业史上一个重要日子。这一天,在北京西南远郊刚刚建成的原子能科学研究基地(即现在的中国原子能科学研究院所在地,简称“原子能院”),举行了中国第一座重水反应堆和第一台回旋加速器的移交典礼。

1958年,在前苏联的援助下,中国原子能科学研究院建成了中国第一座实验性重水反应堆和第一台回旋加速器(简称“一堆一器”)。“一堆一器”的建成,标志中国进入了原子能时代。

反应堆是原子能科学研究的重要核设施。第一座重水反应堆建成后,中国核科技人员很快学习消化了技术原理。上世纪70年代中期,运行了近20年的重水反应堆设备老化,不得不降功率运行。要想改建,需解决人身安全防护等众多难题。

60年后的今天,中国的核科技事业实现了从“引进来”到“走出去”的重大跨越。未来,如何实现中国核工业由大到强的根本性转变,为国家安全和经济社会发展再立新功,成为8月30日~31日召开的“一堆一器”建成60周年国际科技合作论坛上专家们关注的焦点。

面对前所未有的挑战,原子能院科技人员想了很多方法,最终于1980年完成重水反应堆改造,改建后的功率加强到15MW,经费只相当于新建一个反应堆的十分之一,应用范围却大大扩展。

把“堆-器”发展作为核心

参与反应堆改造工作的老专家张文惠接受记者采访时笑言,反应堆换了一个更高级、有中国特色的心脏。“这说明中国科技人员的能力可以屹立于世界反应堆之林。”

“中国核科技从小到大、从大向强,得益于‘一堆一器’积累的坚实基础。”中科院院士王乃彦说。

张文惠说,上世纪50年代,中国还不具备自行建设反应堆的条件,如果不从前苏联引进,肯定要经过更长时间才能进入原子能时代。“但在‘引进来’的基础上,我们并没有墨守成规,而是敢想、敢改、敢做,走出了一条真正属于自己的创新之路。”

从“一堆一器”出发,我国建成了49-2堆、微堆、中国实验快堆、中国先进研究堆、高功率工程实验堆,建成了兰州重离子加速器、30MeV医用质子回旋加速器、100MeV质子回旋加速器、中国散裂中子源等重大科技工程和设施。

1984年原子能院自主研发设计建成中国第一座微型中子源反应堆,2010年建成中国首座快中子增殖反应堆——中国实验快堆,同年原子能院自主研发设计建成多用途、高性能的中国先进研究堆,主要技术指标位居亚洲第一。

王乃彦表示,核科技的发展离不开反应堆、加速器等重大设施,当前世界核科技水平的表现形式集中体现在反应堆、加速器的先进程度。

加速器方面,从最初的几百KeV的低能加速器到如今正在研发的230MeV、250MeV超导回旋加速器,中国国产加速器在自主创新“加速度”的同时,更在逐步产业化,为工业、医疗领域精尖课题提供全新解决方案,其中关于工业领域高能大功率辐照加速器的研发已处在世界领先水平。

60年来,“一堆一器”还培养了数以万计的优秀核科技工作者,王乃彦等老一辈核科学家都在“一堆一器”上从事过科学研究。

从“一堆一器”到“多堆多器”,中国原子能科学研究院党委书记万钢说,这是非常大的进步。“原子能院已建立起反应堆和加速器事业,为我国核领域基础研究、先进核能开发以及核技术应用拓展,乃至新时代核工业创新发展都提供了有力支撑。”

“‘一堆一器’培养的技术和人才代表了我国早、中期核科技事业的最高水平。”与会专家认为,应始终不渝地把“堆-器”发展作为核科技发展的核心。

不断创新也推动了中国核技术“走出去”。上世纪八九十年代,原子能院以改建后的重水反应堆为原型,帮助阿尔及利亚设计建造完成了功率15MW的多用途重水研究堆即比林和平堆,这是中国第一个大型核设施出口项目,被国际原子能机构誉为“南南合作”的典范。

以中国原子能科学研究院为例,该院院长万钢提出,要建设世界领先水平的核科技研发基地,必须在先进核能、核基础、核技术应用三大核心领域达到世界先进水平——发展以快堆为核心的先进核能和闭式核燃料循环能力体系,推动以“堆-器”重大科技基础设施为核心的基础研究,加强“堆-器”综合利用。

微堆结构简单、使用方便、安全性高,更有利于核技术研究推广。1995年,原子能院为加纳设计建造了一座高浓铀微堆,随后又援助巴基斯坦、尼日利亚等国的微堆建设。

产学研结合补短板

随着时代发展,国际上对核不扩散的要求越来越严格,为了更好推广微堆使用,原子能院于2010年开始了微堆低浓化研究,并于2017年协助加纳顺利完成微堆低浓化改造,去年底又协助尼日利亚完成改造,有效保障了核安全。

在新时代我国建设科技强国的进程中,核科技拥有举足轻重的地位和作用。补齐短板便成为当务之急。

在加速器领域,原子能院研制的无损检测电子直线加速器也出口到土耳其等国家。

“我们的自主创新程度还不够,在发现新原理、设计新型号方面跟国际先进还是有差距。”中国原子能科学研究院副院长柳卫平接受《中国科学报》采访时说,“如果把材料、计算机模拟、核电标准这三方面短板都突破了,那么我们就有希望从国际前列冲到国际领先。”

银河国际点击登录,截至目前,原子能院已经与国际原子能机构等国际组织以及俄罗斯、法国等32个国家和地区、195个单位或机构建立了合作关系,形成了长期稳定的科技交流合作机制。

他表示,这需要核科技同仁携起手来,把各自的技术优势、人才优势集中起来。

万钢说,60年来“一堆一器”支撑了原子能院的发展,促进了中国核科技事业的发展,也打开了国际合作的良好局面;自主创新更使得中国从国际舞台的边缘走到中央。“再艰难的时刻都已经走过来了,未来我国核工业发展底气十足。”

据了解,国家自然科学基金委员会与中核集团联合设立了“核技术创新联合基金”,为加强我国核领域的基础前沿技术研究、推动核技术可持续发展和不断提升自主创新能力助一臂之力。

核科技无论是在能源、健康,还是安全等领域都有不可替代的技术优势。不过,中科院院士张焕乔坦言,我国的核技术应用还需加大力度,尤其是在医学和农业领域。

我国已成为全球第二大高端医疗设备市场,但长期以来,放射治疗和诊断等技术高度密集的设备几乎被跨国企业垄断,国内产品市场占比不足10%。

为此,张焕乔呼吁,放射治疗诊断设备国产化水平急需提高。

“技术的应用要有适当的投资带动来加快发展,不能完全靠‘自我生长’。”他说,“把成果从实验室向产业输出,还需要领军人才组织,把产学研结合起来。”

国际合作互利共赢

正如俄罗斯机械制造局总设计师V.V.Petrunin所说:“一堆一器”是中俄友谊的象征,是国际科技合作的典范。

60年来,中国核科技沿着“一堆一器”树立的良好典范,与世界核科技已经紧密地走在了一起。仅以中国原子能科学研究院为代表,就与国际原子能机构等国际组织以及俄罗斯、法国、美国等32个国家或地区,195个单位或机构建立了良好的合作关系,形成了长期稳定的科技交流合作机制,并取得了显著成效。

中核集团首席信息官庄火林表示,核工业发展需要国内外核科技工作者大力合作、大力协同,核科技的事业是属于全人类的共同事业,核科技的发展需要全人类共同的智慧结晶。

中国实验快堆是全球少数在运的快中子实验堆。中国原子能科学研究院总工程师张东辉表示,本着开放、共同发展的指导思想,中国实验快堆将为中国和世界快中子堆和其他先进核能技术的发展提供实验平台。

参会的外国专家纷纷表示,渴望与中国同行共同努力,应对共同的核科技挑战,通过国际合作实现互利共赢。

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