新華社 2019年04月26日
■新華社記者 高敬 安娜
北京西南郊區(qū)，有一個看上去不怎么起眼的小鎮(zhèn)——新鎮(zhèn)，60多年前因核而建。但在中國核工業(yè)領(lǐng)域，這里卻是個最有歷史感的地方——
我國第一座重水反應(yīng)堆和第一臺回旋加速器在這里建成；
我國“兩彈一艇”不少關(guān)鍵數(shù)據(jù)在這里采集；
國家表彰的23位“兩彈一星”功勛獎?wù)芦@得者中有7位曾在這里創(chuàng)建功勛；
這里派生或援建了十余個核科研和生產(chǎn)單位，被稱為“中國核科學(xué)技術(shù)的發(fā)祥地”“中國核工業(yè)的搖籃”……
這里是中國核工業(yè)的起點——中核集團中國原子能科學(xué)研究院所在地。記者近日走進新鎮(zhèn)，感受中國核工業(yè)近70年來波瀾壯闊的歷程，認(rèn)識核技術(shù)在生產(chǎn)生活中的廣闊應(yīng)用。
“一堆一器”，開啟中國原子能時代
一塊三米多長、兩米多高的淡藍色“大塊頭”靜靜地立在原子能院工作區(qū)的大院里。這個“大塊頭”就是我國第一臺回旋加速器的主磁鐵。
一路之隔的花園里，立有錢三強、王淦昌兩位核物理學(xué)家、原子能院兩位前任院長的雕塑?；▓@的另一側(cè)，是一座式樣古樸的大樓——反應(yīng)堆大樓，這里建有我國第一座重水反應(yīng)堆，人們叫它“功勛堆”。
原子能研究離不開大型核設(shè)施，沒有大型核設(shè)施，所有研究都是紙上談兵。原子能研究需要的基礎(chǔ)核設(shè)施就是反應(yīng)堆和加速器。
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)引進一座7000千瓦的重水型實驗性反應(yīng)堆和一臺直徑1.2米的回旋加速器。從1956年破土動工，僅僅兩年多，一座新的原子能科學(xué)研究基地就在荒灘上“長”起來。
1958年6月10日，回旋加速器調(diào)試出束；1958年6月13日，重水反應(yīng)堆首次達到臨界。
“一堆一器”的建成，標(biāo)志著我國開始跨進了原子能時代。
1964年10月，我國第一顆原子彈爆炸成功；1967年6月，我國第一顆氫彈爆炸成功；1971年9月，我國第一艘核潛艇順利下水?！皟蓮椧煌А钡某晒Ρ澈?，“一堆一器”功不可沒。
上世紀(jì)70年代，在運行二十年后，反應(yīng)堆出現(xiàn)設(shè)備老化現(xiàn)象，不得不降功率運行。
今年已經(jīng)80多歲的張文惠在反應(yīng)堆工作了幾十年。他回憶道：“反應(yīng)堆心臟壞了，有人說換個心臟，還有人建議換個更高級、有中國特色的心臟。”
他和同事們加班加點做理論分析，驗證反應(yīng)堆改建的各項參數(shù)，用大量的數(shù)據(jù)說服上級領(lǐng)導(dǎo)同意對反應(yīng)堆進行改建。
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，而且總投資只有新建堆的十分之一。反應(yīng)堆重新煥發(fā)了生機，并為我國首座核電站——秦山核電站的試驗、設(shè)計做了大量技術(shù)支持工作，還可以進行單晶硅的輻照生產(chǎn)等。
從啥都得向國外學(xué)習(xí)到逐步掌握核心技術(shù)，并創(chuàng)造性完成重水反應(yīng)堆的改建，原子能院的科研人員憑著對核工業(yè)的情懷和拼搏精神，實現(xiàn)了技術(shù)引進吸收和再創(chuàng)新。
“這說明中國科技人員的能力可以屹立于世界反應(yīng)堆之林?！睆埼幕葑院赖卣f。
1987年和2007年，回旋加速器和重水反應(yīng)堆先后完成了它們的歷史使命，光榮“退休”。
如今，“一堆一器”已經(jīng)入選國家工業(yè)遺產(chǎn)和中央企業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)。它們安靜地矗立在原子能院工作區(qū)中心位置，仿佛兩位老人，見證著我國核事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。
多堆多器，核科技研發(fā)跑出“加速度”
深藍色的水面清澈見底，反應(yīng)堆堆芯在金屬容器的包裹下，靜立水底。水池四周的空間，簇?fù)碇鴩鴥?nèi)外多家知名高校、領(lǐng)先研究機構(gòu)共建的各類先進譜儀。
這是記者在原子能院中國先進研究堆所在地看到的一幕。
譜儀利用反應(yīng)堆產(chǎn)生的粒子對測試樣品進行深度掃描“體檢”，就像是一雙深入微觀世界的“眼睛”，可以分析樣品的元素種類、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。有的測試樣品僅有針尖大小。
2010年，原子能院自主研發(fā)建成中國先進研究堆?！斑@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驗環(huán)境?！痹幽茉悍磻?yīng)堆工程技術(shù)研究部黨委書記王谷軍說。
中國先進研究堆的建成、發(fā)展，是原子能院科研能力加速快跑的一個縮影。如今在原子能院，各種類型的反應(yīng)堆還有很多——
1984年，原子能院自主研發(fā)、設(shè)計、建成我國第一座原型微堆。這種小型、易于操作、功率低、固有安全性好、對環(huán)境污染小、可建在大中城市人口稠密地區(qū)的應(yīng)用堆型，在國內(nèi)外得以迅速推廣。原子能院已在國內(nèi)外建設(shè)8座商用微堆，近幾年又先后實現(xiàn)加納、尼日利亞微堆的低濃化改造，使得反應(yīng)堆安全性和資源利用效率大幅提升。
2010年，原子能院研發(fā)、設(shè)計、建成中國實驗快堆。作為第四代先進核能系統(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)正在推進中……
伴隨著反應(yīng)堆的快速發(fā)展，原子能院加速器的研發(fā)也不斷取得突破。從最初的幾百KeV的低能加速器，到如今正在研發(fā)的230MeV、250MeV超導(dǎo)回旋加速器等，一批批中高能加速器的逐步產(chǎn)業(yè)化，正為或?qū)橐恍┽t(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域高精尖課題提供全新的解決方案。
特別是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，原子能院的加速器相關(guān)工作，已從研發(fā)、設(shè)計階段，邁向標(biāo)準(zhǔn)制定階段。其主導(dǎo)制定的《工業(yè)無損檢測用電子直線加速器標(biāo)準(zhǔn)》，是我國首個無損檢測探傷加速器的國際標(biāo)準(zhǔn)，填補了我國在通用核技術(shù)領(lǐng)域的空白。
“目前工業(yè)領(lǐng)域的高能大功率輻照加速器研發(fā)，原子能院已處在世界領(lǐng)先水平。”原子能院核技術(shù)所所長王國寶說。
原子能院黨委書記萬鋼說，從“一堆一器”，到多堆多器，原子能院已建立起反應(yīng)堆和加速器事業(yè)，為我國核領(lǐng)域基礎(chǔ)研究，先進核能開發(fā)，核技術(shù)應(yīng)用拓展，乃至新時代核工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供支撐。
核技術(shù)應(yīng)用就在你我身邊
核技術(shù)水平是一國科技水平和綜合國力的標(biāo)志之一。那么，高大上的核技術(shù)跟人們的生活又有什么關(guān)系呢？
這或許可以從一樁百年疑案說起。史料記載，1908年，清光緒帝和慈禧太后相隔不到一天先后死去，死亡時間離奇巧合，引人猜測。此后近百年，清光緒帝的死因一直困擾史學(xué)界。
2008年，原子能院利用微堆中子活化分析技術(shù)檢測清光緒帝的頭發(fā)，發(fā)現(xiàn)其中含有高濃度的砷元素，遠高于正常人的砷本底值。尋著這一線索，原子能院對光緒的衣物和毛發(fā)等進行了進一步檢測，最終推定光緒死于砒霜（三氧化二砷）中毒。
其實，日常生活中同類原理的檢測分析場景，在法醫(yī)、環(huán)保等領(lǐng)域并不少見，比如通過對霧霾中碳元素的分析檢測，可以對污染進行溯源，知道霧霾是來源于燃煤還是秸稈燃燒。
微堆除了用于檢測分析之外，還可以進行放射性同位素制備等。醫(yī)用同位素正被廣泛應(yīng)用于癌癥、老年癡呆、癲癇等各類疾病的診療。
據(jù)了解，正在研發(fā)的230MeV超導(dǎo)回旋加速器，可用于被業(yè)界稱為“抗癌利器”的質(zhì)子治療。與常規(guī)放療相比，質(zhì)子治療具有精準(zhǔn)、安全、高效的特點。質(zhì)子束射線在到達腫瘤病灶前，能量釋放不多，在到達病灶的一瞬間，才會釋放出大量的能量，在殺死癌細胞的同時將對周圍正常細胞的傷害減到最小。
除此之外，在農(nóng)業(yè)、食品安全等領(lǐng)域，電子加速器輻照還可用于殺蟲、消毒、保鮮等。在能源領(lǐng)域，核能除了可發(fā)電之外，在清潔供熱方面的應(yīng)用也正被國內(nèi)企業(yè)挖掘。
原子能院反應(yīng)堆工程技術(shù)研究部技術(shù)人員劉興民介紹，一座400MW的“燕龍”泳池式低溫供熱堆，供暖建筑面積可達約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。
“核技術(shù)并不遙遠，它就在你我身邊?！蓖鯂鴮氄f，全世界核技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模上萬億美元，在核技術(shù)應(yīng)用這個大市場中，我國擁有廣闊的發(fā)展空間。
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