從“一堆一器”到“核能‘三步走’” 中國(guó)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(lái)源:

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  六天三地,跨越近5000公里。近日,一場(chǎng)中國(guó)核工業(yè)的追尋之旅展開(kāi)。

  今年是我國(guó)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(shū)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(guó)底氣從核來(lái)·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(mèng)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(guó)核工業(yè)從無(wú)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(chē)載著來(lái)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?guó)原子能科學(xué)研究院?!按髧?guó)底氣從核來(lái)·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)?!眲?chuàng)建于1950年的原子能院是我國(guó)第一個(gè)核科學(xué)技術(shù)研究機(jī)構(gòu),也是我國(guó)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(guó)核工業(yè)的“搖籃”。

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  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(guó)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(kāi)展原子能科學(xué)研究的基礎(chǔ)核設(shè)施。1955年初,我國(guó)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(guó)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(cè)量、核反應(yīng)數(shù)據(jù)測(cè)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(guó)正逐漸掌握打開(kāi)原子能大門(mén)的鑰匙。

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  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(guó)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(guó)核工業(yè)的發(fā)展,走上自主創(chuàng)新的道路。

  1983年,我國(guó)“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(guó)核能可持續(xù)發(fā)展和核燃料長(zhǎng)期安全有效供應(yīng)的問(wèn)題。在這個(gè)戰(zhàn)略框架下,中國(guó)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(guó)核電發(fā)展的主力堆型,將在支撐我國(guó)“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(guó)快堆技術(shù)通過(guò)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(guó)自參加ITER計(jì)劃以來(lái),相關(guān)科研實(shí)力得到了極大提升,核聚變技術(shù)已從過(guò)去的跟跑到并跑,到部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,建成了以中國(guó)環(huán)流三號(hào)為代表的聚變裝置。

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  在“看見(jiàn)·新時(shí)代核工業(yè)”媒體沙龍上,原子能院院長(zhǎng)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(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展未來(lái),需要解決熱堆與快堆協(xié)同發(fā)展、接續(xù)發(fā)展問(wèn)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(guò)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(guó)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(guó)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?!痹幽茉焊笨偣こ處?、核工程設(shè)計(jì)研究所所長(zhǎng)、一體化快堆項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師周培德說(shuō)。

  中核集團(tuán)高度重視一體化快堆研發(fā)工作,目前已開(kāi)展大量研究工作,取得階段性成果。為我國(guó)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(chǎng)到位于昌江的海南核電基地,將近3個(gè)小時(shí)的車(chē)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(guó)另一自主創(chuàng)新重大成果“玲龍一號(hào)”。

  海南省是國(guó)內(nèi)核電發(fā)電量占比最高的省份。作為我國(guó)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(guó)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(kāi)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(guó)實(shí)力,由此彰顯!

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  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(wàn)噸、植樹(shù)造林45個(gè)西湖景區(qū)面積。

  海南核電黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)魏智剛介紹,在核能“三步走”技術(shù)路線的指引下,我國(guó)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(guó)產(chǎn)化發(fā)展。

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  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(wàn)千瓦,核準(zhǔn)及在建核電機(jī)組18臺(tái),裝機(jī)容量1939萬(wàn)千瓦。2023年,中核集團(tuán)在運(yùn)在建核電總裝機(jī)容量居國(guó)內(nèi)第一、全球第二。我國(guó)已成為全球最大、最為活躍的核電市場(chǎng),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(guó)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(guó)際上歷次核事故特別是福島核事故教訓(xùn),借鑒國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)的宏偉目標(biāo)邁進(jìn)。

  中國(guó)聚變夢(mèng)從這里啟航

  面朝三江、背依峨眉。

  20世紀(jì)60年代,在國(guó)家“三線建設(shè)”的戰(zhàn)略部署下,西物院建院四川樂(lè)山,以“451工程”建設(shè)為使命,于1985年成功研制中國(guó)首個(gè)工業(yè)規(guī)模的托卡馬克裝置——中國(guó)環(huán)流一號(hào),標(biāo)志著我國(guó)受控核聚變研究進(jìn)入世界前沿。

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  2001年,隨著核工業(yè)西南物理研究院主體搬遷到成都,中國(guó)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(guó)核聚變博物館。這里是中國(guó)聚變夢(mèng)開(kāi)始的地方。

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  作為我國(guó)最早致力于研究“人造太陽(yáng)”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(guó)參與全球最大“人造太陽(yáng)”——國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃的重要支撐單位。

  60年來(lái),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(guó)環(huán)流一號(hào)、中國(guó)環(huán)流二號(hào)、中國(guó)環(huán)流三號(hào)。中國(guó)環(huán)流一號(hào)是我國(guó)核聚變領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家大科學(xué)工程裝置;中國(guó)環(huán)流二號(hào)為我國(guó)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(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”,該裝置是我國(guó)規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置。

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  自2008年以來(lái),中國(guó)還承擔(dān)了國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃中18個(gè)采購(gòu)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(guó)又通過(guò)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(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”作為ITER衛(wèi)星裝置面向全球開(kāi)放,邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來(lái)中國(guó)集智攻關(guān),共同追逐“人造太陽(yáng)”能源夢(mèng)想。這些成果充分展示了中國(guó)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(guó)是國(guó)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(guó)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(guó)的能源安全有著重要意義,是符合我國(guó)國(guó)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(guó)核工業(yè)從光榮歷史中走來(lái),向世界一流挺進(jìn)。進(jìn)入新時(shí)代,中國(guó)核工業(yè)作為國(guó)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(mèng)想,走入下一個(gè)輝煌時(shí)代。(鄭欣)