位于中國(guó)原子能科學(xué)研究院的中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆（CEFR）一直是社會(huì)各界矚目的焦點(diǎn)。“每年都會(huì)有相關(guān)的政府機(jī)構(gòu)、協(xié)作單位、訪問(wèn)團(tuán)體甚至一批批學(xué)生到這里參觀。僅在今年6月，就有國(guó)家環(huán)保部、能源局、國(guó)防科工局等上級(jí)主管部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)前來(lái)調(diào)研參觀。”原子能院反應(yīng)堆工程技術(shù)研究部主任楊紅義表示：“這不僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)快堆取得成績(jī)的肯定，更是對(duì)我國(guó)核科學(xué)事業(yè)發(fā)展的高度關(guān)注。”

作為世界先進(jìn)的第四代核電技術(shù)，實(shí)驗(yàn)快堆不僅技術(shù)先進(jìn)安全，對(duì)我國(guó)快堆和第四代核電技術(shù)的發(fā)展具有重要意義，而且產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)效應(yīng)。黨的十八大以來(lái)，我國(guó)核事業(yè)砥礪奮進(jìn)，實(shí)驗(yàn)快堆也在成功臨界的基礎(chǔ)上繼續(xù)開(kāi)展科研工作，妥妥地成為了第四代核電技術(shù)里的“模范生”。

“模范生”的軟硬實(shí)力

中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆是國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）支持的重大科研工程項(xiàng)目。雖然頂著“高科技”“核技術(shù)”的名頭，但近距離接觸過(guò)它的人可不算少。僅從今年年初到現(xiàn)在，實(shí)驗(yàn)快堆就已經(jīng)接待了86批次、2200多人次的參觀。來(lái)到這里，除了能近距離認(rèn)識(shí)、了解快堆的技術(shù)特點(diǎn)、重要意義和良好的安全性以外，還能增強(qiáng)大家對(duì)“核”的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)快堆正在為“核”的發(fā)展?fàn)I造良好氛圍。

當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)快堆的軟實(shí)力來(lái)自于杠杠的硬實(shí)力。因?yàn)榫哂辛己玫脑鲋澈玩幼兲匦裕於言诤斯I(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中具有非常重要的作用，是閉式燃料循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。由于快堆中快中子具有的增殖優(yōu)點(diǎn)，基于快堆的先進(jìn)燃料循環(huán)系統(tǒng)可以使鈾資源的利用率提高到60%～70%，從而可將人類(lèi)利用核能的時(shí)間從上百年延長(zhǎng)到數(shù)千年。

快堆可以通過(guò)嬗變將一些長(zhǎng)壽命的核素和裂變產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)短壽命的核素。研究表明，一座1GWe的快堆可以“燒掉”10座同等功率壓水堆產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命次錒系核素。因此，快堆可以使核能的發(fā)展更加可持續(xù)。

我國(guó)從上世紀(jì)60年代就開(kāi)始發(fā)展快堆技術(shù)，先后經(jīng)歷了基礎(chǔ)技術(shù)研究、應(yīng)用技術(shù)研究階段，從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始進(jìn)行工程技術(shù)研究，啟動(dòng)了第一座快堆——中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆的研制工作，該項(xiàng)目于2010年7月21日實(shí)現(xiàn)首次臨界，并開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)工作。

黨的十八大以來(lái)，實(shí)驗(yàn)快堆又完成了一系列重要節(jié)點(diǎn)：2014年3月14日，實(shí)驗(yàn)快堆開(kāi)始動(dòng)力啟動(dòng)的調(diào)試工作；2014年12月15日首次達(dá)到滿(mǎn)功率，18日首次實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)功率穩(wěn)定運(yùn)行72小時(shí)，標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)快堆動(dòng)力啟動(dòng)階段的調(diào)試任務(wù)基本完成，并達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)；2016年1月23日，實(shí)驗(yàn)快堆完成了長(zhǎng)期功率運(yùn)行試驗(yàn)任務(wù)，標(biāo)志著其具備了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的能力；2016年9月，實(shí)驗(yàn)快堆竣工驗(yàn)收完成，標(biāo)志著這一國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)圓滿(mǎn)結(jié)束。幾年間，經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)快堆的設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試、運(yùn)行，我國(guó)已經(jīng)基本掌握了實(shí)驗(yàn)快堆技術(shù)，具備了開(kāi)始大型快堆電站研究開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。

即使是在經(jīng)濟(jì)方面，實(shí)驗(yàn)快堆的效益也有初步體現(xiàn)。自運(yùn)行以來(lái)，實(shí)驗(yàn)快堆已經(jīng)累計(jì)發(fā)電1574萬(wàn)千瓦時(shí)，其中1110萬(wàn)千瓦時(shí)供入華北電網(wǎng)，其他為原子能院自用。

“模范生”的傳幫帶

為了核電的安全、高效、可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)確定了“壓水堆-快堆-聚變堆”的核能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略，快堆是其中的重要一環(huán)。而在我國(guó)發(fā)展快堆的“實(shí)驗(yàn)快堆-示范快堆-商用快堆”技術(shù)路線中，實(shí)驗(yàn)快堆是開(kāi)局的第一步，走好這一步對(duì)快堆技術(shù)未來(lái)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

“目前，國(guó)際上掌握快堆技術(shù)的國(guó)家主要有俄羅斯、美國(guó)、法國(guó)、日本等。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目積累了鈉冷快堆的設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)還將通過(guò)示范快堆項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)我國(guó)鈉冷快堆技術(shù)的進(jìn)一步提升。”中核集團(tuán)快堆核電站技術(shù)領(lǐng)域首席專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士徐銤介紹。作為當(dāng)今世界上僅有的4座實(shí)驗(yàn)快堆之一，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆的功能和應(yīng)用范圍正在擴(kuò)展，顯現(xiàn)出越來(lái)越大的作用和越來(lái)越重要的地位。

原子能院的實(shí)驗(yàn)快堆既是我國(guó)唯一的快堆技術(shù)試驗(yàn)、應(yīng)用、研發(fā)平臺(tái)，也是我國(guó)開(kāi)展閉式燃料循環(huán)技術(shù)研發(fā)的主要設(shè)施之一，用于材料輻照考驗(yàn)、燃料輻照考驗(yàn)、同位素生產(chǎn)、國(guó)產(chǎn)化設(shè)備儀表考驗(yàn)、示范快堆核電站運(yùn)行人員培訓(xùn)、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究等方面。目前已經(jīng)在示范快堆燃料與材料方面開(kāi)展了相關(guān)的輻照考驗(yàn)工作，并與美國(guó)、法國(guó)討論了為其它國(guó)家進(jìn)行輻照考驗(yàn)的工作計(jì)劃。

近年來(lái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目的實(shí)施，我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)掌握了池式鈉冷快堆的核心工藝技術(shù)，包括鈉冷快堆的反應(yīng)堆物理、熱工設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)；掌握了鈉冷卻劑的物理化學(xué)特性，掌握了鈉凈化、處理等技術(shù)，建設(shè)了核級(jí)鈉的生產(chǎn)能力；提供了燃料和材料輻照考驗(yàn)的設(shè)施，為自主研發(fā)快堆燃料和材料提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；積累了快堆系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，例如鈉系統(tǒng)、氬氣系統(tǒng)、鈉水直流式蒸汽發(fā)生器等。

除了這些，實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目還培養(yǎng)了一大批專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)人員和運(yùn)行人員。“人才永遠(yuǎn)是事業(yè)興旺的關(guān)鍵。”原子能院院長(zhǎng)萬(wàn)鋼說(shuō)，“實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目在核工業(yè)的困難時(shí)期保住了快堆隊(duì)伍，培養(yǎng)了高水平人才，為我國(guó)快堆事業(yè)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)和組織基礎(chǔ)。”

“鈉冷快堆是第四代核電技術(shù)中最成熟的堆型，率先發(fā)展鈉冷快堆，對(duì)我國(guó)迅速搶占核電技術(shù)制高點(diǎn)意義重大。目前我國(guó)正在研究的行波堆、ADS、鉛（鉍）快堆等，都直接利用了實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目的技術(shù)和人才積累，從而使我國(guó)有可能在短時(shí)間內(nèi)突破關(guān)鍵技術(shù)，取得跨越式發(fā)展。”原子能院副總工程師張東輝介紹說(shuō)。

據(jù)了解，目前我國(guó)的行波堆項(xiàng)目由原子能院的快堆團(tuán)隊(duì)直接參與，在國(guó)內(nèi)承擔(dān)主要技術(shù)責(zé)任，同時(shí)還向項(xiàng)目輸送了一批人才。在ADS、鉛（鉍）快堆等項(xiàng)目的策劃、設(shè)計(jì)研發(fā)工作中，也有原子能院快堆團(tuán)隊(duì)的參與。

“最重要的還是中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆的建成大大增強(qiáng)了我們獨(dú)立自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新堆型的自信心。”楊紅義說(shuō)。

“模范生”的再創(chuàng)新

從快堆技術(shù)的早期預(yù)先研究，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆的設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)行，到中國(guó)示范快堆的設(shè)計(jì)、研發(fā)，再到中國(guó)商用快堆的預(yù)先研究，中國(guó)的快堆技術(shù)在發(fā)展中，走出了自己獨(dú)特的技術(shù)路線與技術(shù)體系。

我國(guó)快堆始終堅(jiān)持將反應(yīng)堆安全作為發(fā)展的生命線。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)快堆設(shè)計(jì)還是示范快堆設(shè)計(jì)，都將反應(yīng)堆安全作為最關(guān)鍵的因素予以考慮。實(shí)驗(yàn)快堆擁有非常好的固有安全性，對(duì)于公眾和環(huán)境的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，而示范快堆在其基礎(chǔ)上更進(jìn)一步增加了安全系統(tǒng)的配置數(shù)量和能力，進(jìn)一步保證了其安全水平。

我國(guó)快堆重視技術(shù)的繼承性，有效加快了研發(fā)進(jìn)度。我國(guó)在實(shí)驗(yàn)快堆項(xiàng)目之后直接開(kāi)展了示范快堆的工程設(shè)計(jì)研發(fā)。在很多重要的技術(shù)方案上，例如池式結(jié)構(gòu)、氧化物燃料、連接一回路的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)等方面，我國(guó)快堆都保持了設(shè)計(jì)思路的一致性。這種一致性有效降低了設(shè)計(jì)與研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，加快了設(shè)計(jì)與研發(fā)進(jìn)度。

我國(guó)快堆充分借鑒了國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn)，提升了自主化水平。我國(guó)快堆技術(shù)雖然研發(fā)啟動(dòng)早，但設(shè)計(jì)與建造工作開(kāi)始較晚。為加快發(fā)展速度，我國(guó)充分向國(guó)外先進(jìn)國(guó)家學(xué)習(xí)，明確了在設(shè)計(jì)中需要攻關(guān)的重點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)在看來(lái)，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆雖然建成時(shí)間比美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、日本以及俄羅斯等國(guó)都要晚，但是其自運(yùn)行以來(lái)主要設(shè)備表現(xiàn)良好，未出現(xiàn)重大需要整改的設(shè)計(jì)問(wèn)題。

目前實(shí)驗(yàn)快堆已經(jīng)完成了上一個(gè)階段的功率啟動(dòng)試驗(yàn)運(yùn)行任務(wù)，也完成了第一階段的大修工作，系統(tǒng)和設(shè)備狀態(tài)良好，具備再次啟動(dòng)和功率運(yùn)行的條件。

“黨的十八大以來(lái)的五年時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)快堆取得了重大的進(jìn)展和突破，基本達(dá)到了‘建立裝置、掌握技術(shù)、培養(yǎng)人才、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)’的建堆目標(biāo)，完成了全部調(diào)試任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了滿(mǎn)功率運(yùn)行，并且開(kāi)展了相關(guān)試驗(yàn)工作。”萬(wàn)鋼說(shuō)：“未來(lái)其還將在實(shí)施核電‘三步走’戰(zhàn)略中發(fā)揮更大作用。”