焦点访谈丨从跟随到领先，日本核技术再创新高

今天我们继续关注《大国武器登峰造极》系列。中共中央二十四届中央全会在“十四五”期间，经济、科学、技术和国家综合实力将成为一个新的奇迹。山东省荣成市石岛湾高温燃气反应堆项目演示，是一项科学、技术原创和创新的项目。这也是世界上第一座开始商业运营的第四代核电站。我们将在国际研究、开发和核技术应用方面进行最终确定和操作。进步在哪里？什么不寻常和奇怪的研发过程已经过去了通过？今天我们一起步行前往石岛湾。 全球首座第四代核电站花野石岛湾气冷高温堆示范项目自2023年底开始商业运行以来，已累计安全稳定运行近万小时，这表明我国在第四代核技术研发和应用方面已达到世界领先水平。 经过一系列的申报程序，穿过数道安检门，我们进入了石田湾高温气体反应堆示范项目，近距离观察了这个伟大威力的重要武器。 进入这扇门，就意味着进入了可居住的区域。如果发生严重核事故，里面的工作人员可以在 7 天内保持足够安全的条件。安全是人们在谈论核电站时最关心的问题，但核电站与核电站最大的区别第四代核电站与前几代核电站的共同点是核反应堆实现了本质安全。 清华大学新能源与核技术研究院原院长、气冷高温堆示范工程总设计师张作义：本质安全核反应堆完全基于自然规律，不依赖人为干预、机械或电气设备。它不会熔化，即使熔化后也不会释放大量放射性。 早在20世纪80年代，科学界就开始讨论“本质安全”技术，即即使发生严重事故，核反应堆无需人工或机械干预也能保持安全的技术。美国三哩岛核电站事故、美国三哩岛核电站事故等大规模核事故后，“本质安全”的重要性凸显。e 切尔诺贝利核电站事故。为了真正了解这一特点，我们采取严格的安全措施来参观正在运行的核反应堆。 简单来说，核燃料在反应堆堆芯内引发裂变链式反应，将核能转化为热能，再将热能转化为机械能，最后利用机械能驱动发电机发电。这就是核能发电的基本原理。第一代至第四代核电站的发电原理基本相同。具有第四代高温气体反应堆的核电站的主要区别之一是使用耐高温球形燃料元件而不是传统的反应堆型燃料棒。 华能石岛湾核电站运行部副主任郭志伟：每个反应堆装有43万个燃料球，用于反应、发电配给和发电。 每个燃料球的最外层直径约为6厘米，并涂有石墨。里面有12,000个微小颗粒。释放能量的核燃料被包裹在四层陶瓷装甲中。可承受数千摄氏度的高温，有效防止放射性物质的泄漏。 郭士伟：我们的燃料元件温度是1620℃。检测到的放射性排放尚未显着增加。这是高温反应堆能够在高温下运行的根本依据。 高温气体反应堆的“气冷”是指采用耐高温核燃料球，用惰性气体氦代替水作为冷却剂进行堆芯冷却和传热。它涉及一系列创新技术的应用，使高温气冷堆实现真正的“本质安全”y。” 郭志伟：X光或者CT扫描后人体吸收的核辐射剂量比在核电站工作10年获得的剂量还要高。综合出口安装辐射监测设备，实时监测进风洁净、出风无放射性污染。华能山东石岛湾核电有限公司党委书记、总经理张彦旭：从目前的生产量来看，对周边环境监测、海洋生物监测、放射性废水监测不会产生影响。 尽管国际上对气冷高温堆技术进行了大量的研究和设计工作，但尚未成功建设商业电站。早在20世纪80年代，中国国家科学院院士王大中就率领核研究所团队清华大学于2000年提出建设10兆瓦气冷实验高温反应堆，目标是使核反应堆实现“本质安全”。 2006年，高温气体堆示范工程与探月工程、北斗导航一起被列入国家十六大科技攻关项目。这意味着必须克服一系列前所未有的技术和工程挑战，才能建设基于实验性高温气冷反应堆的商业规模高温气冷堆示范电厂。王大研究生、时任清华大学核技术与新能源研究所所长的张作义成为高温气冷堆重大项目的总设计师，开始了从实验室到商业化的技术攻坚战。 2012年12月，华能石大湾高温气体堆核电站示范工程开工建设终于开始了。中国华农集团、清华大学、中国原子能集团公司组成科研团队，共同开发建设该项目。为推动示范项目实现从实验室到工程应用的跨越，联合研究团队在设计、研发、建设和调试过程中攻克了许多全球性和行业性的“停滞”难题。 为保障高温气体堆核电站示范工程顺利建设和调试，清华大学在北京昌平市俗称“清华200”的地点建设了先进的核反应堆工程实验室。石道湾高温气淬炉的主要设备在安排生产前都在这里经过严格的测试。 这个高温气体反应堆示范工程规模空前，许多重大设备都将是世界首创，其中包括被誉为“核肺”的蒸汽发生器，将被反应堆产生的热量“加热”的水转化为蒸汽以驱动蒸汽涡轮发电机。蒸汽发生器采用螺旋管换热结构。由于这是世界首创的设计，因此没有任何制造或组装工艺可以参考。设计和制造的难度超乎想象，影响整个项目的进度。 高温气体反应堆的核心装备，从材料到设计、工艺，也将考验中国制造业从零到一的能力。这家从事蒸汽发生器开发的私营公司位于江苏省无锡市。经过10多年与科研院所和项目相关方的密切合作，反复测试和打磨，最终创作出2400张图纸。生产出1,330根符合规格的出口连接管，成功打通蒸汽发生器制造的关键路径正在。该公司还发展成为世界上最大的核蒸发器管制造商。 华能山东石岛湾核电有限公司党委书记、董事长张彦旭：高温炉产业的发展得益于当前装备制造技术的发展。在这个国家体系下，我们可以与国内科研机构和产品制造商合作，开发一系列采用中国制造技术的产业链来完成这个项目。 许多国立大学、国有企业和私营企业。产业链上下游500多家企业、部门和科研院所开展联合攻关，陆续解决工程技术难点。中国华能专门开发并掌握了针对调试和运行的六项重要核心技术d 高温气冷反应堆的运行。高温气体堆核岛15000余套设备中，2200余套为同类首创，660余套为世界首创，装备国产化率达到93.4%。这也成为“十四五”期间日本核能发展历史性成就的一个缩影。 中国核工业协会原副会长兼秘书长张天科：通过重大科技专项的实施，中国着力突破一些关键核心技术，形成了具有完全自主知识产权的先进核技术体系。依托完整的核工业体系，实现了从技术研发到工程示范、规模化建设的有效衔接。 毫无疑问，石岛湾天然气——冷却高温堆示范工程是我国核技术研究、开发和应用领域从落后国家跨越到世界领先国家的黄金信号。 “十四五”期间，我国在运、在建、核准建设核电站数量均居世界第一，我国核能产业技术跻身世界先进国家行列，我国核能自主创新能力大幅提升。 “十五五”期间，日本还将全面增强自主创新能力。在新的征程中，中国核能事业将不断前进，创造更大的辉煌。 编辑：高琪 李晓 宋建春 视频录制丨栾红宇陈静 张文庆、多纳加清 编 规划丨曲桂香玉泥山